PDF《危险废物集中焚烧处置设施设计技术要求研究》

环境保护科学 第30卷 总第

1 2 4期2004年 8月・固废处置与处理 ・ 危险废物集中焚烧处置设施设计技术要求研究 St u d y o n Te c h n i c a l Re q u i r e me n t f or t h e De s i g n i n g o f Ce n t r al i z e d I n c i n er a t i o n Di s p o s a l F a c i l i t i e s f or Ha z a r d o u s So l i d W a s t e s 陈扬.

文武. 邵春岩. 王延松 白莉. (

1 . 沈阳环境科学研 究院 沈阳

1 1

0 0

1 6 ) ;

(

2 . 辽宁省环境科 学研究院 沈阳

1 1

0 0

3 1 ) ;

(

3 . 沈阳市科技局统计 中心

1 1

0 0

1 3 ) 摘要 危险废物集 中焚烧处置是我 国危险废物处置的最主要和最直接 的方式之一.本文结合我 国 目前危 险废物集 中 焚烧处置设施 建设和设计现状, 以及我 国危险废物处置设施 建设规划 , 在对危险废物集 中焚烧 处置设施 设计所涉及的关键 技术环节进行 分析的基础上, 提 出了相应的设计技术要 求. 关键词 危险废物 焚烧设施 设计要求 Ab s t r a c t Ce nt r a l i z e d i n c i n e r a t i o n i s o ne o f t h e mo s t i mp o r t a nt a nd d i r e c t i v e s t y l e f o r t h e d i s p o s a l o f h a z a r d o u s wa s t e . I n t h i s p a p e r , b a s e d o n a n a l y s i s o n t h e k e y t e c h n o l o g i c a l p a r t s , c o mb i n e d wi t h t h e s i t u a t i o n o f c o n s t r u c t i o n a n d d e s i g n i n g f o r t h e c e nt r a l i z e d i n c i n e r a t i o n d i s p o s a l f a c i l i t i e s c o n s t r uc t i o n a n d t he n e w p l a n f o r d i s p o s a l f a c i l i t i e s f o r h a z a r d o u s wa s t e i n Chi n a , t h e r e l a t e d t e c h n i c a l r e q u i r e me n t wa s p u t f o r wa r d . Ke y wo r d s Ha z a r d o u s Wa s t e I n c i n e r a t i o n Di s p o s al F a c i l i t i e s T e c h n i c a l Re q ui r e me n t 长期 以来, 由于我 国对危险废物处置重视不 够, 集中处置设施建设严重滞后, 大部分危险废物 处于低水平综合利用、 简单贮存或直接排放状态. 现有处置设施技术落后 , 集中处置率低, 且二次污 染严重, 与保障环境安全和人民健康的要求存在较 大差距, 形势十分严峻.为进一步解决危险废物所 带来的环境问题 , 根据国务院颁布的《 全国危险废 物和医疗废物处置设施建设规划》 , 未来几年, 我国 将规划建设功能齐全的综合性危险废物处置中心

3 1 个, 新增危险废物处置能力

2 8 2万t/d,医疗废 物集 中处置设施

3 0 0个,新增医疗废物处置能力

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8 0 t / d , 新、 改、 扩建放射性废物库

3 1 个, 新增库 容15300m3.因此 , 为世界所广泛采用的集中焚烧 处置方式也 自然地成为我国危险废物处置设施建 设的基本选择 . 本文结合国内外危险废物焚烧处置技术现状, 针对我国危险废物焚烧处置设施建设缺乏统一 的 技术要求和技术规范 的实际情况, 以坚持高标准、 严要求, 确保处置设施稳定、 安全 、 高效运行为出发 点, 对危险废物焚烧处置设施各系统的设计提出了 切实可行的技术要求.

1 预处理及进料系统设计 为确保整个焚烧系统正常运转, 危险废物人炉 前需依照其成分、 热值等参数进行搭配 , 必要时可 对一些含水率高的废物( 如污泥、 废液) 进行脱水处 理.因此在设计危险废物混合或加工系统时 , 应充 分考虑焚烧废物的性质、 破碎方式、 液体废物的混 合及供料的抽吸和管道系统的布置, 确保预处理过 程稳定可靠. 收稿 日期 :

2 O O

4 一O

5 ―1

7 基金项 目: 国家环境保护总局国家危险废物集中焚烧处置工程建设技术要求. 作者简介 : 陈杨(

1 9

6 8 一) , 男,沈阳人 , 工程师. 维普资讯 http://www.cqvip.com 危险废物集中焚烧处置设施设计技术要求研究 陈扬在危险废物输送及进料装置设计时, 为确保进 料通道畅通 , 应分别设计适合 固体 、 液体和半固体 三种形态的危险废物输送、 进料装置, 并采用 自动 进料装置;

为保证炉 内焚烧工况的稳定 , 进料 口应 配制保持气密性的装置 ;

为防止有害气体逸 出, 进 料系统应处于负压状态.

2 焚烧系统设计 焚烧系统是危险废物焚烧处置过程 的中心环 节,根据国内外 焚烧系统设计 和具体应用经验 , 其 核心设备一焚烧炉的设计应根据危险废物种类和 特征选用不同炉型.从 目前 国际上常用的焚烧炉 情况来看, 按照设计结构可分为固定床式 、 回转窑 式和机械炉排式 , 按照燃烧方式可分为热解和有氧 燃烧两种, 但不论采用那种方式, 在焚烧炉的设计 过程中都应综合考虑以下问题 : (

1 ) 焚烧炉所采用耐火材料的技术性能应满足 焚烧炉燃烧气氛的要求, 质量应满足所选择耐火材 料相应的技术标准 , 能承受焚烧炉工作状态的交变 热应力. (

2 ) 焚烧炉必须具备完整的系统配置 , 以确保 焚烧过程的安全性 和稳定性.尤其是烟气净化装 置应包括酸性气体去除装置、 除尘装置、 二恶英控 制装置及防腐蚀装置. (

3 ) 燃烧空气设施的能力应能满足炉内燃烧物 完全燃烧的配风要求, 可采用空气加热装置, 风量 调节宜采用连续方式. (

4 ) 焚烧炉应设置防爆设施;

燃烧室后应设置 紧急排放烟囱, 并设置联动装置使其只能在事故或 紧急状态时才可启动. (

5 ) 启动点火及辅助燃烧设施的能力应能满足 点火启动和停炉要求 , 并能在危险废物热值较低时 助燃.辅助燃料燃烧器宜采用固定方式 , 燃烧器应 有良好的燃料分配质量和合理配风的性能. (

6 ) 从燃烧控制角度, 燃烧过程应是可控制的, 以防止燃烧不足致使温度不够或燃烧过度造成炉 体烧塌.正常运行条件下 , 焚烧炉内应处于负压燃 烧状态.必须配备 自动控制和监测系统, 在线显示 运动工况和尾气排放参数 , 并能够 自动反馈 , 对进 料速率等工艺参数进行 自动调节 .

3 余热利用系统设计 对一个特定 的危险废物焚烧处置设施 , 在其设 计过程中应考虑对其产生 的热能以适 当的形式加 以有效利用.危险废物热能利用方式可根据焚烧 厂的规模、 危险废物焚烧特点、 用热条件及经济性 综合 比较确定.但其设计过程应确保热能利用避 开200℃~6 O O ℃温度区间以及热能利用过程 中烟 气对锅炉的高温和低温腐蚀问题.

4 烟气净化系统设计 烟气净化系统工艺设计可根据不同的废物类 型、 组份含量选择采用半干法烟气净化和湿法烟气 净化方式. 半干法净化工艺包括半干式洗气塔、 活性炭喷 射、 布袋除尘器等处理单元 .采用该工艺时反应器 内的烟气停留时间应满足烟气与中和剂充分反应 的要求 ;

反应器 出口的烟气温度应在

1 3

0 ℃ 以上, 保证在后续管路和设备中的烟气不结露. 湿法净化工艺包括骤冷洗涤吸收塔( 填料塔 、 筛板塔) 等单元 , 一般来说 , 当废物含氟较高或含氯 量大于

5 必须采用该种净化方式, 并必须配备废 水处理设施去除重金属和有机物等有害物质 .为 了防止风机带水 , 应采取降低烟气水含量 的措施 后, 再从烟囱排放.应配置可靠的防腐蚀 、 防磨损 和防止飞灰阻塞的措施. 烟气净化系统的除尘设备应优先选用袋式除 尘器, 不能使用静电除尘和机械除尘装置.如果选 择湿式除尘装置 , 必须配备完整的废水处理设施. 焚烧过程产生的二恶英是重要的危险废物, 危 害极大, 必须采取有效措施加 以控制, 二恶英控制 措施可以通过: (

1 ) 危险废物应完全焚烧 , 并严格控制燃烧室 烟气的温度、 停留时间与流动工况. (

2 ) 焚烧废物产生的高温烟气应采取急 冷处 理, 使烟气温度在

1 s 内降到

2 0

0 ℃以下, 减少烟气 在200℃~6 O

0 ℃温度区的滞留时间. (

3 ) 在中和反应器和袋式除尘器之间可喷人活 性炭或多孔性吸附剂, 也可在布袋除尘器后设置活 性炭或多孔性吸附剂吸收塔( 床) . 活性炭或多孔性吸附剂及相关设备应具备兼 顾去除重金属功能的设备.对于含氮量较高的危 险废物必须考虑氮氧化物的去除措施, 应优先考虑 通过危险废物焚烧过程的燃烧控制, 抑制氮氧化物 有害气体成分的产生;

危险废物焚烧烟气中氮氧化 物的净化方法宜采用选择性非催化还原法. 一27― 维普资讯 http://www.cqvip.com 环境保护科学 第30卷总第

1 2 4期2004年8月 烟气净化系统采用半干法方式时 , 飞灰处理系 统应采取机械除灰或气力除灰方式, 气力除灰系统 应采取防止空气进入与防止灰分结块的措施 ;

采用 湿法烟气净化方式时, 应采取有效的脱水措施.飞 灰收集应采用避免飞灰散落的密封容器 , 收集飞灰 用的贮灰罐容量宜按飞灰额定产生量确定 ;

贮灰罐 应设有料位指示 、 除尘 、 防止灰分板结的设施 , 并宜 在排灰口附近设置增湿设施.

5 残渣处理 系统设计 残渣处理系统应包括炉渣处理系统 、 飞灰处理 系统.炉渣处理系统应包括除渣冷却、 输送、 贮存、 碎渣等设施.飞灰处理系统应包括飞灰收集、 输送、 贮存等设施 .残渣处理技术选择与规模确定应 根据炉渣与飞灰的产生量、 特性及 当地 自然条件、 运输条件等经技术经济 比较后确定.残渣处理系 统的设计应有稳定可靠的机械性能和易维护的特 点. 炉渣处理装置的选择应是与焚烧炉衔接的除 渣机, 应有机械性能和保证炉内密封的措施 ;

炉渣 输送设备应有足够宽度.残渣和飞灰处理系统各 装置应保持密闭状态.危险废物焚烧过程发生的 炉渣与飞灰须经过稳定化处理后再进行安全填埋.

6 自动化控 制及在线监控 系统设计 焚烧设施的 自动化控制必须适用、 可靠, 应根 据危险废物焚烧设施特点设计 , 并应满足设施 安全、 经济运行和防止二次污染要求 . 自动化系统应采用控制技术成熟 、 可靠性高、 性能价格比适宜的设备和元件, 保证能在中央控制 室通过分散控制系统实现对危险废物处置设施各 系统集中监视和分散控制.对贮存库房 、 物料传输 过程以及焚烧线的重要环节 , 应设置现场工业电视 监视系统.应设置独立于分散控制系统的紧急停 车系统 .对重要参数的报警和显示, 可设光字牌报 警器和数字显示仪. 危险废物焚烧设施的监控系统设计应包括主 体设备和工艺系统在各种工况下安全、 经济运行的 参数 ;

仪表和控制用电源、 气源、 液动源及其他必要 条件的供给状态和运行参数 ;

电动、 气动和液动阀 门的启闭状态及调节阀的开度 ;

辅机运行状态以及 必需的环境参数.以上全部测量数据、 数据处理结 果和设施运行状态 , 应能在监控系统的显示器上得 到显示.并应对焚烧烟气 中的烟尘、 硫氧化物 、 氮 氧化物、 氧或一氧化碳、 二氧化碳污染物实现在线 监测.另外, 还应设计科学的热工报警系统, 其设计 应包括工艺系统主要工况参数偏离正常运行范围 以及电源、 气源、 热工监控系统主要辅机设备发生 故障等报警内容, 全部报警项 目应能在显示器上显 示并打印输出.

7 结论 危险废物焚烧处置设施的设计是解决危险废 物环境问题的关键.因此 , 在处置设施设计过程中 最大限度的实现危险废物减量化 、 无 害化和资源 化;

最大限度的较少二次污染 , 保证环境安全 ;

最大 限度的满足危险废物处置服务区域要求 , 实现应有 的环境效益和社会效益应该成为实现废物焚烧处 置设施设计的基本指导思想和工作 目标.为实现 以上 目标 , 有关设计单位应科学合理设计危险废物 焚烧处置系统所涉及的预处理及进料系统 、 焚烧系 统、热能利用及烟气净化系统、 残渣处理系统 、 自动 控制和在线监测系统及其他辅助装置 , 实现最........