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等离子气化工艺技术交流问答

2017年08月04日作者:来源:危废前沿

  某日深夜,校长群各位大咖就等离子技术展开热烈讨论,此文为群聊精华,代表各方观点。

  目前危废处理处置主流技术有:焚烧(回转窑、废液焚烧炉、热解炉)、物化(过滤、中和、氧化还原、气浮、混凝、沉淀、破乳、超滤、多效蒸发、MVR蒸发、高级氧化、固液分离等)、固化(稳定化固化、水泥固化、石灰、粉煤灰固化)、综合利用(废油再生、废有机溶剂蒸精馏)等主要工艺技术,除固化外其处理利用过程中均会产生“二次危废”,特别是焚烧残渣和飞灰需要填埋处置,安全填埋场作为终端处置设施,其兜底角色在目前十分重要和关键。

  建设危废安全填埋场存在着选址难的困境,由于土地资源宝贵、选址要求高、硬性条件多、邻避效应、建设成本高、后期封场维护、潜在风险隐患等,因此安全填埋场项目实际落地数量少。

  等离子气化处理工艺中残渣和飞灰在高温下熔融形成玻璃体物质,其浸出毒性远低于国家标准,可以作为一般建材进行综合利用,因此等离子气化技术的先进性注定其应用前景十分广阔,我国危废市场和潜力大、实际处置缺口大,等离子工艺技术从试验到工业化、自动化、大型化、现代化的革新进程步入高速期,工艺完善会突飞猛进。

  危废处置业界大多比较认同等离子技术,看好其应用前景,由于目前等离子工艺的不成熟注定该技术还没有大规模应用于危废集中处置项目。本文梳理等离子工艺厂商和处置企业运营技术人员的技术交流话题和内容,通过一问一答的方式,从运营技术角度揭示一些等离子工艺技术知识点以供同行参考,只言片语,不对之处还望海涵指正。

  •   Q:等离子气化危废集中处置工厂,如何处理内部飞灰?

  •   A:等离子气化处理装置产生的飞灰比较适合单独处理,建议不要直接回炉处理,否则容易造成装置工艺运行波动大、飞灰熔融效率低,不能形成有效的闭路循环(死循环)。实际运行过程中内部飞灰单独制定处理运行工艺是一个较为合适的工艺管理模式;目前危废集中处置厂,废料种类多、成份复杂多变,内部飞灰熔融温度(灰熔点)差异较大,同时飞灰气化率偏低,因此根据飞灰特性(成分)添加不同的助融剂,定期集中处理模式可有效解决内部飞灰处理问题。

      另:针对高氯化物、硫化物的飞灰,可先预处理再进炉熔融气化。

      不同批次的飞灰进行混合均质。

  •   Q:等离子气化处理工艺等离子炬效率?

  •   A:一般来讲,等离子气化处置等离子炬气化效率50-80%,若采用石墨电极其效率会有所提高,不过其用途受限。

  •   Q:等离子炬开发进展?

  •   A:目前正开发全交流等离子炬,大功率应用市场优势比较明显。

      附经验数据:30、50、60、70、100t/d处理规模的等离子气化装置,按危废集中处理工厂模式,不同地区产业体量和结构不同,市场收料行业竞争趋大等情况考虑,等离子炬的功率范围:450、750、900、1050、1500KW,实际负载率偏低。目前最大功率为3MW。

  •   Q:等离子气化装置余热回收采用余热发电合适吗?

  •   A:若余热锅炉产生的蒸汽有用户和用途,从工艺长期、安全、连续、稳定运行角度考虑,建议不考虑余热发电。

  •   Q:等离子气化处理技术能否突破回转窑工艺一套炉子对应一套烟气净化装置的工艺路线?

  •   A:可以,目前已有项目采用多台气化炉并联的工艺路线。

  •   Q:等离子气化装置易耗品(件)?

  •   A:电极寿命短,直流:200-600h、交流>1000h,直流电极轰击点分布不均匀,容易造成电极点损伤,缩短了电极寿命。

  •   Q:直流和交流等离子炬对比?

  •   A:直流特点:直流稳定,对电源冷却水水质要求较高,电导率要求极低,换热效率低。

      交流特点:对电源冷却水水质要求较低,常规循环水即可,电极轰击点比较均匀,寿命较长。

      两者主要区别在于:电源、起弧方式、冷却方式、载气、电极形式。

  •   Q:等离子气化装置升温开车重点?

  •   A:空载升温,二燃室温度到1100℃时,气化炉投料。

  •   Q:气化炉运行温度?

  •   A:根据物料特性:热值、挥发份,底渣熔融情况进行调整,一般来说1000-1400℃左右。

  •   Q:气化炉物料高度(填充率):

  •   A:根据气化炉气化过程来分,主要分两大类:气化熔融、熔融气化,气化为主的工艺过程料层高度比较小,熔融为主的工艺过程料层高度较大。

  •   Q:气化炉视镜?

  •   A:有人工观察视镜和视频监控视镜,2-4个。

  •   Q:等离子气化技术目前已开发工艺包的最大处置能力?

  •   A:气化熔融建议不超过150t/d,熔融气化建议不超过300t/d。

  •   Q:等离子气化熔融和等离子熔融气化投资情况?

  •   A:差异较大,主要由于合成气气量和浓度差别大,后续工艺装置(余热回收、烟气净化)配置区别较大。

  •   Q:等离子气化工艺气化剂类型?

  •   A:纯氧、富氧、空气都可以,看合成气利用与否,若采用空气作为气化剂,则合成气不好单独利用。

  •   Q:等离子气化炉底部熔浆区运行温度?

  •   A:1000-1900℃,一般情况下熔浆区耐材使用寿命在十个月,根据熔浆排放周期和排放时长而定,熔浆运行温度越高熔浆区耐材寿命越短。

  •   Q:等离子气化装置运行工艺?

  •   A:预处理配伍环节跟回转窑焚烧工艺相同,重点在于制定合适的检测方案,对进厂废物进行特性检测,明确底渣成分和含量,结合实际熔渣情况判断灰熔点变化情况,建立数据库,总结调试工艺、数据和经验。

  •   Q:助熔剂选择?

  •   A:根据气化炉实际运行温度(气化温度、熔浆温度),制定高效经济的运行温度(工艺),对于特殊废物,通过添加助熔剂升高或降低废物灰熔点来保持气化炉运行工艺的稳定。常见助熔剂:硅、镁、钙、钠等。

  •   Q:气化过程?

  •   A:气化熔融过程为例,气化炉主要发生:气化(还原气氛)为主,同时伴随着热解燃烧、表面燃烧、固定碳燃烧等,等离子炬提供的能量一般不超过15%,热解燃烧提供的能量:50-80%左右。

  •   Q:气化炉进气(布风)位置和进气方式?

  •   A:是工艺重点之一,等离子炬和炉体均有进气。


    编辑:治废专家03

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