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固废处理和危废处理项目含废轮胎、废塑料、油泥、过期药品等

2024-01-23 新闻中心

  危险废物种类非常之多,产生量巨大,但目前无害化处理率较低。随国家政策趋严,危废处理处置的刚性需求进一步加大,无害化处置市场进一步释放,前景广阔。

  危险废物有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性、感染性等,目前,列入《国家危险废物名录》的危废有46大类别479种。2016年我国危废产生量统计值为6937万吨,其中资源化综合利用、无害化处置以及贮存占比分别为58%、37%和5%,实际预估量超过1亿吨/年。2018年,生态环境部的“清废行动2018”。工信部的长江经济带工业绿色发展、工业固态废料综合利用大排查。海关的打击“洋垃圾”走私等行动,刺激了危废处置市场空间的释放,提升了危废处理处置的刚性需求。

  国内危险废物的处置方式包括资源化利用和无害化处置。资源化利用经过多年发展已相对来说比较稳定,供需基本达到平衡。无害化处置由于产能释放慢、资质审批时间长、资质与需求错配、跨省运输限制等因素,导致产能缺口巨大。

  目前市场上回转窑焚烧作为一种传统的无害化处置技术在危废处置市场占主体地位,其他传统焚烧技术还包括流化床炉焚烧、固定床炉焚烧、热解焚烧等,都有其一定的优势与弊端且占比较小。危废种类非常之多、成分复杂,如何寻求科学、合理的无害化处置方式是当前环保领域急需解决的首要问题。

  投资建设两条间歇式热解和一条连续化热解生产线吨每台,连续化设备日处理量50吨。

  间歇式热解生产线。包括原料预热系统,反应釜热解系统,油气冷却系统,排渣系统,加温系统,自动化系统等。

  连续化热解生产线。包括原料预热系统,反应釜热解系统,油气冷却系统,排渣和分离系统,加温系统,自动化系统等。

  湖南奔骥公司研发并获得国家专利的“能量球+管釜高效全连续式热解技术”能有效地将固态废料进行减量化、无害化、稳定化、资源化处理。该设备结构特点是:反应釜体整体旋转,并在反应釜内部设置若干能量球循环装置,利用能量球增加物料的分散性和给物料传热,其优点是可以极大地增加生产能力。

  根据热解需要计算,每吨固废原料完全热解需要60平方米换热面积,如果每台设备日处理100吨物料,即每小时热解约4.5吨固废,需要换热面积270平方米。本方案中,单个反应釜直径2.6米(由两个长度13米反应釜串联对接,并设置两个单独的加温炉配套),反应釜整体换热面积195平方米;设置4个能量球循环管,容纳2立方米能量球,约200平方米(有效换热面积100平米),合计换热面积约295平方米,在加上反应釜内若干螺旋板扬料板的传热面积约100平方米,总共有395平方米,每吨固废可获得87平方米的换热面积,完全满足热解要求。

  市政污泥(污水处理厂污泥、管网污泥、河道淤泥)(市政污泥在高温热解后得到的产物是具有一定热值的碳化物)

  危废(固态 液态)(废弃医疗物资、过期药品、药品提取物残渣、农药残渣、废铝塑、煤焦油、废电路板、废电容等)

  1. 原料破碎。将大块原料进入破碎机将其破碎为2厘米以下尺寸。如果是较稀的流体或油泥等,能够使用过滤的方法将含有金属类、硬质物质类、纤维类油泥进入过滤网,将上述物质去除。

  2.预热脱水。物料用绞龙等进入烟气预热脱水干燥器,尽可能蒸发水分,再喂入反应釜,物料在运行中与预先投入反应釜的能量球自动混合。

  3.深度脱水和初馏。物料在反应釜内逐步升温,在150—350℃左右进一步脱水和初步热解,水分和轻组分油料经过初馏段换热系统冷却冷凝,液体进入储罐另用,干气经过净化后送入加温炉燃烧供热解使用。

  4.高温热解。脱水预热的物料继续进入高温热解段,在500-700℃左右温度下充分受热并馏出油份等气态物质,且部分物质被碳化。产生的油气和极少量粉尘进入高温段换热系统的分离器;粉尘与重组分油料被换热初步冷凝、分离,液体进入储罐另用,干气经过净化后送入加温炉燃烧供热解使用。

  5.渣料与能量球的分离。能量球与物料在导向槽的作用下运行到尾部,被分离网分离,能量球继续在反应釜内往复循环,渣料落入出渣器。

  6.排渣。高温热解碳化的渣料进入一级出渣器排出,然后进入二级降温出渣器降温,再进入三级除粉尘、换热出渣器,最终排放到暂存处(罐或池)。

  7.干气净化。油气换热后的不凝的干气进入干气净化处理器系统处理后通过干气燃烧器送入加温炉燃烧,并对反应釜加热。

  8.烟气换热与净化。加温炉的烟气经余热利用装置对原料加温脱水,再进入烟气处理系统,经过脱硝脱硫器等净化处理后达标排放。

  第一个创新优势设备连续化生产专利,符合产业政策。国家工信部于2010年12月(4号文件),2012年12月(32号文件),2013年(86号文件)明白准确地提出连续化热解固废,(工信部联节[2016]440号)文件中把“热裂解生产技术装备”列入重点领域。生产连续化和自动化有利于提高生产效率,有利于降低能耗,有利于降低劳动强度,有利于环保,有利于项目立项。

  第二个创新优势发明能量球蓄热、分散专利技术,生产效率更加高。 本发明通过加温过的高温能量球与原料换热(例如可以将原料与导热球按照1:1左右的比例混合共同热解反应)。该技术创新点在于充分的发挥能量球四大功能:

  一是分散功能。固废在200℃以前会粘结成大坨状态,吸热非常缓慢,在能量球的参与混合下,物料被高度分散,不会成坨粘结在一起,给物料均衡快速受热创造了有利条件。

  二是导热功能。能量球能不断吸热放热(并且吸热速度远远快于物料),并将热量传递给物料,使物料既接受反应釜本身的热量,又同时接受能量球的热量,大幅度的提升了热解速度,进而大幅度的提升了生产效率。

  三是除焦炭功能。因为能量球在运行中不断滚动撞击,可以将在高温(350—380℃以上)的结焦不断自动摩擦清除,实现了不结焦、传热好的效果。

  四是细化功能。在能量球的碰击中,物料更加细化,细小的颗粒极大增加吸热的表面积,极大加快了热解速度。举个示例:一个一立方厘米的石头,只有六个面即只有6平方厘米;将其粉碎到10目,就变成了10个颗粒,相当于增加了10倍吸热面积。

  第三个创新优势设备具备了适应广泛的优势。由于能量球具备分散、除焦功能,除了适应不粘结、不结焦的原料。同样适应高粘度和流体原料,克服了其它热解设备容易结焦的问题,为广泛适应多种原料创造了通用性的优越条件,实现了设备的多功能,是很实用的专利专有技术。

  第四个创新优势创新蠕动自行弥合密封专利技术,生产更安全。以往的密封技术例如刚性机械密封,或者是盘根密封,它们均会在设备不一样心运动时出现缝隙而导致漏气,使事故频繁发生。本蠕动技术重点是发明了“自行弥合结构和耐温蠕动材料”,它依靠可以游动蠕变材料从始至终保持与传动器随机自动弥合,防泄露、保安全。

  第五个优势创新复合自动调节密封烟气技术,生产车间环境更清洁。目前加温炉体防止烟气泄露污染空气的办法大多是纤维布和保温棉,在反应釜与炉体不太吻合的情况下难以阻挡烟气散发,造成室内异味严重。新型复合调节密封技术具有自动调节松紧功能、隔绝烟气从缝隙跑冒的功能,经久耐用而且密封性能优异。

  第六个优势设计尾气电晕捕获和光氧催化组合专利技术,排放无烟、无尘、无臭、无水雾。利用电晕原理,直接将尾气中二氧化碳之外的物质进行捕获、收集,整个尾气排放无烟、无尘、无水雾,景观清洁美好。再运用光氧催化分解异味,光氧催化技术是一种在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术。在紫外线光的照射下可将有机污物彻底降解为二氧化碳与水,同时光催化材料自身无损耗,被环保界认为是21世纪环境净化领域的革命性突破,被誉为当今世界最理想的环境净化技术,无毒无任何副作用。

  第七个优势发明控制剂技术,完全解决热解时产生二噁英剧毒难题。 固废中难免混有聚氯乙烯以及粘接有氯化物,存在产生二噁英合成的可能性。二噁英毒性比砒霜大1000倍!因此,全世界对于热解固废产生二噁英很恐惧。其实,二噁英并不可怕。因为它的生成条件是含有氯化物,而且在280—800摄氏度时才能发生。只要在280℃之前将氯代苯、氯代酚前体物转化,再配合无氧热解环境,就可以有效的预防二噁英产生,那么,再加温热解就具有安全和环保性。

  第八个优势运用催化热解技术,物料热解更充分、高效。现行的固废大多数都是聚合物,单纯依靠温度热解难以将大分子充分断链,催化裂解剂可以在一定程度上促进使大分子充分断链,因此能获得更多更好的油料。

  第九个优势设置余热干燥器,节能增产量。生产时加温炉排出的烟气温度在400℃以上,将其回收并导入脱水干燥器,不仅原料基本无水还能含热100℃左右,促使原料喂入反应釜后迅速进入解聚热解过程,能大大的提升热解速度和更加节能。

  第十个优势采用可视智能自动化控制,生产操作更精确。 整套装备配有工艺参数设定、生产的全部过程自动系统控制、操作自动记录打印、安全保护报警及停机联动系统配置等,只要输入操作数据,就能够智能自动化操作,极大地提高了操作的精准性,减轻了劳动强度,还可以实现车间无人值守状态。

  本套全连续式热解设备由预处理系统、进料系统、热解系统、油气尘分离系统、换热冷却系统、干气净化系统、出渣系统、二燃室处理系统、烟气处理系统、高压电场捕获系统、活性炭吸附系统、安全系统、自动控制系统等组成。

  2.进料预热系统。采用夹套与绞龙组合式结构,将较高温度的烟气导入夹套,对物料进行预热和部分脱水,并将物料推入喂料器。

  4.热解系统。本系统是连续化生产设备,完全实现“分分秒秒不断进料、时时刻刻自动出渣、日日夜夜连续运转”的工艺过程。热解反应釜主要由一段脱水初馏反应釜、二段高温热解碳化反应釜、能量球循环装置和出气密封装置组成。

  5.油气尘分离系统。该装置改变以往的分离罐(分汽包)仅仅具有缓冲作用的空腔结构状况,采用悬挂式管道降温促使油气与粉尘下沉收集的新型结构,防止粉尘随油气堵塞冷却器管道。

  6.换热冷却系统。该系统由夹套悬挂式冷却器和出油结构等组成,热解产生的油气进入冷却器,将油气冷凝为液体和干气,液体从自动密封管道流进储罐,粉尘从底部流入收集罐。

  7.干气净化系统。实际作用主要是阻火器,不能冷凝为液体的不凝气即干气进入干气净化罐,液体为5%的碱性溶液,可以起到脱硫的效果。

  8.出渣系统。排渣采用螺旋绞龙式结构,共设置三级,并设置堆积式密封装置,防止反应釜内部的气体溢出。同时绞龙设置了夹套循环水降温,在60℃以下排出收集,第三级出渣器还设置有喷淋除尘装置。

  9.二燃室处理系统。如果在用于本身加热后还有富余的,可以作为有关燃气燃料,如果没有,就需要设置二燃室,把多余的干气高温烧掉后再进入尾气处理系统,避免向大气中排放造成污染,二燃室的热量可以用于预热物料或者作为其它热源。

  10.烟气脱硫脱硝处理系统。本系统的采用低温氧化技术脱除尾气中的硫化物和氮氧化物。

  11.高压电场捕获系统。该系统能够自动捕获水汽,粉尘、焦油等有害物质,实现目测无烟气水汽排放,生产环境优质。

  12.活性炭吸附系统。采用多层筛网隔板结构,让尾气通过时进一步吸附有害物质。

  (2)设置过压自检装置,自动报警、自动连锁关闭火源等装置,防止事故发生。

  (4)出气管内设置清理装置,作用是保障管路畅通。也可以在出气管内设置喷油器冲刷粉尘和污垢,要求定期检查和疏通油路。

  14.自动控制系统。采用PLC全智能(无人值守)控制系统,整个控制系统特别设计了运行联动控制,大大提高了生产自动化操作流程,减少了劳动力。

  本项目即精馏残渣、含油污泥等原料裂解,环保要求涉及多个方面:1.油气泄露2.烟气泄露3.烟尘4.废渣5.废气6.废水7.粉尘8.硫化物等。

  1.对于油气泄露的处理措施。整个系统实现全封闭运行,特别是发明了“蠕动式自动弥合密封新技术”,能够将反应釜出气管道与密封套的缝隙全自动填充,故不会出现普通设备只采用盘根密封而存在到处冒气现象。

  2.对于烟气的防泄漏理措施。加温炉与反应釜之间的缝隙采用鱼鳞片封技术,具有自动调节松紧功能、防止烟气从缝隙跑冒功能,经久耐用。

  三是使用成熟的活性炭技术,具体选择吸附速度快、脱附速度快、容易再生的烟气净化吸附剂,可除去烟气中各种污染物:H2S、CL2、CO、CO2、SO2、SO3、 NOX、CS2、NH3、油类等有机化合物及固体微粒,这些综合措施使排放的烟气符合投资方引用的有关标准。

  4.对于可燃干气的处理。不能冷凝为油料的可燃干气(主要是C1-C4),采用多级阻火和化学方法净化后回收做燃料燃烧,燃烧的烟气再进入到烟气处理装置统一净化后达标排放。

  5.对于废水的处理。采用强制过滤后循环使用,其中每天自然蒸发一部分,没有多余的排放,过滤的渣料再次进入热解反应釜碳化干燥后随渣料排放。

  6.对于废渣的处理。废渣是含油率低于0.03%的碳化物和无机物,可以直接填埋,有条件的可以自己添置设备加工免烧砖和烧制砖。

  本工程职业危害主要来自设备运行中机械损伤,产生的烟尘、挥发性气体,反应釜油气的泄露,以及生产车间和动力供应部门设备运转时的噪声。

  防护措施:鉴于本热解设备是在高温条件下运行,而且热解物以及分馏后的液体和干气等具有易燃易爆的性质,为确保安全生产,本热解设备及其装置采取的主要安全技术措施如下:

  1.防止泄漏。设备采用全密闭结构,所有危险的热解过程均运行在密闭系统内,反应釜等设备焊缝100%进行无损检测合格,罐体设备出厂前进行气密试验检查合格,确保所有法兰连接、螺纹连接和焊缝等部位均无泄漏,现场安装的管道等连接部位也要在投用前进行气密试验合格。

  2.防止超压。在反应釜出气段上安装安全阀,通过安全阀(或爆破膜自动爆破泄压)瞬间泄压,防止设备等受损,引起事故。

  3.防静电。根据国标相关要求,设置防静电装置,可将设备本体累积的静电及时导走,防止静电引起爆炸,所有进入装置的人员均应穿着防静电工作服,在装置外围设置防静电接地柱,所有人员进入装置区之前均要用手触摸静电接地柱来消除人体静电。

  4.隔绝氧气。反应釜运行时,釜内维持微正压,确保外界空气无法进入釜内,避免引起爆炸。特别是在出油气段,通过“自动弥合和自动适当加压蠕动密封技术”将出气管高度密封,时刻保证该套内的中间段充填正压蠕动密封剂,防止油气泄露。

  5.实时监控压力和温度。在反应釜等关键部位安装压力表和温度计,由操作员定时进行点检,可以实时观测到设备内部的压力和温度,一旦发现异常可以及时采取降压和降温措施进行干预。

  6.配备消防设施。用户应根据消防相关法规的规定,在装置区域配备灭火器、消防水枪等消防设施(此部分要求用户现场配置)。

  7.备用电源、水源。装置工作期间,如突然断电或停水,设备有可能出现温度和压力异常上升的情况,建议用户配备备用的电源和水源,即安装双电源和双水源系统。

  一是采用“烟气余热利用系统” 有效利用余热,实现节能。烟囱排出的烟气温度一般约在350-450℃,采用夹套与绞龙组合式结构,将较高温度的烟气导入夹套,对物料进行预热和部分脱水,并将物料推入喂料器,通过此节能措施,可有效节能10%左右。

  二是采用能量球吸热放热、分散均衡快速干燥技术。充分利用能量球大比表面积提高热解效率。

  针对处理的原料有少部分不能采用连续化设备热解的情况的特点,拟定采用间歇式旋转反应釜作为配套设备。

  具体的讲,设置一个旋转反应釜,内部设置有导料、扬料、分离等装置,油气馏出部件采用了“蠕动密封技术”,并设置一套可以移动的进料、排渣一体化推进器,进料和出渣时将该一体化绞龙推入反应釜的进口,并使进料器与反应釜进料口尽量靠近贴近。进料时绞龙正转,出渣时则将绞龙反转,渣料从绞龙中导出。由于在进料和出渣时,反应釜内部的有害和依可燃气体均排出,因此是安全的。

  1.预处理系统。原料进入撕碎机将大块不易进料的,进行撕碎,便于顺利进料。

  2.进料出渣一体化组合绞龙系统。为了提高进料、出渣时尽量防止粉尘飞扬,污染操作环境,本方案采用了既能进料又能出渣的一体化组合可移动式装置。进、出料时,反应釜的料门打开后将绞龙靠近反应釜口且相对密封。进料时物料向前推进,出渣时渣料反向拉出;并在该一体化绞龙的适当位置设置了收集桶,可以将渣料送往分离地处理。

  (1)反应釜的材质是不锈钢结构,内部设置螺旋板,为了使物料充分分散并快速吸收热能裂解,特别设置了扬料板,可对物料不断翻炒。

  (2)反应釜采用燃烧器加热,燃烧器的火焰在加温炉内设置的隧道式火道充分燃烧,火焰完全不与反应釜接触,克服了加温装置设在加温炉外部容易散热而浪费能源的弊端。

  (3)采用多点加温,使加温炉内部温度均衡,避免了一个加温口导致局部高温而引起受热不匀,且加温炉设在外部容易散热,耗能较高的弊端。

  (1)设备密封采用奔骥公司独创的盘根与动态蠕动自动弥合密封相结合技术。传统的密封方式是盘根密封。虽然盘根比较软,但在压盖强劲挤压下会形成较硬的填充层,庞大的反应釜在高温条件下不同心转动时就会产生缝隙,造成漏气(在高温和设备热胀冷缩下,完全同心是不太可能的)。我公司创新的“蠕动式自动弥合密封新技术”,是新型复合密封技术,能够将反应釜出气管道与密封套的缝隙全自动弥合式填充,故不会出现传统单一盘根密封弊端。

  (2)自动泄压系统。 一是在反应釜出气段上安装安全阀,设定其在0.05Mpa/平方厘米,并且安全阀的出口要引到对人体等物无伤害的位置,要求排到室外并离地至少3米,如果距离附近的建筑物少于10米,就应该朝天空释放。二是在设备进料器配置有蒸汽和氮气接口,保证设备进料时和维修是能够排空反应釜里面的空气,以及保证设备出渣时排空设备内的瓦斯气体等。三是在道内设置喷油器冲刷粉尘的自动清理装置,保障管路畅通。

  5.冷却系统。采用列管水套式结构,油气走管程,冷却水走壳程。在热解时产生的油气进入换热冷却系统,将油气冷凝为液体和干气。液体进入储罐收集;干气进入干气净化罐处理后进入加温炉燃烧加温。

  6.干气净化系统。本设备采用水密封的结构。热解产生的不能冷却为液体的气体即干气进入插入水中进气管,在水的隔断下再冒出,防止干气燃烧回火。

  7.烟气处理系统。本系统的主要功能是对尾气除尘、脱硫、脱硝处理。目前,尾气净化均采用900℃高温脱硝,或者450℃中温脱硝,设备造价高,操作条件严苛。奔骥公司采用与众不同低温脱硫脱硝技术,100℃以下即可实现高效净化,节约投资,操作简便,处理达标。

  8.渣料分离系统。该系统属于滚筒式结构,外部是相对密封圆筒体,内部是具备筛分的网格滚筒,并配置有渣料接收桶、金属接收桶、粉尘收集罩等,并配置有磁选装置。

  10.设备智能控制系统。该系统主要由组态+PLC自动控制元件组成,整套装备配有工艺参数设定、操作自动记录打印,生产过程基本上采用电子系统控制,安全保护报警及停机联动系统配置,只要输入操作数据,就能够自动化操作,极大地提高了操作的精准性,减轻了劳动强度,甚至能轻松实现车间无人值守状态。

  1.预处理原料。将油漆桶等通过撕碎机破碎到合适的尺寸,一般在5厘米左右。

  2.进料。在惰性气体保护下用推进器将碎料进入反应釜,进料完成后将进料口密封(金属片等不易用绞龙的物料直接抛入)。

  3.热解。将炉温逐步升至所需温度500-650℃左右。以铁皮油漆桶为例,一般在反应釜内温度达到400-550℃。热解时间在设定的温度稳定反应3-5小时左右。

  4.冷凝。在热解时产生的油气进入换热冷却系统,将油气冷凝为液体和干气。液体进入储罐收集,干气进入干气净化罐处理后进入加温炉燃烧加温。

  6.排渣。将反应釜适当降温后,在环境和温度条件下将反应釜内的渣料通过出渣器排放至收集处。

  7.渣料分离。将渣料送至旋转筛进行筛分,渣料落入磁选机进行磁选后进入收集罐,最后做包装,金属送至打包机压缩包装。

  4.经过热解处理以后产生的渣料属于一般固废,尾气排放符合国家或当地环保相关的要求。

  7.反应釜进料端的中心设置蒸汽或氮气等吹扫装置,保障起开阀门、进出料门盖时将反应釜内部的有害化学气体顺利排放。

  8.为了充分节能和均衡加温(防止在单一的燃烧口产生局部高温和不均衡加温),特别设置了三点加温装置,既保护了设备又提高了物料受热均衡性。