淺談危廢爐渣出廠前減量化處理技術(shù)的應(yīng)用

丁玉靜

摘 要：本文以“上海某危廢焚燒處置企業(yè)”為例，簡要介紹了該企業(yè)現(xiàn)有爐渣減量化工藝、現(xiàn)狀及不足點(diǎn)。從工藝技術(shù)適用性角度出發(fā)，結(jié)合危廢爐渣的組分及形態(tài)特點(diǎn)進(jìn)行研究。采用改進(jìn)方案進(jìn)行替代達(dá)到爐渣更好的減量的化目的。通過選擇滾筒式回轉(zhuǎn)窯干燥機(jī)干燥爐渣，降低機(jī)械故障率，減少維護(hù)費(fèi)用。利用焚燒爐助燃熱風(fēng)作為爐渣干燥熱源，干燥成本低。干燥后的爐渣磁選出金屬率高，收益好，減量化更徹底。

關(guān)鍵詞：爐渣干燥;爐渣磁選;爐渣破碎;爐渣減量化;危廢爐渣

引言：

2018年12月29日國務(wù)院辦公廳發(fā)布《“無廢城市”建設(shè)試點(diǎn)工作方案》，各省市紛紛響應(yīng)，上海、山東、山西等十幾個省市已提出不再受理填埋場項(xiàng)目，由于填埋場土地緊缺，使得危廢爐渣進(jìn)入填埋場衛(wèi)生填埋處理價(jià)格飆升。目前在危廢爐渣沒有更好的出路情況下，危廢焚燒處置企業(yè)須將其產(chǎn)生的爐渣減量化，來降低爐渣處置成本，從而維持企業(yè)正常運(yùn)營成本不變。

一、工程概況

上海某企業(yè)，年焚燒處置危廢40000噸，年產(chǎn)生爐渣8000噸（含水率30%左右），現(xiàn)采用如下減量化工藝方法，除渣機(jī)排出的爐渣直接落到皮帶輸送機(jī)上，然后在皮帶輸送機(jī)輸送過程中，依次進(jìn)行一級磁選、破碎、二級磁選。爐渣在皮帶上無法瀝水，含水率高，且大多數(shù)金屬被渣包裹，磁選效率低。爐渣減量小。危廢爐渣成分復(fù)雜，溫度高、濕度大，腐蝕性強(qiáng)，輸送皮帶破損嚴(yán)重，更換率高。爐渣中塊大、堅(jiān)硬、柔韌的條狀物料經(jīng)常使破碎機(jī)卡堵，機(jī)械故障率高。以上過程必須人工干預(yù)。爐渣經(jīng)二級磁選后送入盤式蒸汽間接干燥機(jī)干燥，由于危廢爐渣中還含有較多金屬、堅(jiān)硬物、條狀物，使干燥機(jī)運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)卡堵現(xiàn)象。在有大量人工干預(yù)的情況下，仍無法繼續(xù)運(yùn)行下去，使得該企業(yè)干燥系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)。實(shí)際機(jī)械故障在危廢爐渣進(jìn)入干燥機(jī)前的刮板輸送過程中就已經(jīng)出現(xiàn)。所以該企業(yè)已經(jīng)停止使用這臺干燥設(shè)備，而是采用噸袋或鐵箱盛裝爐渣放置在庫房內(nèi)一段時(shí)間，通過自然風(fēng)干的方法，將爐渣的含水率控制在25 %左右。爐渣的長期堆放需要占用大量場地，浪費(fèi)土地資源。而且現(xiàn)在危廢爐渣貯存庫房要求密閉式，須定期換氣，經(jīng)廢氣凈化系統(tǒng)凈化達(dá)標(biāo)后方可排放。危廢爐渣風(fēng)干時(shí)間長，效果不好，貯存成本高，極不經(jīng)濟(jì)。因此需要結(jié)合危廢爐渣的特點(diǎn)及利用該企業(yè)危廢焚燒工藝系統(tǒng)的優(yōu)勢，從適用性角度出發(fā)，選擇適合的工藝設(shè)備和節(jié)能的方法，將危廢爐渣更好的減量化。

二、危廢爐渣減量化處理系統(tǒng)介紹

本系統(tǒng)主要工藝設(shè)備：鏈板輸送機(jī)、一級自卸式磁選機(jī)、斗式輸送機(jī)、滾筒式回轉(zhuǎn)干燥窯、氣固分離裝置、引風(fēng)機(jī)、破碎機(jī)、皮帶輸送機(jī)、二級自卸式磁選機(jī)、鐵箱等。

危廢爐渣由水封除渣機(jī)排出，落到不銹鋼鏈板輸送機(jī)上，鏈板間連接處有很多均布的小孔，危廢爐渣通過鏈板間的小孔可以達(dá)到瀝水的目的。危廢爐渣輸送過程中先經(jīng)一級自卸式磁選除鐵，除掉的鐵通過自卸式磁選機(jī)自帶的刮板刮落到金屬渣箱內(nèi)。剩余的危廢爐渣通過人工將大塊焦渣分選出來，裝入廢渣箱，待送去衛(wèi)生填埋處理。經(jīng)一級自卸式磁選和人工分選后的危廢爐渣落到斗式輸送機(jī)上，由斗式輸送機(jī)送到滾筒式回轉(zhuǎn)干燥窯頂部料倉內(nèi)。通過滾筒式回轉(zhuǎn)干燥窯前端的進(jìn)料通道滑落到滾筒式回轉(zhuǎn)干燥窯內(nèi)。

滾筒式回轉(zhuǎn)干燥窯內(nèi)設(shè)有炒板和鏈條，危廢爐渣隨著滾筒式回轉(zhuǎn)干燥窯翻滾，前進(jìn)過程中被撞碎成小塊，危廢爐渣表面積增大，有利于快速脫水。滾筒式回轉(zhuǎn)干燥窯進(jìn)料口和出料口大，不易堵料。干燥熱源利用焚燒線爐排爐的130℃一次供熱風(fēng)，熱風(fēng)逆流進(jìn)入滾筒式回轉(zhuǎn)干燥窯，帶著危廢爐渣中的水汽經(jīng)氣固分離裝置除塵后，由引風(fēng)機(jī)送入焚燒爐內(nèi)作為爐排爐助燃風(fēng)使用。脫水后的危廢爐渣經(jīng)破碎機(jī)破碎成為均勻小塊，鐵與渣分離，落到皮帶輸送機(jī)上，在皮帶輸送機(jī)輸送過程中經(jīng)二級自卸式磁選后可以去除危廢爐渣中的絕大部分金屬（鐵和鎳），經(jīng)干燥和除鐵后的危廢爐渣落入廢渣箱內(nèi)，待送去衛(wèi)生填埋處理。

三、工藝設(shè)備選擇的重要性

由于危廢爐渣組分、形態(tài)，十分復(fù)雜，爐渣干燥和輸送過程極易出現(xiàn)機(jī)械故障。爐渣干燥前溫度高、水分多、腐蝕性強(qiáng)，其輸送設(shè)備材料需要耐腐蝕。濕渣粒度較大，如果傳送設(shè)備底部帶小孔可以完成爐渣瀝水，渣不會漏掉。干燥后的爐渣，粒度細(xì)、水分少，輸送設(shè)備選擇要考慮防止?fàn)t渣泄漏，影響環(huán)境衛(wèi)生。故降低設(shè)備機(jī)械故障，可以提高爐渣減量化效率。工藝設(shè)備的選擇尤為重要。以下設(shè)備的選擇適合危廢爐渣的干燥和爐渣干、濕不同階段的輸送工作，大大降低爐渣減量化過程的機(jī)械故障率，降低設(shè)備維護(hù)成本、降低人工成本，從而實(shí)現(xiàn)危廢爐渣更好的減量化。

3.1鏈板輸送機(jī)

鏈板輸送機(jī)具有如下特點(diǎn)：

（1）鏈板輸送機(jī)的輸送面平坦光滑、摩擦力小，危廢爐渣可在輸送線上過渡平穩(wěn)，鏈板間有許多均勻布置的小孔，便于爐渣瀝水。

（2）鏈板選擇不銹鋼材質(zhì)，危廢爐渣對其也不會造成嚴(yán)重腐蝕。

（3）輸送能力大，可承載較大的載荷，不易變形。

（4）鏈板輸送機(jī)可以直接用水沖洗或直接浸泡在水中，設(shè)備清潔方便。

（5）設(shè)備布局靈活，可以在一條輸送線上完成水平、傾斜和轉(zhuǎn)彎輸送。

（6）設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便。

不銹鋼鏈板輸送機(jī)不但具有耐腐蝕，不易變形，維護(hù)方便，清潔簡單等優(yōu)點(diǎn);且鏈板間有許多均勻布置的小孔使得爐渣在運(yùn)輸過程中就可以達(dá)到初步干燥的目的。設(shè)備布局也比較靈活，能滿足不同的輸送要求，且對場地的選擇要求不高。

3.2自卸式磁選機(jī)

自卸式磁選機(jī)具有如下特點(diǎn)：

（1）設(shè)備自身重量較輕，體積小，方便懸掛安裝，適用于安裝空間受限制的比較狹小的地方。

（2）自動卸鐵膠帶，一體自帶的刮板輕松完成卸鐵作業(yè)，無需人工干預(yù)。

（3） 結(jié)構(gòu)簡單，方便維護(hù)，部件精簡，維護(hù)成本低。

自卸式磁選機(jī)自動化程度高，減輕工人勞動強(qiáng)度;

3.3斗式輸送機(jī)

斗式輸送機(jī)具有如下特點(diǎn)：

（1）輸送能力大，可以在較小空間內(nèi)輸送大量危廢爐渣?，F(xiàn)場布置靈活，可水平或爬坡。

（2）輸送能耗低，與螺旋輸送機(jī)相比節(jié)電50%。

斗式輸送機(jī)可以滿足大小不同、形狀各異的危廢爐渣穩(wěn)定輸送，節(jié)電且耐用，維修少，運(yùn)維成本低。

3.4滾筒式回轉(zhuǎn)干燥窯

滾筒式回轉(zhuǎn)干燥窯具有如下特點(diǎn)：

（1）內(nèi)部空間大，進(jìn)料口和出料口尺寸大，不易卡堵。

（2）滾筒式回轉(zhuǎn)干燥窯傳熱快、危廢爐渣干燥的均勻性好。

（3）自動化程度高，運(yùn)行穩(wěn)定。

滾筒式回轉(zhuǎn)干燥窯干燥危廢爐渣，機(jī)械故障率低，產(chǎn)能大，工人勞動強(qiáng)度低。

3.5、帶式輸送機(jī)

帶式輸送機(jī)具有以下特點(diǎn)：

（1）皮帶無縫銜接，兩側(cè)帶有護(hù)欄。

（2）皮帶價(jià)格便宜，較少零件的維護(hù)、更換可在現(xiàn)場很快地完成。

（3）有利于與磁選機(jī)配合安裝。

選用帶式輸送機(jī)輸送干燥后的危廢爐渣，可以避免細(xì)小粒度的危廢爐渣泄漏，影響作業(yè)環(huán)境衛(wèi)生。維護(hù)費(fèi)用低。

四、工藝方法的亮點(diǎn)

（1）危廢爐渣利用鏈板輸送機(jī)上混勻分布的小孔，在其輸送的同時(shí)進(jìn)行瀝水，降低危廢爐渣中的原始水分，爐渣在輸送過程中減量。

（2）危廢爐渣通過一級磁選和人工篩選，去除大塊金屬和大塊焦渣，減少了干燥負(fù)擔(dān)及避免斗式輸送機(jī)、破碎機(jī)故障。

（3）利用危廢焚燒系統(tǒng)爐排爐助燃用熱風(fēng)，先經(jīng)過滾筒回轉(zhuǎn)干燥窯對危廢爐渣進(jìn)行烘干脫水后再送入爐排爐內(nèi)參與燃燒，節(jié)省了干燥能耗。干燥的廢氣送入焚燒爐內(nèi)，一并得到處理，危廢爐渣干燥無廢氣產(chǎn)生。大大降低了危廢爐渣的干燥成本和環(huán)保成本。

（4）干燥后的危廢爐渣顆粒度小，易分散，有利于滿足破碎機(jī)進(jìn)料粒度的要求，破碎效果更好，同時(shí)降低破碎機(jī)故障率。

（5）危廢爐渣經(jīng)破碎后，絕大部分金屬與其他物質(zhì)分離，這時(shí)再進(jìn)行磁選，大大增加了金屬選出率，金屬回收效益好。

五、危廢爐渣減量化工藝技術(shù)的適用性和先進(jìn)性

危廢爐渣磁選出來的金屬可以送到冶煉單位，資源化回收利用。危廢爐渣經(jīng)滾筒式回轉(zhuǎn)干燥窯脫水、破碎、磁選后，大大減量。滾筒式回轉(zhuǎn)干燥窯進(jìn)料口和出料口較大，內(nèi)部不怕撞擊，大大降低機(jī)械故障率。將危廢焚燒系統(tǒng)爐排爐的130℃一次熱風(fēng)先用于危廢爐渣干燥，換熱降溫到90℃再作為助燃風(fēng)由引風(fēng)機(jī)送入爐排爐，可大幅降低危廢爐渣干燥運(yùn)行成本。危廢爐渣中的水分量少，僅占危廢焚燒煙氣總量的約1%，對焚燒爐內(nèi)焚燒工況無影響。危廢爐渣經(jīng)干燥脫水后，變得易碎、松散，有利于破碎和磁選，金屬回收量大，危廢爐渣減量大。危廢爐渣減量后，大大減少衛(wèi)生填埋處置成本投入。

本危廢爐渣減量化系統(tǒng)采用的工藝方法，可以將危廢爐渣中的鐵總?cè)コ始s達(dá)到90%、水總?cè)コ始s達(dá)到80%，危廢爐渣減量效果明顯，可減量近50%。大大降低其衛(wèi)生填埋處置成本。爐渣中的金屬得到大量回收，經(jīng)濟(jì)效益好。從而緩解了由于危廢爐渣填埋價(jià)格飆升，使危廢焚燒處置企業(yè)運(yùn)行成本增加的困境。

六、危廢爐渣減量化、無害化、資源化的思考

采用本工藝對危廢爐渣進(jìn)行減量化，可以降低危廢焚燒處置企業(yè)的危廢爐渣衛(wèi)生填埋的處置成本。暫時(shí)緩解由于填埋場用地緊張而導(dǎo)致的衛(wèi)生填埋處置價(jià)格高的狀況。但對于 “無廢城市”是以創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的新發(fā)展理念為引領(lǐng)，通過推動形成綠色發(fā)展方式和生活方式，持續(xù)推進(jìn)固體廢物源頭減量和資源化利用，最大限度減少填埋量，將固體廢物環(huán)境影響降至最低的城市發(fā)展模式目標(biāo)，還有很大差距。所以我們需要不斷探索新的方法，將危廢爐渣徹底無害化、資源化，真正變廢為寶。變成取之不盡的循環(huán)資源，形成整個行業(yè)的清潔生產(chǎn)、資源化利用，從而實(shí)現(xiàn)城市的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。通過本工藝減量化后的危廢爐渣，可以通過高溫熔融的方式，將爐渣內(nèi)的有機(jī)物、碳全部焚毀，水分全部析出，金屬進(jìn)行回收，無機(jī)物無毒無害化，可直接用作建材。而高溫熔融工藝需要解決其運(yùn)行成本高，且保證有機(jī)物料高效焚毀和金屬高效回收的穩(wěn)定性，只有通過不斷的學(xué)習(xí)、研究、實(shí)踐，真正打破危廢爐渣出路的瓶頸。

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