工业危险废物制备替代燃料的预处理技术研究

　技术名称：工业危险废物制备替代燃料的预处理技术研究

      实施及作者单位：北京金隅红树林环保技术有限责任公司

      技术简介

      本项目研究工业危险废物制备替代燃料的预处理技术及该技术产业化实施。具体的内容包括：①根据工业危废的物理形态，分固态和半固态两个方向进行预处理技术的研究：以漆渣为主的半固态废物经改性后利用常温纯物理方法降低其含水率，再通过调质混合制备成性质单一、热值稳定的替代燃料;工业固态杂物经合理的输送、破碎工艺，制备成特定粒径的固态替代燃料;②根据上述研究成果形成一套具有自主知识产权的利用工业危险废物制备替代燃料的预处理工艺技术方案并建立工艺包;③将预处理技术产业化，解决该技术在放大过程中的工艺、设备等问题;④替代燃料产品的焚烧对水泥窑的影响。

      创新点

      ① 半固态废物通过添加某种或几种、一定比例的以危险废物为原料的改性剂改变其脱水性能，使其在常温条件下利用常规的脱水设备将其含水率降至60%以下，并通过添加某种或几种、一定比例的浸渍剂经过混合达到热值稳定、性质单一、便于输送的物理状态，制备出颗粒状替代燃料。(支撑材料：ZL201110401916.4、ZL201120506226.0)

      ② 固态废物经过对物料的充分调研，对现有破碎设备的刀头、材质等关键部分进行技术改造，最终开发出适合工业垃圾杂物的破碎设备制备出片状替代燃料。制备的薄片状替代燃料利用自行设计的气力输送装置入窑。(支撑材料：ZL201120017055.5)

      应用效果

      通过以上研究建成了两条特有的工业危险废物制备替代燃料的预处理生产线(半固态、固态各一条)构建成预处理中心，实现了“预处理+水泥窑终端处置”的模式，将危险废物经过预处理使其成分均质化和稳定化，大大降低了储存和后续处置过程中的风险，减少了对水泥生产的影响，最后与原有的处置设施相配合，最大程度提高危险废物的处置能力，以科学化、规范化的方式进行危险废物处置的同时，最大限度发挥废物本身的特点，实现利用废物替代燃料的效果。

      预处理中心建成后，满负荷运转的情况下每年可处置半固态、固态废弃物14000吨，每吨处置费按1500元计，年营业收入2100万元，年利润总额673万元。

      两条生产线满负荷运转的情况下，每年可制备出半固态废物替代燃料2400吨，固态废物替代燃料5400吨，两种替代燃料每年可替代燃煤4440吨，为水泥企业节约燃煤成本约310万元(按燃煤单价每吨700元计算)。目前该技术以推广至北京生态岛科技有限责任公司、北京太行前景水泥有限公司、河北金隅红树林环保技术有限责任公司。项目建成并经过试运行后，通过对物料的严格把控和部分设备的改进，两条预处理生产线均达到设计能力，对于全市危险废物的集中管理与处置、延长处理设施的服役期限，将起到重要作用。

      该技术的研发及应用将对我国利用水泥窑协同处置危险废物技术发展及水泥企业自身降低能源资源消耗，减少CO2等污染物排放起到示范效果和促进作用，有利于水泥企业向低排放、高能效、高效率的环保企业转型，增强水泥企业可持续发展能力。

      技术详情

      水泥窑协同处置危险废物在无害化水平、污染控制、建设投资和运行成本方面具有诸多优点，是适合我国国情的城市工业废弃物无害化处理和资源化利用的方法。水泥企业在协同处置危险废物时，要保证水泥性能、生产过程和环境等方面不受大的影响，需要更高的安全防范工作及更专业的技术人员。目前我国工业危险废物水分高，成分及热值不稳定，物理状态复杂，直接利用水泥窑协同处置时得不到充分打散，废物燃烧不充分，焚烧不彻底，影响水泥窑工况，对水泥产品质量、废气排放及废物处置量有不同程度的影响;此外长期处置未经预处理的废物，会增加水泥窑检修频次，水泥窑在检修期间危险废物的处置不得不暂时停止，影响水泥正常生产的同时导致废物处置量大幅降低。因此将工业危险废物进行预处理使其成分均质化和稳定化，可降低废物处置过程中给窑工况带来的负面影响，增加水泥窑处置废物的量，可解决利用水泥窑协同处置危险废物时所遇到的上述困难。

      1工艺方案与技术路线

      1.1 半固态漆渣脱水制备替代燃料预处理生产线

      1.1.1工艺原理简述

      本工艺通过对漆渣的改性及与其他废物调配，在保留漆渣热值的同时，降低漆渣本身粘性，使其成为易于脱水的状态，再通过物理方法对漆渣进行脱水，并与其他浸渍剂进行混合，将影响漆渣综合热值的不利因素——高含水率问题解决，使原本湿、粘、易结块、综合热值低的难处置废物变成一种均匀、分散、热值高、易于输送储存的替代燃料，变废为宝，实现循环经济。

      2工艺流程

      工艺步骤如下(具体见工艺流程图)：

      ①漆渣接收：

      高含水率漆渣(含水率高于90%)装入原料罐，经过充分混合均化后进入直线振动筛过滤除杂，将高含水率漆渣中的小颗粒杂质滤除，杂质经收集后另行处置。筛下物再经过电磁除铁器进一步除铁后进入缓存罐继续对物料进行均化。均化后的物料经过螺杆泵，可分别对2套调配罐进行物料输送。

      低含水率漆渣(含水率70%-80%)进入另外一个原料罐，低含水率漆渣通过螺旋输送机及双向螺旋输送机输送进入2套调配罐，高、低含水率漆渣在调配罐中调至含水率90%。

      ②漆渣调配：

      漆渣调配过程可选两种方案。

      改性剂方案：暂存在改性剂罐中的改性剂经过双向皮带输送机和两台皮带输送机输送至2套调配罐中，与含水率90%的漆渣进行调配，根据处理漆渣性质调节调配比例。调配物混合方案：可起到分散作用的其他半固态废弃物进入调配物罐，调配物经过螺旋输送机及双向螺旋输送机输送至2套调配罐中，与含水率90%的漆渣进行调配，根据处理漆渣性质及不同调配物性质调节配比。

 ③漆渣压滤：

      含水率90%的漆渣在2套调配罐的搅拌作用下与调配物或改性剂充分混合，形成混合料，混合料分别通过泵送至压滤机中脱水，泵后设置流量监控，对生产线处置量进行计量。脱水后形成的滤饼通过输送机输送至储存区域进行暂存。

      ④替代燃料生产：

      脱水漆渣及其他干漆渣(含水率低于60%)通过皮带输送机输送至破碎机中，破碎后的脱水漆渣形成形状均匀的细小颗粒，进入缓存仓内，再经过螺旋输送机送入混合机内，与浸渍剂、改性剂按一定比例充分混合、搅拌，配比根据漆渣性质和不同批次的浸渍剂颗粒大小确定。经过混合，形成替代燃料产品。

      3工艺控制标准

      含水率90%的漆渣经以上工艺预处理后生产的替代燃料平均粒度≤5mm，含水率40%-50%，平均热值3000kcal/kg，重金属浸出毒性低于《GB5085.3-1996 危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》中规定的限值。物料形态(粒度及水分)符合连续稳定入前景水泥厂水泥窑的进口工艺要求，其热值能够达到替代燃料的要求。固态废物破碎制备替代燃料预处理生产线

      1工艺原理简述

      固态废物预处理技术主要是针对可燃、且热值较高的固体垃圾，如：有机溶剂废物、含漆废物、含油废物等，其特点是品种庞杂，体积较大且形状不规则，密度相差较大。如要作为水泥回转窑的替代燃料，必须将其进行分选破碎处理，使其符合连续稳定入窑焚烧的工艺要求，从而实现水泥生产的燃料替代。{另外，根据红树林提供资料因固态危险废弃物中废油棉丝、废抹布、废塑料布等软性物料较多，经试验摸索验证，破碎此类物料需要高差速比(参数也是联合破碎机厂家共同摸索的)、韧性较好材质的刀，而前景的破碎机是鄂式破碎不是剪切式破碎机，破碎对象为块状硬废弃物，不适合柔软的物质，生态岛目前的破碎设备无法达到作为替代燃料的破碎要求。则仍需要使用专门的新建的破碎设备进行预处理。}根据废物热值检测报告，可燃、高热值固体垃圾进入库房后，首先对来料进行人工分拣，将石块、金属等硬度较大的杂物和大于破碎机进料尺寸的废物挑出，以免损害破碎设备。适宜破碎的物料由人工或机械放入设在地下的受料斗，受料斗下的大倾角皮带机把物料输送入一级剪切式破碎机，此破碎机出口设有筛板，满足粒度要求的可以进入下道工序，达不到要求的可以在破碎机中反复破碎直到合格为止(100 毫米以下)。粒度合格的物料再进入二级破碎机，经破碎后的物料粒度达到10 毫米以下，再进入皮带输送机，由皮带输送机送入特制铁皮箱打包后，将其送至水泥企业作替代燃料。为提高破碎机效率，在破碎机上料口增加强制推料装置，为适应不同物料硬度等性能差异，破碎机的动力采用液压泵驱动，以满足不同物料的需求。整个生产线根据扬尘点情况设置除尘器，同时设置机械排风系统，挥发性气体经活性炭废气净化装置处理后达标排放。

      2工艺控制标准

      按照以上工艺流程，经两级破碎预处理后的替代燃料热值约5000cal/g，水分小于10%，平均粒径能够实现10mm左右，物料形态(粒度及水分)符合连续稳定进入前景水泥厂水泥窑焚烧处置的进口工艺要求，其热值能够满足替代燃料的要求。