一般固廢焚燒處理設(shè)備選型比較

時(shí)間：二0一八年八月。作者：梁中文。

關(guān)鍵詞：回轉(zhuǎn)窯、混熱式焚燒爐性能比較，主體設(shè)備應(yīng)用對(duì)比。

一、處理量

（1）、回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)建成較早采用天然氣供熱，原料經(jīng)破碎分選處理后才投入回轉(zhuǎn)窯焚燒，原料主要是橡膠、廢紙、塑料、泡沫、織物纖維等等。前期，需自己破碎分揀，由于采用天然氣供熱，因此，產(chǎn)量低，人工成本費(fèi)用高，投產(chǎn)后，效率不高很難滿(mǎn)足工藝要求。

（2）、經(jīng)過(guò)市場(chǎng)分析調(diào)研考察和小型爐體試驗(yàn)，為擴(kuò)大產(chǎn)能，很快對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行了改造，第二條生產(chǎn)線采用混熱式焚燒爐，該系統(tǒng)工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境好效率高占地面積小，完全能滿(mǎn)足兩條生產(chǎn)線日產(chǎn)43.2t/d的規(guī)模。

二、兩條生產(chǎn)線的基本參數(shù)和性能比較

（1）回轉(zhuǎn)焚燒爐

其結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)360°圓筒式，筒體的規(guī)格為Ф1600*10000，內(nèi)襯保溫耐火磚，傾斜角度4°，運(yùn)行轉(zhuǎn)速8~20轉(zhuǎn)/min,正常工作溫度為800℃-1000℃，爐內(nèi)負(fù)壓60-100pa,處理量為300-500kg/h?；剞D(zhuǎn)焚燒爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，適宜多種一般固廢的焚燒處理，對(duì)物料的粒度沒(méi)有太多要求，操控也比較簡(jiǎn)單，是目前國(guó)際國(guó)內(nèi)應(yīng)用較廣泛的固廢處理工藝。其缺點(diǎn)是密封效果不佳，漏風(fēng)、熱損失大，且系統(tǒng)粘接厲害，處理量無(wú)法提高，嚴(yán)重制約了回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)在固廢處理行業(yè)的應(yīng)用。

（2）、混熱式焚燒爐

混熱式焚燒爐處理的物料仍然為橡膠塑料、廢紙、池泥、泡沫等等一般固體廢棄物。該爐分為兩段，前段為主燃室，后段為輔助燃燒室也叫二燃室。主燃室的工作溫度在850℃-1100℃之間，工作負(fù)壓在150-250pa之間。物料的粒度在3-10mm之間，入料濕度8-20%之間，爐膛工作面積5.6m2。二燃室用防火墻隔開(kāi)，分為四段，每段都有沉降漏斗，工作溫度逐級(jí)降低二燃室出口溫度650℃-550℃。處理量可實(shí)施控制，目前的試生產(chǎn)期間的處理量為43.2t/d。

工作原理，爐內(nèi)采用1.2m2左右的鋼結(jié)構(gòu)布風(fēng)板，物料按配比混合，通過(guò)高壓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)吹動(dòng)，使混合物料充分舞動(dòng)攪拌均勻，采用生物質(zhì)燃料點(diǎn)火，引燃物料，當(dāng)爐膛溫度達(dá)到350-450℃時(shí)，開(kāi)始投料生產(chǎn)，物料在爐膛內(nèi)做“心”型拋物線運(yùn)動(dòng)，部分沒(méi)有充分燃盡的小塊物料隨煙氣帶到二燃室被分段逐級(jí)燃燒直到充分燃盡。該系統(tǒng)全負(fù)壓工作，保溫隔熱效果好，基本沒(méi)有泄漏點(diǎn)，所以綠色環(huán)保效率高，由于其爐膛面積大，生產(chǎn)效率高，充分滿(mǎn)足原項(xiàng)目日處理43.2t的規(guī)模。因?yàn)楸鞠到y(tǒng)采用多級(jí)收塵系統(tǒng)，選用旋風(fēng)除塵，除塵效率80%；脈沖布袋除塵，除塵效率99%；化學(xué)堿液噴淋脫硫效率80%；脫銷(xiāo)效率90%；通過(guò)有效除塵除酸，使尾部煙氣能夠達(dá)標(biāo)排放。

該系統(tǒng)也存在些不足，運(yùn)行過(guò)程中如果操作不當(dāng)，容易引起結(jié)渣、熄火，同時(shí)，熱交換系統(tǒng)要定期清理，否則，易造成堵塞。

三、余熱鍋爐和急冷塔選用比較

（1）、余熱鍋爐 余熱鍋爐的運(yùn)行原理是，利用廢物焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓ㄟ^(guò)熱交換對(duì)冷水進(jìn)行加熱，產(chǎn)生大量高溫蒸汽，從而對(duì)高溫蒸汽進(jìn)行利用。因此，余熱回收系統(tǒng)在焚燒過(guò)程中主要作用是對(duì)二燃室出口的高溫?zé)煔膺M(jìn)行降溫，同時(shí)余熱利用，并去除煙氣中的部分煙塵。如果余熱回收采用熱管式鍋爐，雙鍋筒+對(duì)流管束結(jié)構(gòu)。余熱鍋爐將煙氣溫度從1100 ℃冷卻到600 ℃，然后進(jìn)入急冷塔進(jìn)行快速冷卻。采用余熱鍋爐需要增加下列設(shè)備設(shè)施：

給水系統(tǒng) 鍋爐給水水質(zhì)必須達(dá)到《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求；其水源來(lái)自?xún)刹糠?，一部分?lái)自蒸汽冷凝水，此部分水可經(jīng)除氧器后直接進(jìn)入鍋爐，另一部分為補(bǔ)給水，其水質(zhì)為工業(yè)水，經(jīng)過(guò)軟化水設(shè)備處理后進(jìn)入除氧器。經(jīng)處理的軟水由強(qiáng)制循環(huán)泵送入余熱鍋爐鍋筒內(nèi)換熱蒸發(fā)。

加藥系統(tǒng) 為防止給水殘余硬度引起鍋爐結(jié)垢，采用爐內(nèi)加藥處理工藝，根據(jù)爐水硬度確定是否向余熱鍋爐內(nèi)加藥，采用加藥罐將固體磷酸三鈉配制成溶液注入余熱鍋爐鍋筒。

排污系統(tǒng) 鍋爐設(shè)有排污系統(tǒng)。排污水送至排污膨脹器，二次蒸汽排入大氣，排污水經(jīng)降溫沉降后循環(huán)使用。

蒸汽冷凝系統(tǒng) 蒸汽冷凝系統(tǒng)的冷凝量按3 m3/h，確保在特殊情況下能將鍋爐產(chǎn)氣全部冷凝。余熱鍋爐產(chǎn)生的壓力0.8 Mpa蒸汽分別供給生產(chǎn)、空氣加熱等，多余蒸汽采用蒸汽冷凝器冷卻，凝結(jié)水回收至軟水箱，供鍋爐使用。

設(shè)備設(shè)施占用場(chǎng)地 增加上述設(shè)備設(shè)施需要占用車(chē)間近3000m2的用地，我公司本來(lái)用地就緊張，根本沒(méi)有增設(shè)余熱鍋爐系統(tǒng)的場(chǎng)地。

另外，如果采用余熱鍋爐系統(tǒng)，還需要加設(shè)5000m3左右的循環(huán)水系統(tǒng)，每年鍋爐要清洗結(jié)垢、結(jié)焦至少兩次，同時(shí)，為避免布袋結(jié)露、粘接且必須配備專(zhuān)用低溫電收塵系統(tǒng)，不僅投資成本、費(fèi)用高，同時(shí)維護(hù)保養(yǎng)難度也相應(yīng)增加。再者，本地環(huán)境溫度平均在20--35℃之間，使鍋爐生產(chǎn)的余熱蒸汽得不到應(yīng)有的應(yīng)用。

（2）煙氣急冷系統(tǒng) 煙氣急冷系統(tǒng)的作用是使煙氣溫度急劇下降。采用順流式急冷塔，高溫?zé)煔鈴募崩渌敳窟M(jìn)入，經(jīng)過(guò)配氣裝置使煙氣均勻地分布在塔內(nèi)；急冷塔上設(shè)置旋轉(zhuǎn)霧化噴頭，在壓力0.45-0.75mpa的壓縮空氣作用下，將水霧化成0.08 mm左右的水滴，被霧化后的水滴與高溫?zé)煔獬浞謸Q熱，在短時(shí)間內(nèi)迅速蒸發(fā)，帶走熱量，使得煙氣溫度在瞬間（小于1 s）被降至200 ℃左右，且含水率（質(zhì)量比）小于8%。由于煙氣在200-600 ℃之間停留時(shí)間小于1s，從而減少了二惡英類(lèi)成分的再合成機(jī)會(huì)。

急冷塔包括急冷塔本體、出灰裝置、冷卻水噴霧裝置及冷卻水霧化泵，框板式空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)。采用直接噴水冷卻方式，冷卻介質(zhì)為堿液水。塔內(nèi)采用熱震穩(wěn)定性好、化學(xué)穩(wěn)定性高的耐酸澆注材料內(nèi)襯，具有較高的抗酸堿腐蝕性能。

急冷塔霧化系統(tǒng)采用雙流體霧化噴頭，雙旋流霧化形式對(duì)冷卻水起到良好的霧化效果。水滴的最大顆粒直徑為180 μm，平均顆粒直徑60 μm，完全蒸發(fā)時(shí)間為0.26 s，此參數(shù)保證了煙氣在600 ℃～200 ℃間的停留時(shí)間小于1 s。生產(chǎn)過(guò)程中，急冷塔入口的實(shí)際煙氣溫度有波動(dòng)，由于出口煙氣溫度要保證在200℃左右，因此需對(duì)噴水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，故水泵電機(jī)采用變頻調(diào)速方式來(lái)實(shí)現(xiàn)水量的調(diào)節(jié)。噴水量與出口溫度連鎖控制，自動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排效果。在急冷塔出口處設(shè)置熱電偶，監(jiān)測(cè)出口溫度，監(jiān)測(cè)信號(hào)送入自動(dòng)控制儀器來(lái)控制變頻水泵的出水壓力從而實(shí)現(xiàn)出口煙氣溫度的控制。

急冷水采用工業(yè)水，設(shè)置急冷水池，霧化泵2臺(tái)，一用一備，霧化噴頭8個(gè)，電磁閥控制，便于調(diào)節(jié)噴水量。水池內(nèi)的水循環(huán)使用，配備兩臺(tái)大功率玻璃鋼冷卻塔。水箱液位靠浮球閥自動(dòng)控制。

采用煙氣急冷系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單操作方便，占地面積小，維護(hù)保養(yǎng)成本費(fèi)用低，關(guān)鍵是水冷式急冷塔系統(tǒng)降溫效果相當(dāng)明顯，急冷塔進(jìn)口溫度550-600℃，經(jīng)過(guò)急冷熱交換后出口溫度為150-220℃之間可調(diào)。急冷塔的不足是應(yīng)用過(guò)程中易發(fā)生內(nèi)壁粘接，必須定時(shí)清理，空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行溫度高，要加設(shè)降溫冷凍設(shè)備。

總之，只要認(rèn)真操作，精心維護(hù)保養(yǎng)，采用急冷塔系統(tǒng)是我們最終首選。

四、廠區(qū)規(guī)劃，煙筒布局

廠區(qū)平面布置圖件附圖（I）。煙筒位置不變。

五、工藝對(duì)比

兩套系統(tǒng)雖然采用不同的爐型對(duì)一般固廢進(jìn)行焚燒，但工藝沒(méi)有變化都是物料經(jīng)過(guò)燃燒、二燃室、煙氣換熱急冷脫硫脫硝、收塵處理、煙氣達(dá)標(biāo)排放。只是工藝流程不同，其工藝流程圖見(jiàn)附圖。

清遠(yuǎn)華清環(huán)保資源開(kāi)發(fā)有限公司

二〇一八年三月二十二日