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工業(yè)危險廢物制備替代燃料的預處理技術研究

　技術名稱：工業(yè)危險廢物制備替代燃料的預處理技術研究

      實施及作者單位：北京金隅紅樹林環(huán)保技術有限責任公司

      技術簡介

      本項目研究工業(yè)危險廢物制備替代燃料的預處理技術及該技術產(chǎn)業(yè)化實施。具體的內(nèi)容包括：①根據(jù)工業(yè)危廢的物理形態(tài)，分固態(tài)和半固態(tài)兩個方向進行預處理技術的研究：以漆渣為主的半固態(tài)廢物經(jīng)改性后利用常溫純物理方法降低其含水率，再通過調(diào)質(zhì)混合制備成性質(zhì)單一、熱值穩(wěn)定的替代燃料;工業(yè)固態(tài)雜物經(jīng)合理的輸送、破碎工藝，制備成特定粒徑的固態(tài)替代燃料;②根據(jù)上述研究成果形成一套具有自主知識產(chǎn)權的利用工業(yè)危險廢物制備替代燃料的預處理工藝技術方案并建立工藝包;③將預處理技術產(chǎn)業(yè)化，解決該技術在放大過程中的工藝、設備等問題;④替代燃料產(chǎn)品的焚燒對水泥窯的影響。

      創(chuàng)新點

      ① 半固態(tài)廢物通過添加某種或幾種、一定比例的以危險廢物為原料的改性劑改變其脫水性能，使其在常溫條件下利用常規(guī)的脫水設備將其含水率降至60%以下，并通過添加某種或幾種、一定比例的浸漬劑經(jīng)過混合達到熱值穩(wěn)定、性質(zhì)單一、便于輸送的物理狀態(tài)，制備出顆粒狀替代燃料。(支撐材料：ZL201110401916.4、ZL201120506226.0)

      ② 固態(tài)廢物經(jīng)過對物料的充分調(diào)研，對現(xiàn)有破碎設備的刀頭、材質(zhì)等關鍵部分進行技術改造，最終開發(fā)出適合工業(yè)垃圾雜物的破碎設備制備出片狀替代燃料。制備的薄片狀替代燃料利用自行設計的氣力輸送裝置入窯。(支撐材料：ZL201120017055.5)

      應用效果

      通過以上研究建成了兩條特有的工業(yè)危險廢物制備替代燃料的預處理生產(chǎn)線(半固態(tài)、固態(tài)各一條)構建成預處理中心，實現(xiàn)了“預處理+水泥窯終端處置”的模式，將危險廢物經(jīng)過預處理使其成分均質(zhì)化和穩(wěn)定化，大大降低了儲存和后續(xù)處置過程中的風險，減少了對水泥生產(chǎn)的影響，最后與原有的處置設施相配合，最大程度提高危險廢物的處置能力，以科學化、規(guī)范化的方式進行危險廢物處置的同時，最大限度發(fā)揮廢物本身的特點，實現(xiàn)利用廢物替代燃料的效果。

      預處理中心建成后，滿負荷運轉(zhuǎn)的情況下每年可處置半固態(tài)、固態(tài)廢棄物14000噸，每噸處置費按1500元計，年營業(yè)收入2100萬元，年利潤總額673萬元。

      兩條生產(chǎn)線滿負荷運轉(zhuǎn)的情況下，每年可制備出半固態(tài)廢物替代燃料2400噸，固態(tài)廢物替代燃料5400噸，兩種替代燃料每年可替代燃煤4440噸，為水泥企業(yè)節(jié)約燃煤成本約310萬元(按燃煤單價每噸700元計算)。目前該技術以推廣至北京生態(tài)島科技有限責任公司、北京太行前景水泥有限公司、河北金隅紅樹林環(huán)保技術有限責任公司。項目建成并經(jīng)過試運行后，通過對物料的嚴格把控和部分設備的改進，兩條預處理生產(chǎn)線均達到設計能力，對于全市危險廢物的集中管理與處置、延長處理設施的服役期限，將起到重要作用。

      該技術的研發(fā)及應用將對我國利用水泥窯協(xié)同處置危險廢物技術發(fā)展及水泥企業(yè)自身降低能源資源消耗，減少CO2等污染物排放起到示范效果和促進作用，有利于水泥企業(yè)向低排放、高能效、高效率的環(huán)保企業(yè)轉(zhuǎn)型，增強水泥企業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力。

      技術詳情

      水泥窯協(xié)同處置危險廢物在無害化水平、污染控制、建設投資和運行成本方面具有諸多優(yōu)點，是適合我國國情的城市工業(yè)廢棄物無害化處理和資源化利用的方法。水泥企業(yè)在協(xié)同處置危險廢物時，要保證水泥性能、生產(chǎn)過程和環(huán)境等方面不受大的影響，需要更高的安全防范工作及更專業(yè)的技術人員。目前我國工業(yè)危險廢物水分高，成分及熱值不穩(wěn)定，物理狀態(tài)復雜，直接利用水泥窯協(xié)同處置時得不到充分打散，廢物燃燒不充分，焚燒不徹底，影響水泥窯工況，對水泥產(chǎn)品質(zhì)量、廢氣排放及廢物處置量有不同程度的影響;此外長期處置未經(jīng)預處理的廢物，會增加水泥窯檢修頻次，水泥窯在檢修期間危險廢物的處置不得不暫時停止，影響水泥正常生產(chǎn)的同時導致廢物處置量大幅降低。因此將工業(yè)危險廢物進行預處理使其成分均質(zhì)化和穩(wěn)定化，可降低廢物處置過程中給窯工況帶來的負面影響，增加水泥窯處置廢物的量，可解決利用水泥窯協(xié)同處置危險廢物時所遇到的上述困難。

      1工藝方案與技術路線

      1.1 半固態(tài)漆渣脫水制備替代燃料預處理生產(chǎn)線

      1.1.1工藝原理簡述

      本工藝通過對漆渣的改性及與其他廢物調(diào)配，在保留漆渣熱值的同時，降低漆渣本身粘性，使其成為易于脫水的狀態(tài)，再通過物理方法對漆渣進行脫水，并與其他浸漬劑進行混合，將影響漆渣綜合熱值的不利因素——高含水率問題解決，使原本濕、粘、易結(jié)塊、綜合熱值低的難處置廢物變成一種均勻、分散、熱值高、易于輸送儲存的替代燃料，變廢為寶，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟。

      2工藝流程

      工藝步驟如下(具體見工藝流程圖)：

      ①漆渣接收：

      高含水率漆渣(含水率高于90%)裝入原料罐，經(jīng)過充分混合均化后進入直線振動篩過濾除雜，將高含水率漆渣中的小顆粒雜質(zhì)濾除，雜質(zhì)經(jīng)收集后另行處置。篩下物再經(jīng)過電磁除鐵器進一步除鐵后進入緩存罐繼續(xù)對物料進行均化。均化后的物料經(jīng)過螺桿泵，可分別對2套調(diào)配罐進行物料輸送。

      低含水率漆渣(含水率70%-80%)進入另外一個原料罐，低含水率漆渣通過螺旋輸送機及雙向螺旋輸送機輸送進入2套調(diào)配罐，高、低含水率漆渣在調(diào)配罐中調(diào)至含水率90%。

      ②漆渣調(diào)配：

      漆渣調(diào)配過程可選兩種方案。

      改性劑方案：暫存在改性劑罐中的改性劑經(jīng)過雙向皮帶輸送機和兩臺皮帶輸送機輸送至2套調(diào)配罐中，與含水率90%的漆渣進行調(diào)配，根據(jù)處理漆渣性質(zhì)調(diào)節(jié)調(diào)配比例。調(diào)配物混合方案：可起到分散作用的其他半固態(tài)廢棄物進入調(diào)配物罐，調(diào)配物經(jīng)過螺旋輸送機及雙向螺旋輸送機輸送至2套調(diào)配罐中，與含水率90%的漆渣進行調(diào)配，根據(jù)處理漆渣性質(zhì)及不同調(diào)配物性質(zhì)調(diào)節(jié)配比。

 ③漆渣壓濾：

      含水率90%的漆渣在2套調(diào)配罐的攪拌作用下與調(diào)配物或改性劑充分混合，形成混合料，混合料分別通過泵送至壓濾機中脫水，泵后設置流量監(jiān)控，對生產(chǎn)線處置量進行計量。脫水后形成的濾餅通過輸送機輸送至儲存區(qū)域進行暫存。

      ④替代燃料生產(chǎn)：

      脫水漆渣及其他干漆渣(含水率低于60%)通過皮帶輸送機輸送至破碎機中，破碎后的脫水漆渣形成形狀均勻的細小顆粒，進入緩存?zhèn)}內(nèi)，再經(jīng)過螺旋輸送機送入混合機內(nèi)，與浸漬劑、改性劑按一定比例充分混合、攪拌，配比根據(jù)漆渣性質(zhì)和不同批次的浸漬劑顆粒大小確定。經(jīng)過混合，形成替代燃料產(chǎn)品。

      3工藝控制標準

      含水率90%的漆渣經(jīng)以上工藝預處理后生產(chǎn)的替代燃料平均粒度≤5mm，含水率40%-50%，平均熱值3000kcal/kg，重金屬浸出毒性低于《GB5085.3-1996 危險廢物鑒別標準 浸出毒性鑒別》中規(guī)定的限值。物料形態(tài)(粒度及水分)符合連續(xù)穩(wěn)定入前景水泥廠水泥窯的進口工藝要求，其熱值能夠達到替代燃料的要求。固態(tài)廢物破碎制備替代燃料預處理生產(chǎn)線

      1工藝原理簡述

      固態(tài)廢物預處理技術主要是針對可燃、且熱值較高的固體垃圾，如：有機溶劑廢物、含漆廢物、含油廢物等，其特點是品種龐雜，體積較大且形狀不規(guī)則，密度相差較大。如要作為水泥回轉(zhuǎn)窯的替代燃料，必須將其進行分選破碎處理，使其符合連續(xù)穩(wěn)定入窯焚燒的工藝要求，從而實現(xiàn)水泥生產(chǎn)的燃料替代。{另外，根據(jù)紅樹林提供資料因固態(tài)危險廢棄物中廢油棉絲、廢抹布、廢塑料布等軟性物料較多，經(jīng)試驗摸索驗證，破碎此類物料需要高差速比(參數(shù)也是聯(lián)合破碎機廠家共同摸索的)、韌性較好材質(zhì)的刀，而前景的破碎機是鄂式破碎不是剪切式破碎機，破碎對象為塊狀硬廢棄物，不適合柔軟的物質(zhì)，生態(tài)島目前的破碎設備無法達到作為替代燃料的破碎要求。則仍需要使用專門的新建的破碎設備進行預處理。}根據(jù)廢物熱值檢測報告，可燃、高熱值固體垃圾進入庫房后，首先對來料進行人工分揀，將石塊、金屬等硬度較大的雜物和大于破碎機進料尺寸的廢物挑出，以免損害破碎設備。適宜破碎的物料由人工或機械放入設在地下的受料斗，受料斗下的大傾角皮帶機把物料輸送入一級剪切式破碎機，此破碎機出口設有篩板，滿足粒度要求的可以進入下道工序，達不到要求的可以在破碎機中反復破碎直到合格為止(100 毫米以下)。粒度合格的物料再進入二級破碎機，經(jīng)破碎后的物料粒度達到10 毫米以下，再進入皮帶輸送機，由皮帶輸送機送入特制鐵皮箱打包后，將其送至水泥企業(yè)作替代燃料。為提高破碎機效率，在破碎機上料口增加強制推料裝置，為適應不同物料硬度等性能差異，破碎機的動力采用液壓泵驅(qū)動，以滿足不同物料的需求。整個生產(chǎn)線根據(jù)揚塵點情況設置除塵器，同時設置機械排風系統(tǒng)，揮發(fā)性氣體經(jīng)活性炭廢氣凈化裝置處理后達標排放。

      2工藝控制標準

      按照以上工藝流程，經(jīng)兩級破碎預處理后的替代燃料熱值約5000cal/g，水分小于10%，平均粒徑能夠?qū)崿F(xiàn)10mm左右，物料形態(tài)(粒度及水分)符合連續(xù)穩(wěn)定進入前景水泥廠水泥窯焚燒處置的進口工藝要求，其熱值能夠滿足替代燃料的要求。