北斗智库环保管家网讯：

 

　　本文是以一条30吨/日危险废物焚烧生产线多年以业的技术改造为主题，通过对焚烧生产线回转窑系统、出渣机、二燃室和二次风优化改造、回转窑和二燃室耐火材料、急冷塔系统、湿法脱酸系统引风机的技术改造，解决焚烧生产线的设计缺陷和瓶颈设备问题，收集技术资料，总结经验，对今后危险废物焚烧处置生产技术管理具有很好的指导和借鉴作用。

 

　　01.概    述

 

　　广西固体废物（危险）废物处置中心焚烧系统生产线，系采用焚烧工艺处理技术处置有热值可燃烧类的危险废物，设计规模为焚烧危险废物30t/d，采用顺流式回转窑+二燃室+余热锅炉焚烧和急冷塔+干法脱酸+布袋除尘器+湿法脱酸+烟气再热器烟气净化工艺，进入处置中心的危险废物，凡具有一定热值的可燃性废物、需经高温分解的有毒废物、医疗危废等，均先送焚烧系统生产线进行焚烧处理，能将废弃物中的有害微生物、病毒等彻底杀死，绝大多数有害化合物被分解为简单的无害的物质（主要是CO2和H2O），使易燃物质被彻底氧化，达到稳定状态。其工艺系统包括贮存及破碎系统、配伍系统、进料系统、焚烧系统(包括一次燃烧室、二次燃烧室、燃烧器)、余热回收系统（含软化水供应系统）、急冷系统、活性炭喷射系统、布袋除尘系统、脱酸系统、烟气加热系统、烟气在线监测系统，在生产过程中为了确保生产工艺的稳定性，基本实现全自动集中控制，处置过程中严格按照国家的相关规范和标准进行，生产过程中产生废渣（炉渣和飞灰）送下一工序进一步处置，检验合格后，进行安全填埋，废水送污水车间处置合格后全部回用，废气烟囱安装了在线监测设备，对废气进行实时监控，确保达标排放。

 

　　本危险废物焚烧30吨/日生产线于2012年6月建成投产，属国内危险废物投产较早的生产线，当时可参照的技术资料有限，所以在设计上存在一些不足和缺陷，经过多年的生产实践，分别对存在的设计缺陷分批次进行了技术改造，取得了很好的效果，确保本条危险废物焚烧生产线的正常生产。

 

 

　　2.1 回转窑系统改造

 

　　2.1.1 存在问题

 

　　回转窑长度为9米偏短，危险废物焚烧效果差，底渣灼减率经常不达标，回转窑与二燃室布置上不在一起，原来是通过一个S型烟道进行连接，烟道截面为1200×800,烟道烟气流速达19m/s,烟气流速过大，很容易出现烟道结灰堵塞，系统因烟道堵塞经常停机，且烟道清理难度大。

 

　　2.1.2 改造方案

 

　　将回转窑窑尾加长1000mm，即可延长危险废物的燃烧时间又缩短了回转窑与二燃室的距离，出渣机安装位置后移大约1000mm，将窑尾连接S型烟道改为大通道烟巷结构，通道截面积大约13平方。转窑出口烟气量按14286NM3/h进行计算(系统漏风量5%)，转窑出口烟气温度1000℃，计算得到的烟气流速为1.42m/s。

 

　　2.2 出渣机改造

 

　　2.2.1 存在问题

 

　　窑尾出渣口太小，且出渣机密封性不好，出渣机选型偏小，经常出现窑尾大块结焦卡在窑尾下不来，或大块结焦料掉到出渣机，出渣机经常出现卡死造成传动链条断裂，影响生产。

 

　　2.2.2 改造方案

 

　　将出渣机更换为下回链式出渣机，同时将窑尾出渣口和出渣机加宽，增加出渣机传动功率，升级现有结构，使出渣更顺畅，改造后，出渣机安装位置靠后，减少二燃室与转窑出口之间的直段长度，减少此段结渣的长度，回转窑出渣机还采用下图所示的坑下安装，理论上，该出渣机能满足直径不大于550mm的渣块顺利排出炉外（出渣机下回链层高度做到最小400mm，上部出渣层厚度理论上达到600mm，考虑200mm的水封高度，这样出渣的最大直径小于600mm，满足40L铁桶出渣要求）。

 

　　2.3 二燃室和二次风的优化改造

 

　　2.3.1 存在问题

 

　　因焚烧系统生产线所处置的物料成份复杂，普遍的物料热值较高，基本上都在5000Kcal/kg往上，理论上焚烧此类物质，需要更大的炉膛容积。这也是本次将回转窑加长的原因之一，以满足一燃室更大的容积热负荷的需求。原来是按3500Kcal/kg所设计的焚烧炉，二燃室尺寸明显偏小。现有二燃室直径3800mm，净内径2868mm，流通面积6.46m2。

 

　　二燃室二次风设计布局不合理，未达到理想的湍流效果，运行过程中焚烧生线尾气CO控难度很大，容易出现超标现象。

 

　　2.3.2 改造方案

 

　　由于是技改，现场条件和改造费用受限，二燃室设备基础不便于改动，所以，增加二燃室容积延长烟气停留时间，只能是对二燃室进行加高处理，其计算数据如下：

 

　　二燃室内烟气流动速度v=14286*(273+1000)/273/3600/6.46

 

　　=2.86m/s

 

　　二燃室原来有效高度h=4.5m

 

　　高温烟气停留时间t=4.5/2.86=1.57s

 

　　为保证烟气在二燃室停留时间达到2秒以上，符合《危险废物焚烧污染物控制标认》要求，二燃室在现有物料的条件下必须加高（二燃室设备基础不可动，无法进行加大截面处理）

 

　　本次改造烟气停留时间按3秒进行设计，确保烟气中未燃尽的废物彻底燃烧，特别是烟气中的CO,需要的二燃室有效高度为：

 

　　H=3X2.86=8.59m，需要增加的高度为8.59-4.5=4.09m，考虑到系统的波动性，从运行的可靠性上取定增加的设计高度为4.5m，将二燃室整体加高4.5m。二燃室加高后，重新制作余热锅炉进口烟气通道，满足将高温烟气从二燃室引出送入余热锅炉，在余热锅炉进口的位置，设置检修门，用于清理此处的积灰。加高过程中，二燃室上部锥段保持不变，制作时切割下来，待新加的部分完成就位后，再将锥段连同急排烟囱一起再安装在新增加部位的上部。

 

　　本次改造的目的是优化二燃室二次风管的设计和布置，提高二次风效果，高效组织的二次风可以增加炉内焚烧的湍流度，提高燃烧效率。本次改造将二次风结构由原内置式结构优化为外置式结构，系统共设置二次风管6对，采用气动蝶阀进行控制。每个二次风管上都设置了切断阀。当用气量变化时，可以快速对称切断相应供风管的数量来换取更高的二次风速，设置现场控制箱，控制二次风管投入使用数量。二次风管编号为1-12，设置现场切换箱，可以方便的将12根管全部投入使用（比如超负荷时），可以减半使用，比如1、3、5、7、9、11投入使用，或者2、4、6、8、10、12投入使用，也可以在很低负荷时，只投入1/3数量的管，比如1、4、7、10，或者2、5、8、11，或者3、6、9、12等。二次风支管清理时，只需将喷管未端的法兰盲板拆除，用清理工具可以非常方便的进行清理。当喷管损坏时，可以更换喷管，套管为与二燃室筒壁直接焊接固定的管，目的是便于喷管安装及更换。

 

　　2.4 回转窑和二燃室耐火材料改造

 

　　2.4.1 存在问题

 

　　回转窑原耐火材料厚度300mm，窑头、窑尾各有500mm长度为耐火浇注料，中间为两层结构耐火砖，即200mm厚重质高铝砖+100mm厚轻质保温砖，因危险废物的成份复杂，且腐蚀性强，当重质高铝砖厚度小于100mm时，易出现掉砖红窑的情况，大大缩短了回转窑耐火材料的使用寿命。二燃室内部耐火材料由200mm的高铝砖以及两层的总厚为250mm的隔热保温材料组成，因二燃室运行时温度较高，达1100℃左右，开停机次数较多后，温度变化较大，高铝砖出现裂缝掉砖，外壳被烧红现象。

 

　　2.4.2 改造方案

 

　　将回转窑两层耐火砖改为单层抗剥落型刚玉复合砖，厚度为300mm（期中重质部度厚度约为220mm，轻质部分厚度约80mm），窑头窑尾浇注料改为高强度莫来石浇注料将全部更换二燃室的耐火材料，二燃室选用三层结构进行砌筑，与钢板接触层为隔热层，大部分选用高温硅钙板，该材料具有一定的硬度，传热系数低，是非常优良的隔热材料，并且施工方便，第二层选用轻质浇注料，材料较轻，减少二燃室整体重量，同时起到一定的隔热耐火作用，第三层选用莫来石高强度浇注料，具有较高的强度、耐火度，还具有一定的耐酸碱侵蚀强度。固定浇注料的锚固件采用圆钢锚固件，采用Y形及双Y形，材质2520耐热不锈钢，主要锚固件直径不小于12mm，其它用于织网的锚固件，直径为6mm。

 

　　2.5 急冷塔系统改造

 

　　2.5.1 存在问题

 

　　原设计急冷塔偏小，顶部降温喷头雾化效果不好，急冷塔底部长时间滴水，而且急冷塔出口烟气温度控制难度较大，造成急冷塔使用几年后，出现内衬耐酸浇注料脱落，壳体腐蚀严重漏气，且急冷塔底部为平底，不好出灰。

 

　　2.5.2 改造方案

 

　　包括急冷泵站的升级和急冷塔的升级，急冷泵站的升级改造主要解决泵站采用含盐水工作，急冷塔升级主要是满足含盐水在塔内作急冷介质工作时急冷塔能可靠、长周期运行。

 

　　泵站本体主要更换急冷泵，将之更换为盐水泵，在泵站的进水口增加切换阀，用来切换是采用自来水工作还是含盐水工作。最简便的方法是增加一套急冷泵站，采用盐水泵、不锈钢调节阀，钢衬PO的管道等组成，PLC控制采用PID调节器进行PID调节。增加一只含盐水水箱，改造现有管路，将自来水，洗涤含盐水并排接入到急冷泵站中，通过前述气动球阀进行调节。

 

　　急冷塔改造，采用含盐水工作，需要有较稳定的流场和较大塔径，按急冷塔进口烟气量15000NM3/h进行计算。烟气温度按550℃计算，则经过急冷塔后，烟气温度为200℃，需要喷入的水量为2600kg。

 

　　则出口折算烟气量为15000+2600*1.22=18172NM3/h，平均烟气量按（15000+18172）/2计算为16586NM3/h。

 

　　急冷塔内烟气平均温度（200+550）/2=375℃。

 

　　在急冷塔内，设计工况流速不建议大于1.5m/s，即烟气流速小于1.5m/s，如此按平均工况，需要的急冷塔截面积为：16586*(（273+350）/273)/3600/1.5=7.29m2

 

　　也就是说，需要的急冷塔截面积应大于7.29m2，折算半径为1.52m。

 

　　设计选定急冷塔内直径由原来的2.5米改3.2米，急冷塔钢壳设计壁厚为12mm，内衬80mm厚的KP1耐酸胶泥。塔顶上设置3只喷枪，呈120角均匀布置。在进口烟气管路再设置一只急冷喷枪。该喷枪为小流量喷枪，即当启炉或者降温或者波动很大时使用，防止过喷。

 

　　急冷塔下部两侧设置内斜面，在两个斜面交汇处设置无轴螺旋，用于将塔内闪蒸的盐或者飞灰排出，在螺旋出口设置星型卸灰阀，用于排灰。两斜面相夹的面上设置烟气出口，加装排烟管，通往干法脱酸塔。

 

　　2.6 湿法脱酸系统和引风机的技术改造

 

　　2.6.1 存在问题

 

　　湿法脱酸塔原设计为钢板内衬玻璃钢外加保温层结构（防止低温露点腐蚀），因设计缺陷和管理维护跟不上，造成塔体内衬玻璃钢损坏，外壳多处腐蚀穿孔漏气；洗涤后的碱液采用开式玻璃钢冷却塔进行冷却降温，因冷却塔碱液渗漏和顶部水雾（碱性）溢出，对设备平台钢结构和混凝土厂房造成腐蚀；引风机原安装位置于湿法脱酸塔和烟气再热器之后，洗涤后烟气处于饱和状态，且脱酸塔除沫效果欠佳，烟气带沫造成引风机叶轮腐蚀严重，叶轮平衡性差，引风机震动大，故障频发。

 

　　2.6.2 改造方案

 

　　将湿法脱酸塔整体进行更换，材料改为进口191不饱和树脂全玻璃钢结构，耐温可达180℃，取消塔体外部保温，更塔内填料，下层选用1000mm厚度选用SB-250Y型斜波纹陶瓷规整填料，上层2900mm厚度采用SB-250Y型聚丙烯斜波纹填料，顶部捕沫层采用SB-350Y型聚丙烯斜波纹填料，提高烟气洗涤和除沫效果。取消碱液循环冷却塔，改用绝热蒸发工艺，控制循环碱液温度小于65℃；将引风机安装位置改在湿法脱酸塔进口前，即由后置引风机改为前置引风机，解决饱和烟气带沫对引风机叶轮的腐蚀。

 

 

　　3.1 回转窑改造运行情况

 

　　回转窑窑尾加长1000mm后，延长了危险废物的焚烧时间和缩短了回转窑与二燃室的距离，提高了危险废物焚烧效果，确保焚烧底渣热灼减率≦5%的合格率达95%以上；窑尾由S型烟道改造为大空腔烟巷后，基本解决窑尾烟道结焦堵死的问题，由原来需每周停机进行清理，延长至每半年才需停机清理一次的效果。

 

　　3.2 出渣机改造运行情况

 

　　出渣机经过改造后，设备故障率大大降低，基本上解决因大块出渣导致主链条卡死和传动断裂的故障，确保生产正常运行。

 

　　3.3 二燃室和二次风优化改造运行情况

 

　　二燃室增高4600mm和对二次风进行优化布置后，烟气在燃室的停留时间超过3秒，烟气在二燃室得到充分搅动湍流混合，烟气中的未燃尽的有机成本和一氧化碳得到充分燃烧，使改造前经常出现尾气CO标的问题得以解决，正常生产时尾气烟气中CO排放为0，对物料热的适应性更强了。

 

　　3.4 回转窑和二燃室耐火材料改造运行情况

 

　　回转窑耐材改造后，回转窑表面温度由原的180℃增加到220℃，对设备没有影响，但耐火材料的更换周期由原来的12个月左右增加到现在20-24个月，未出现掉砖和红窑的事件。二燃室耐火材料改造后，其表面温度控制在70℃左右。解决了因温度骤变发生而火砖开裂掉砖的事件，其耐火材料的周期由原来的30个月增加到现在的42个月以上。

 

　　3.5 急冷塔系统改造运行情况

 

　　急冷塔系统改造后，其顶部喷头的雾化效果得到改善，烟气处理能力增加，可瞬间将烟气温度由550℃降至200℃，避免噁英的二次生成，急冷塔底部滴水和连续出灰问题得到解决。

 

　　3.6 湿法脱酸系统和引风机改造运行情况

 

　　湿法脱酸系统和引风机改造后，脱酸塔和冷却塔的渗漏及对设备平台和混凝土厂房的腐蚀问题得到解决，烟气的脱酸洗涤效果和除沫效果得到改善，引风机安装位置由后置改为前置后，彻底解决了湿饱和烟气和液沫对引风机叶轮的腐蚀，引风机叶轮使用寿命由原来半年增加到现在的超过3年，其故障率大大降低了。

 

 

　　本次危废焚烧生产线经过改造后，取得一定效果，达到预期的目，对目前焚烧医疗废物和其它高热值危险废物的适用性更强了，焚烧后底渣的灼减率和烟气的CO排放达达到《危险废物焚烧污染物控制标准》GB18484-2020规定，正常情况下，基本可以控制尾气排放要求，但本套系统设计较早，且已投入使用多年，还存在些问题需进一步时行技改，包括：1、回转窑进料系统的稳定性、密封性及设备的配套性达不到要求，需进一步改造。2、余热锅炉选型偏小，烟气温度降不下来，造成急冷塔过喷，且使用因已使用多年，膜式壁锅炉管已腐蚀变薄，需进行整体更换。3、布袋除尘器最早设计为单箱体顶盖式结构，不利于离线清灰和箱盖漏风较大，影响生产，且因设备已使用多年，箱体腐蚀严重，存在安全隐患，下一步将对布袋除尘器进行整体更换，改为多箱体（四至六箱）步入结构，达到离线清灰和箱体密封的目的。4、回转窑和二燃室原燃烧器系统采用一体工百得燃烧器，因诸多因素影响，现已无法正常使用，下一步将改为分体式PLC自动控制的燃烧器系统。

 

 

　　本次危险废物焚烧生产线技术改造实践主要是对广西固体废物（危险废物）处置中心的30吨/日焚烧生产线技术改造过程进行总结论述，通过对回转窑、出渣机、二燃室及二次风、急冷塔系统、回转窑和二燃室耐火材料改造、湿法脱酸系统及引风机等技术改造，虽然此焚烧生产线还存在些问题需进一步的改造，但还是基本解决了本30吨/日危险废物焚烧生产线设计缺陷和瓶颈设备问题，使本生产线处置危险废物可达产达标，在技术改造过程中总结了很多经验和教训，对今后生产技术管理有一定的指导作用，在本处置中心马上开工建设的50吨/日危险废物焚烧生产线的设计和建设安装工作中，具有很好的指导和借鉴作用。

 

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