紀偉勇 項樂群 姬志國
浙江三聯(lián)環(huán)保科技股份有限公司
分析回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)在污泥干化焚燒處理中的應(yīng)用與思考
紀偉勇 項樂群 姬志國
浙江三聯(lián)環(huán)??萍脊煞萦邢薰?/p>
隨著我國社會經(jīng)濟不斷發(fā)展,工業(yè)化水平不斷提高,但生態(tài)污染問題卻愈加嚴重,嚴重影響社會經(jīng)濟發(fā)展和人類生存。近些年來,我國水處理相關(guān)領(lǐng)域取得了極大進步,污泥處理技術(shù)也在不斷發(fā)展,回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)就是其中之一。因此,本文重點探究回轉(zhuǎn)窯焚燒的應(yīng)用原則與技術(shù)原理,進而分析回轉(zhuǎn)窯焚燒在污泥干化焚燒處理中的應(yīng)用。
回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù);污泥干化焚燒;技術(shù)原理;應(yīng)用
隨著我國城市化建設(shè)進程不斷發(fā)展,工業(yè)化水平不斷提高,但卻造成了嚴重的生態(tài)污染,我國廢水、污水等污染問題愈加嚴重。隨著我國科學技術(shù)不斷發(fā)展,再加上國家對污水、污泥處理的重視程度不斷提高,因此,近些年我國污水、污泥處理能力也在不斷增加。對于污泥來說,污泥中含有及其復雜的有機成分,如蛋白質(zhì)、洗滌劑、腐蝕物等,如果不對其進行妥善處理,會導致污染物進一步擴散,從而造成二次污染,擴大污染范圍?;剞D(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)在污泥處理中發(fā)揮著巨大作用,能夠有效提高污泥處理效率與質(zhì)量,從而降低污泥對生態(tài)環(huán)境的影響,保障我國社會經(jīng)濟能夠健康發(fā)展。
在污泥進行干化焚燒過程中,能夠有效分解或破壞污泥中的有機質(zhì),最大程度上降低污泥體積。當污泥內(nèi)的有害物含量較高、無法簡單處理時,通常都會采用回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù),通過焚燒的形式處理污泥。再者,由于回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)只是焚燒技術(shù)中的一項技術(shù),針對不同地區(qū)、不同污染情況需要合理選擇焚燒方法。
通常情況下,常見的污泥焚燒設(shè)備有回轉(zhuǎn)窯焚燒爐、機械爐排式焚燒爐、流化床式焚燒爐等。第一,流化床式。該種焚燒爐主要應(yīng)用與劣質(zhì)材料焚燒中,具備傳熱速度快、處理單位面積大、與空氣接觸率高、燃燒徹底、結(jié)構(gòu)簡單等有點,應(yīng)用范圍非常廣泛。但硫化式焚燒爐對焚燒物的體積要求較高,并且要配備輔助設(shè)備,提高了投資量,并且會不斷浪費床料,對電能損耗較大,煙氣除塵配套要求高。這些不足也是造成在當今污泥干化焚燒中流化床式焚燒爐已經(jīng)不是首選設(shè)備。第二,機械式鏈條爐在我國電力行業(yè)中應(yīng)用非常廣泛,并在上個世紀末應(yīng)用在污泥干化焚燒中處理中。機械是鏈條爐中的上層物料能夠與助燃空氣接觸條件非常好,并且對廢物預(yù)處理程度要求相對較低。但是鏈條爐對對材質(zhì)要求較高,對無聊含水耐沖力較差,無法實現(xiàn)大型加工制造,同時也無法實現(xiàn)爐內(nèi)脫酸。第三,回轉(zhuǎn)窯焚燒爐在冶金、建材、化工、環(huán)保等領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛,回轉(zhuǎn)窯焚燒通過不斷反轉(zhuǎn)、持續(xù)攪拌、受熱面積大、熱利用率高、制造簡單、維修方便等特點。但是爐體的體積相對較大,需要較大的占地面積,并且對窖尾、窖頭間的連接密封組件精度要求高。但其優(yōu)點也不容忽視:回轉(zhuǎn)窯焚燒能夠處理各種形態(tài)的污泥與廢物,對物料的適用范圍相對較廣,設(shè)備運行穩(wěn)定性高,焚燒污泥時間停留時間長,能夠保障廢物燃盡率在99.99%以上。并且在近些年發(fā)展當中,回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)愈加成熟,廢物入爐進料和出渣都非常方便,因此,回轉(zhuǎn)窯焚燒爐已經(jīng)成為污泥干化焚燒處理中的首選設(shè)備。
在回轉(zhuǎn)窯焚燒爐運作當中,物料需要通過回轉(zhuǎn)窯爐、二燃室、余熱利用,最終實現(xiàn)污泥干化焚燒處理工藝。
污泥通過窖尾頭筒體的高端進入到回轉(zhuǎn)窯焚燒爐中。由于筒體存在向下傾斜和緩慢的回轉(zhuǎn)作用,這時污泥會隨著滾筒轉(zhuǎn)動方向翻轉(zhuǎn),并且沿著軸向從高端逐漸朝向低端移動。最后,所生成的熟料爐渣經(jīng)過窖頭進入到冷卻系統(tǒng)中冷卻。燃料主要是由窯頭噴入窖內(nèi),待到燃燒所產(chǎn)生的廢氣和污泥進行交換過后,由窖尾排出。
二燃室主要是由出口高溫煙道、下部箱體、上部筒體、爐強吊架、檢查人孔門等組成。二燃室的主要作用就是將回轉(zhuǎn)窯中未燃燒完全的污泥進行二次燃燒。為了能夠提高二次燃燒效率,需要嚴格控制燃燒室的形狀以及煙氣停留時間。合理設(shè)計二燃室形狀能夠保障參與顆粒物與氧氣和煙氣均勻接觸,煙氣在室內(nèi)停留時間能夠進一步提高反應(yīng)時間。通常情況下,二燃室的溫度需要大于1100℃,煙氣停留時間大于2S,這樣才能夠保障爐內(nèi)的殘留物質(zhì)充分燃燒。此外,二燃室的另一個目的就是將爐內(nèi)的煙氣、灰塵相分離,飛灰分離通過二燃室的加熱效果持續(xù)上升,同時由于煙氣顆粒物會受到重力影響,從而沉降在二燃室底部的濕氣排渣裝置當中,待到灰渣落入到水池中會瞬間冷卻、聚合,進而將其排出。
在回轉(zhuǎn)窯焚燒爐中通常會設(shè)有余熱利用系統(tǒng),主要是將焚燒爐運作所產(chǎn)生的高溫煙氣進行二次利用,從而產(chǎn)生出蒸汽,降低整個系統(tǒng)的運行成本,提高污泥干化處理的經(jīng)濟效益,降低尾氣處理負荷問題。但是污泥分化爐與普通焚化爐還有一定的差異,包括運行條件、運行介質(zhì)等,余熱回收必須要在保障焚燒系統(tǒng)運行安全與防治二次污染的基礎(chǔ)上進行。
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐作為污泥焚燒處理中重要的設(shè)備之一。在污泥焚燒過程中,通過利用回轉(zhuǎn)窯爐將脫水后的污泥進行干燥處理,之后在筒體后部利用高溫氧化技術(shù)來去除污泥中的有機質(zhì),將其燃燒成少量的灰燼;污泥顆粒在回轉(zhuǎn)窯中高溫狀態(tài)能夠通過重載交變低速周期轉(zhuǎn)動,設(shè)備附件檢修以及回轉(zhuǎn)窯焚燒爐的操作水平直接影響著回轉(zhuǎn)窯焚燒爐的運行安全性與運行效率。在傳動裝置保養(yǎng)過程中,需要加強轉(zhuǎn)動部件的潤滑度,這樣才能夠保障轉(zhuǎn)動部件的運行狀態(tài)。對于回轉(zhuǎn)窯焚燒爐中支撐裝置來說,其安裝精度直接影響著焚燒爐是否能夠安全運行,并在運用過程中控制格擋拖輪荷載量的均衡度以及拖輪組的形式。魚鱗片、迷宮節(jié)、繩索結(jié)構(gòu)等密封裝飾會直接影響到回轉(zhuǎn)窯焚燒爐的運行成本與安全性。
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐作為污泥干化焚燒的主要處理基礎(chǔ),通過分析回轉(zhuǎn)窯焚燒爐的運行原理得知,其能夠?qū)⑤椛鋫鳠?、對流傳熱、熱傳遞三種傳熱方式的優(yōu)點發(fā)揮到了極致,熱效率非常高。高溫污泥會直接與耐火材料接觸形成窯皮,這對保護耐火材料十分有益。再者,回轉(zhuǎn)窯焚燒爐對進料污泥含水率區(qū)間要求不高,應(yīng)用十分廣泛,對污泥的形態(tài)沒有要求。并且,由于回轉(zhuǎn)窯焚燒爐中含有二燃室,具有較強的氣相湍流度,是的高溫煙氣沒有燃燒的污泥徹底燃盡,這樣就能夠?qū)⑽勰嘀械挠卸疚镔|(zhì)全部分解,其溫度調(diào)節(jié)可控性也相對較高。
由于污泥干化焚燒技術(shù)的種類非常繁多,已經(jīng)呈現(xiàn)出多元化發(fā)展格局。因此,在應(yīng)用過程中,必須要根據(jù)工程特點、項目狀況、擬建規(guī)模、污泥泥質(zhì)等特點,從而開展全方位、針對性的選擇與借鑒,綜合確定污泥處理的基礎(chǔ)路線。
在應(yīng)用回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)過程中,為了保障污泥泥質(zhì)出現(xiàn)變化,如果污泥中的含灰量較多的情況下,污泥物料不能充分燃燒,可以在二燃室下部安裝一個爐排。這樣回轉(zhuǎn)窯中尾部沒有徹底燃燒的固廢污泥與爐渣,就能夠回轉(zhuǎn)窖尾區(qū)域落到爐排中繼續(xù)燃燒直到燃燒殆盡后在排渣,從而避免進料污泥泥質(zhì)不均等問題,并且能夠保障污泥爐渣灼減合格率。
由于爐渣排水由水淬刮板出渣中增加了含水量,從而提高了水資源的使用量以及污水處理量,特別是爐渣浸水后會導致重量增加,最終提高了外運處置的成本。為了能夠降低廢物的運輸成本,我們必須要從運行管理出發(fā),應(yīng)用源頭設(shè)計和技術(shù)改良等渠道,采用簡潔換熱降溫型的干式冷渣器出渣,從而降低實際運行成本,這樣不僅能夠貫徹節(jié)能減排的理念,同時也能夠減少資源浪費以及氣、水、渣等對生態(tài)環(huán)境的影響。
在污泥干化分焚燒投資與設(shè)計階段中,需要對回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)進行綜合判斷、充分考慮,最終確定技術(shù)路線工藝配置,盡可能避免單線投資設(shè)計形式。例如在生產(chǎn)線設(shè)備故障檢測狀態(tài)停止時,污泥是否需要進行外運處置。由此可見,在工程決策階段,需要重要考慮備用設(shè)備是否能夠滿足工程要求,并且要提高工況應(yīng)急能力。
綜上所述,為了能夠降低無您對生態(tài)環(huán)境的污染,實現(xiàn)廢物利用,我們必須要加強污泥焚化處理工作。本文重點探究了污泥焚燒技術(shù)設(shè)備選型要求、運作原理、維護與污泥處理優(yōu)勢以及污泥處理中的應(yīng)用要點,旨在提高污泥焚燒處理效率,保障生態(tài)環(huán)境健康發(fā)展。
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10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.12.014