危险废物焚烧配伍与燃烧反应分析

发布时间:2019-04-19   来源:危险废物处置平台

三届危险废物处置产业融合创新发展大会

时间:4月26-28号  

点击阅读原文

联系人:靳艳云 15340187079  微信:760247380

危险废物,特别是危险化工废物,成分复杂,形态各异,且很少分门别类,给处置带来很大的困难,焚烧可以有效破坏废物中的有毒、有害的危险废物,是实现危险废物减量化、无害化的最快捷、最有效的技术,危险废物的集中处置要害是焚烧,焚烧的要害是针对高 分子废物的完全燃尽。本文通过对危险废物焚烧机理与配伍方法和原则的分析,以期为同行提供借鉴。


危险废物焚烧的机理分析


高分子废物组分和结构相当复杂。它们在燃烧过 程中连续不断地进行多级的热分解反应才能彻底分解 成低分子可燃气体,最终转化为燃烧反应,并释放出燃 烧热量。


化工废物的化学式可用如下通式表示为: CaHbClcOdNe(其中Cl也可以是其他卤素或硫、磷、金属元素等,此中以氯为代表,是因为含氯危险废物焚烧解毒比较困难)。


通过加入空气,这些废弃物在燃烧过程中将产生典型的燃烧产物CO2和H2O及一些腐蚀性或污染性的产物,这些污染性产物需要在随后的烟气处理中处理掉。因此在焚烧过程中,必须寻找合理的操作参数, 使自由氯、一氧化碳等有害气体的产生量达到最小。



危险废物焚烧反应的分析与探讨


在空气中焚烧塑料、橡胶、油漆、沥青时,滚滚浓烟可以扩散到30~40m的高空。这是因为: 一是完全气化不等于完全热解。固(液)态高分子废物可以很彻底地被气化,但是完全气化不等于有机污染的毒性可被无害化;二是热分解和燃烧,从概念上,热分解和热燃烧是两个完全不同的反应,热分解是吸热反应,燃烧是放热反应,只有比较完全的分解,才能做到比较完全的燃烧;三是高分子浓黑可燃气体完全分解后,才能进行放热的完全燃烧反应、比较彻底地对有机污染毒性进行无害化。滚滚黑烟的产生是因为热分解不彻底、燃烧供氧不均匀、燃烧不完全引起的。


不完全燃烧的焚烧喷出的黑色浓烟,就是未完全 燃尽的大分子可燃气,就是残留在烟气中的有机污染物。同时,不完全燃烧也是二恶英的主要产生源头。工业焚烧危废就是要解决这一问题,使得危废在工业焚烧炉内彻底的燃烧解毒。化学工业废物的完全燃烧(焚烧)是按以上方程的反应过程并辅以“3T”条件实现的:


(1)稳定燃烧: 含氯废物在一般条件下并不能稳定燃烧,其稳定燃烧条件是燃烧温度大于900℃。


(2)均匀燃烧: 合理的供氧、高温使废物得以充分燃烧,物质分子得到完全分解破坏,否则分子可能得不到完全燃烧,产生CO、自由氯等,易再次结合生成二恶英类物质。在炉膛内存在一个温度梯度将促使这种现象的发生,特别是靠近炉壁处,合理的供氧角度可以使得整个炉供氧均匀充分,呈湍流状态,燃烧均匀,整个焚烧炉应火光通透,废物应在炉内呈火红的熔融态均匀的燃烧和沿炉壁流淌,使得燃烧效率>99.9%,焚毁去除率>99.99%,焚烧残渣的热灼减率<5%;


(3)平衡燃烧: 为了维持废物燃烧的动力学平衡, 废物在炉膛中的燃烧要保证有一定的停留时间,废物入炉焚烧需要适当的搭配。


通过对上述燃烧的研究,可以得出工业含氯废物燃烧的化学机理:


1)高温可以提供废物分子热解及由氯向HCL转化的条件。同时,也要考虑减少CO和NOx生成,因为CO和NOx生成也和燃烧温度有关。燃烧反应的平衡实质上决定于燃烧后烟气中氧气含量的多少,为了限制CO的生成,需要燃烧过程中提供过量的氧气。


2)H和Cl的结合是Cl2向HCl转化的过程中的一个重要参数。很明显,当H不足时,平衡不能朝Cl2分解的方向运动。在这样的情况下,Cl2分解所必须的H就必须从其它来源获得,例如添加水。


3)在工业废物的燃烧中,氮氧化物NOx的生成有两个来源: 一是来源于燃烧空气中氮气分子的氧化; 另一来源就是废物中所含的有机氮。实际上空气中氮气的氧化产生的氮氧化物NOx的量很小,并不能产生现行排放标准中限制以外的排放指标, 产生氮氧化物NOx主要根源是废物中所含的有机氮。


危险废物焚烧配伍的方法与原则


为了达到化工废物的稳定、均匀、平衡燃烧,必须对所收集的成分复杂,形态各异,且很少分门别类焚烧废物进行物化分析,分门别类,然后形成一个相对稳定数据的焚烧废物配伍菜单,这是一个极其复杂且计算工程量极大的作业,具体如下:


(1)分析鉴别内容应包括: 物理性质: 物理组成、容重、粒径;工业分析: 固定碳、灰分、挥发分、水分、灰熔点、低位热值;元素分析和有害物质含量(如S、Cl、F、Br、I、P、Hg及碱金属等等);特性鉴别(腐蚀性、浸出毒性、急性毒性、易燃易爆性);反应性;相容性、与水稳定性。


(2)为了使焚烧炉的温度和烟气成分保持相对稳定,需要对各类废物进行配伍。危险废物配伍的前提是保证配伍废物的相容性,以保证焚烧处理的安全性: 两种以上危险废物混合应避免: 产生大量热量或高压、火焰、爆炸、易燃气体、有毒气体、剧烈的聚合反应: 另外必须保证废物与容器和料仓及炉衬之间的相容性、安全性。



物料配伍的主要原则:


1)保证热值的稳定性: 配伍应使进入焚烧炉的危险废物的热值尽可能介于设计规定的范围以减少辅助燃料的用量。热值太低,需要启动辅助燃料系统以使废物燃烧完全,造成运行费用增加;热值太高,需要用惰性物质(过量空气、水等)限制炉温,同时使处理能力下降。入炉废物的热值要保持稳定,使焚烧室热负荷控制设计规定的范围,保证系统运行的经济可靠。


2)控制酸性污染物和重金属、碱金属含量: 控制废物中酸性物含量,保证焚烧设备不受腐蚀和尾气达标排放。卤化有机物不仅影响废物的热值,也影响燃烧后烟气的酸性气体含量和烟气处理系统的运行效果, 控制不当还易造成氯气的产生,其腐蚀性更大。危险废物中磷主要是有机磷化物, 焚烧产生的P2O5在400~700℃会对金属及耐火材料产生加速腐蚀,此温度区域为余热锅炉区域,如果不控制好磷的含量,则余热锅炉使用寿命会大大缩短。碱金属是以无机或有机 盐的形式在于危险废物中,燃烧后变成碱金属氧化物, 出渣时易遇水爆炸。入炉酸性物含量一般宜控制在: Cl:<1%,P、F:<0.2%,S<1%,碱金属K 、Na、Ca等<0.1%。农药等剧毒危险废物,含有机重金属类物质,应均匀限制数量入炉焚烧。


3)适当混合处理保持焚烧的持续性、稳定性: 根据分析、实验结果,科学搭配焚烧菜单,使得一些易混合发生反应的、爆炸的、高腐蚀性的得到预处理,和惰性的泥状物混合,控制适当的水分,以利于燃烧;含钾等碱金属废物和含氯等卤素废物可以反应生成稳定化合物的应适当搭配;快速分解燃烧的和缓慢分解燃烧的适当搭配,使得在炉内均匀燃烧等等。



一个好的焚烧配伍可以使得燃烧稳定、解毒彻底, 同时还可以节约助燃燃料、保护耐火材料、延长焚烧设施的使用寿命。


本号对转载、分享、陈述、观点保持中立,目的仅在于传递更多消息,版权归原作者。有版权方面不当之处,欢迎回消息告知删稿事宜,本号将尽快处理。谢谢!




友情代发



各有关单位:

在党的十九大报告中指出,建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计,强调要加强固体废弃物和垃圾处置。危险废物作为固体废物污染防治的重中之重,受到了党和国家前所未有的重视。近日,国务院办公厅印发的《“无废城市”建设试点工作方案》中提出要提升风险防控能力,强化危险废物全面安全管控,并要求要严格监管执法,依法严厉打击危险废物违法犯罪。

为构建无废社会,实现危险废物产生量最小、资源化利用充分、处置安全的目标,并协助企业更好地应对环保新形势下的要求,提高危险废物处置设施的规范化建设和运营水平,促进危险废物产业上下游融合,助力产业升级,实现创新发展,无忧固废网联合行业权威机构于2019426-28杭州召开第三届危险废物处置产业融合创新发展大会

会议将邀请国家相关部门危险废物政策研究、处置技术、运营管理、设备应用等领域资深专家和行业领军人物出席,共同探讨解决行业难题,推动危险废物处置产业的创新和发展。会议有关事宜如下,诚邀贵单位派员参加。

一、时间与地点

时间:2019426-28日(26日报到)

地点:浙江杭州

二、会议主题

把握机遇探索思路共创未来

三、会议初步安排

时间

会议内容

426注册报到

10:00-21:00

注册报到

427第三届危险废物处置产业融合创新发展大会主会场报告

09:00-16:00

危险废物管理政策法规

-新《固体废物污染环境防治法》解读

-危险废物管理政策标准新进展

-无废城市管理典型案例

危险废物设施运营管理

-危险废物安全填埋场运营管理

-危险废物水泥窑协同处置运营经验

-危险废物处置行业第三方服务模式探索

危险废物产业技术发展

-国内外危险废物处理处置技术现状

-我国危险废物资源化利用技术发展趋势

危险废物法律风险规避

-危险废物处置产业环境法规风险规避

-危险废物相关环境污染犯罪要点解析

16:00-17:00

对话:危险废物处置产业创新发展

428产业融合创新发展专题论坛

09:00-17:00

危险废物处理处置创新技术与设备专题论坛

-超临界水氧化技术在危险废物处置中的应用

-含有机污染物的工业副产盐无害化精制技术

-危废高温热解减量及资源化技术与装备

-医疗废物处理处置成套技术与设备

-新型膜技术在危险废物处理中的应用

-含油污泥资源化利用技术

-废酸资源化技术

-废催化剂、活性炭的再生利用技术

-废漆渣资源化利用技术

-抗生素菌渣综合利用技术

-电镀污泥综合利用技术

-危险废物资源化利用工程设计及设备选型

09:00-17:00

工业窑炉协同处置危险废物专题论坛

-工业窑炉协同处置技术国内发展现状和趋势

-水泥窑协同处置危险废物的预处理和投加技术

-水泥窑协同处置飞灰技术

-电厂锅炉协同处置危险废物

-陶粒回转窑协同处置危险废物

-钢铁炉窑协同处置危险废物

-工业窑炉协同处置危险废物环境监测及安全要求

-工业窑炉协同处置危险废物关键设备选型

09:00-17:00

危险废物项目路演与投融资专题论坛

-危险废物相关环境经济政策解读

-危废领域投融资模式和要点

-环保产业园区招商项目

-医疗废物处理处置项目

-危险废物包装容器资源化项目

-等离子体处置技术推介及项目股权合作

-优秀危险废物处理处置项目路演

四、组织单位

主办单位:无忧固废网   危险废物运输联盟

支持单位:中国物资再生协会危险废物处置利用工作委员会

媒体支持:中国环境报社   中国环境网

五、参加单位

1.危险废物监管、生产、经营、收集、运输、处理处置等从业人员;

2.危险废物减量化、资源化、无害化处置技术研发的科研院所、大专院校和企业;

3.危险废物处理处置、收集、转运、在线检测等相关设备制造企业;

4.投融资机构;

5.相关媒体。

六、企业服务

1.精准对接危险废物处理处置技术、设备和项目信息,推广最佳可行技术、设备及其项目,解决大专院校、科研院所、技术型企业技术推广难和资本供需信息不对称问题,助力企业发展。

2.本次会议将遴选国内外优秀企业上台演讲(行业无不良记录、拥有自主知识产权的技术或设备,不少于2个成功案例且稳定运行),结合行业和技术发展趋势,展示最佳适用技术及设备。企业自愿申请,详情咨询会务组。

3.为更好地搭建供需交流的平台,本次会议共设置20个左右的小展位,企业自愿申请(拥有自主知识产权的技术或设备),详情请咨询会务组。

4.冠名赞助、协办单位、支持单位、晚宴赞助、企业专场活动申办和实物赞助请联系会务组商洽。

七、收费标准

A(参会费用)(含会务、学习资料、场地、午餐)

B(展位服务):(含2个免费参会名额)。

:无忧固废网会员企业参会享8折优惠。


咨询及报名联系方式
联系人:靳艳云


电  话:15340187079

微  信:760247380

邮  箱:jinyanyun@51gufei.com

请长按识别二维码关注↓加微信