幻听的中药摘 要:采用等离子体气化熔融技术对固体废物特别是危险废物进行玻璃化安全处置,是一种实现固体废物物特别是危险废物无害化,减量化和减容处理的有效方法。通过在处置能力为3t/d的等离子体熔融炉进行的两个阶段试验,初步收集整理工艺参数,为10000t/a等离子体气化熔融炉设计定型,提供理论和数据依据。
关键词:等离子体气化熔融技术;等离子体熔融炉;等离子炬;玻璃体
使用等离子气化熔融炉处理危废时,除能使危废中的有机物质在部份氧化条件下充份气化和彻底摧毁反应中产生的二噁英及呋喃等有毒成份外,还能使危废中的无机物质在炉底部被熔融,成为以液态排出的炉渣,激冷后形成无害的玻璃体材料,可安全用于建材。这是因为熔融炉渣形成的玻璃体材料已牢牢包裹住残存的重金属等有害物质,可满足严格的浸出毒性检测鉴别和被证明不属危废。因此,用等离子气化熔融炉处理危废,是可以使处理未端得到“最终解决”和基本实现“零填埋”的,可以防止“二次污染”。同时,这项居于前沿的技术措施,不仅有其他方式不能企及的环保效果外,也有很强的经济竞争性。
等离子技术为南京创能电力科技开发有限公司核心知识产权,目前公司等离子技术已在电力行业节能环保工程中得到广泛应用,为公司主营业务,实现产值超亿元。等离子技术在电力行业应用过程中积累了丰富的运行经验,并进一步优化升级,形成核心知识产权保护。公司在危废处理方面核心技术为等离子体气化熔融技术,电力行业节能环保工程的技术应用经验既用至危废处理领域。
2017年南京创能电力科技开发有限公司在如东县洋口化学工业园成立南通远创环境服务有限公司。南通远创公司本着贯彻国家有关方针和促进园区可持续发展的目的,并充分发挥自身所拥有的先进的等离子体应用技术的优势,而积极策划和推进建设等离子体危险废物集中无害化处置中心项目。
通过在公司搭建如东项目1:5的等离子体气化熔融炉实验台,收集和整理相关数据,为如东项目设计定型,提供有效的技术支撑,从而确保整个项目顺利实施。
等离子体处理危险废物是近年来固体废物处理行业新兴的一项技术,是一种高温气化熔融技术,等离子炬不但具备能产生高强度热源的优势,同时等离子体是一种高度电离或者充电气体。由于其高温和高热密度,等离子技术几乎能将碳基废物中的所有有机物完全转化
成合成气(主要为CO和H2),而无机物则熔融可变成玻璃体渣。其主要目的是采用等离子体特有的高温效果,对危险废物实现无害化、资源化和减容处理。其具有高温高能、高转化率、相应速度快、可控性强和生成物稳定等特点。
1 等离子体气化熔融危废处理工艺
家庭自制黄豆芽机等离子体气化熔融危废处理系统由7个子系统组成:
1)进料系统:包括固体废弃物和辅料进料,系统包括进料提升机、破碎机、混合器、柱塞泵、辅料料仓、进料液压推杆系统、进料螺旋等;
2)等离子体气化熔融系统:气化危险废物中的有机成分,熔融无机成分,实现废物的彻底处理。包括等离子体气化熔融炉、氧化风/PSA系统、冷却风系统、烟道系统等;等离子体炬系统由等离子体炬、电控电源、点火器、纯净压缩空气、去离子水冷却系统和RO水系统等设备组成;
3)余热回收系统:由余热锅炉、锅炉水制备系统、吹灰器管道系统等设备组成;
4)尾气处理系统:由急冷半干吸收塔系统、活性炭反应器、布袋除尘器、洗涤塔和主引风机等系统组成;
5)电控系统:由HMI系统、MCC控制系统、仪器仪表和电缆及配件等设备组成;
6)辅助系统:由辅助燃烧系统、二燃室、烟囱、出渣系统、钢架平台/楼梯、系统冷却循环水系统和紧急电源系统等设备组成;
7)耐火材料系统:包括等离子体反应炉体、等离子体反应炉底、二燃室和高温烟道。
1.2 工艺流程
危险废物专用运输车辆进入场区,按《危险废物转移联单管理办法》的规定进行快速检测、验收、计量后,再根据废物性质分别送到危废暂存库或者废液罐区接收、暂存。达到一定负荷后,经预处理、配伍后通过进料系统送入等离子体气化熔融炉进行处置,危险废物有机组分在等离子体炉内气化转化成烯烃、烷烃等可燃气体,无机组分在等离子炉内熔融形成熔渣。可燃气体经二燃室燃烧充分燃烧后,烟气通过余热锅炉降温至600℃后,再通过烟气净化系统作净化处理后,最终经由60m高的集束式烟囱排放到大气中。熔渣经水
淬后冷却得到玻璃体渣。
其工艺流程示意图见下图:
图1 等离子体处置工艺流程示意图
无纺布面膜2 等离子体熔融厂内实验
数字模型2.1 实验试验装置
本次试验主要实验装置为等离子火炬及等离子气化熔融实验炉,以及相关的水、电、气等辅助系统。
等离子炬采用公司现有的CNPIS-200型。输出功率范围:120~200KW/h。
等离子体气化熔融实验炉,根据如东县洋口化工园危废处理项目设计炉1:5同比例缩小,本次实验主要验证熔融炉熔池及等离子炬安装段工作情况,上部炉膛及炉膛出口做了简化设计。
本次试验炉,采用两段式,下段为熔池和等离子炬工作段,上段为烟气出口通道。下段内层采用刚玉可塑料预制,可耐温1400℃,外壳采用钢板卷制,外壳和内胆之间填充耐火轻质浇注料。上段采用钢壳加耐火轻质浇注料制作。
下段底部区域主要设排渣口、低位排渣口、高位排渣口各1个以及高压补风口(通压缩空气或瓶装氧)4个;下段中部设空气进口3个;下段上部设等离子炬安装孔一个。上段设空气进口3个,观察孔1个。炉底及炉壁设温度测点8个(4用4备)
图2 等离子体气化熔融实验炉示意图
2.2 第一阶段实验过程及总结
本次实验从2019年5月14日下午开始,到2019年5月20日结束。前期用了3天进行低温烘炉,确保耐火浇注料中的水分被去除,保证耐火浇注料使用效果。期间,还投运等离子炬,确保实验系统可以稳定运行。5月17号进行了第一次带料实验,5月18号进行了第二次带料实验,主要内容如下:
2.2.1 第一次带料实验
烘炉是从5月17日下午两点开始的,首先在炉底铺放木头和淋一些柴油,加入15KG焦炭,用液化点火,着火迅速,焦炭很快被引燃。炉膛温度在一小时内上升到450℃,后增加10公斤焦炭。一个半小时候温度持续升高到830℃, 投等离子炬,温度迅速上升,炉内温度达到1050℃,壁温达到1000度,投加玻璃5KG,焦炭2.5KG,玻璃融化良好,间隔5分钟,又在14:40,14:45,14:50分别加入玻璃5KG。玻璃融化情况良好,炉膛温度及壁温持续升高,到1150℃;在15:00加入玻璃10KG,炉温超过1200℃;15:15加入玻
璃10KG,炉温超过1300℃;玻璃融化良好,但是排渣口处又从新凝结,无法顺利排出。停止炉内供风让系统自然冷却。