化工园区危险废物处置中心的工程设计

关键词：危险废物；处置中心；焚烧；工艺设计
中图分类号：X705 文献标识码：B
文章编号：１００１－６９８８（２０１５）０４- ００４４- ０４
Engineering Design of Hazardous Waste Disposal Center in Chemical Industrial Park
放到散料斗内，由链板式输送机送到集料斗，推杆给
料机上端的料斗，经一二级密封门，废物由推料机推
入回转窑内焚烧。 整个进料过程均在密闭状态下运
行，确保无烟气来自百度文库溢，不造成二次污染。
为了使回转窑安全、 稳定运行， 必须对成分复
杂、形态各异的危险废物进行配伍。 配伍后需使危险
废物的热值尽可能介于设计热值附近以减少辅助燃
焚烧过程中会产生大量高温烟气，对其热能回
表 2 二燃室设计参数
项目 运行温度 二燃室压力
窑体结构
顺流式布置，由前端板、筒体、电机减速机驱动及支 撑机构组成，变频调速。 窑头推料有冷却风机，窑尾 带风冷夹套。 窑体安装倾角2.0°，单边驱动
容积热负荷
回 转 窑 有 效 容 积 为48.5 m3， 容 积 热 负 荷 为 402×103 kJ/（m3·h）
回转窑内未完全燃烧的热解气进入二燃室，通 入预热的二次风使其完全燃烧。 补燃天然气或柴油， 使二燃室温度升到1 100 ℃以上，并且使烟气在该温 度下停留2 s以上， 以完全去除二恶英等有害物质。 为加强二燃室燃烧效果， 绕二燃室筒体均匀设置12 个喷口，喷入环形二次风，相邻喷嘴呈30°。 此设计可 加强二燃室内气流扰动，使燃烧更加充分，同时使二 燃室内温度更加均匀。 二燃室设计参数见表2。 2.2 余热利用系统
第 37 卷第 4 期 2015 年 7 月
工业炉
Industrial Furnace
Vol.37 No.4 Jul. 2015
化工园区危险废物处置中心的工程设计
肖诚斌，王文峰，王 磊，李 菲，高 健，张晓明，陈 涛 （光大环保（中国）有限公司，广东 深圳 518000）
摘 要：以山东省某化工工业园为例，分析该危险废物处置中心整体规划思路及工艺设计，提出规划建议，为后建危
Abstract: Hazardous waste disposal center of a ch emical industrial park in Shandong Province was taken as example to analyze the overall planning and process design, in order to provide a reference and decision-making basis for the later projects. The results showed that the system of rotary kiln incineration was need to be built, and equipped with pre-treatment system, sewage treatment system, deodorization system, waste heat recovery system, slag disposal system. In this way, hazardous waste could be disposed safely and intensively, and didn’t cause repeated pollution. And according to the investigation of hazardous waste production, physicochemical treatment and comprehensive utilization of thermal energy should be built in order to achieve profitability.
回转窑长 径 比 一 般 （6～4）∶1，本 项 目 根 据 物 料 特 性 和 回转窑长径比 容 积 热 负 荷 ， 本 项 目 回 转 窑 尺 寸 确 定Φ3.0 m×12.5
m ， 长 径 比 为 4∶1
一次风 不预热，从料坑内抽气送入回转窑
耐火材料
厚度为300 mm，其中耐火层为200 mm厚的高 铝 砖 砌 筑 ；隔 热 层 为 厚 度100 mm厚 的 轻 质 黏 土 砖 砌 筑 。 耐 火材料需具有高机械强度、抗腐蚀性、抗磨损性和抗 渣性
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为后建危险废物焚烧项目提供参考和决策依据。
1 项目总体设计
1.1 产废调研 项目进行总体设计前需要有针对性地选取产
废单位进行产废调研，为项目技术方案的编制提供 依据。
根据未来该项目经营范围以及该市环保局提 供 的 《××市 工 业 危 险 废 物 情 况 表 》，以 化 工 园 区 为 主，按照废物产生量、类型及处置方式等条件筛选 出具有代表性的34家企业开展调研。 主要了解企业 废物产生量、废物类型、主要成分及处置方式，并选 择性取样和检测分析。 对于可焚烧处置的危险废物 样 品 ，检 测 内 容 包 括 C、H、O、N、S、P、F、Cl、Br、I、 重 金 属、低位发热量、水分、灰分、PH、闪点等。
险废物焚烧处置项目提供参考和决策依据。 分析结果表明，该化工园区危险废物处置中心需要建设回转窑焚烧线，并配
备废物预处理系统、污水处理系统、除臭系统、余热利用系统、灰渣处置系统等设施，以满足该园区安全、集中处置危险废
物的要求，避免二次污染；应根据危废调研结果，增加物化处理、热能综合利用等项目以实现盈利。
Key words: hazardous waste; disposal center; incineration; process design
山东省某化工园区是国家正式批准设立的国内 第 三 家 专 业 化 工 园 区 ，总 体 规 划 面 积42平 方 公 里 ，分 为炼油化工区、乙烯联合化工区、精细化工区、塑料 加工区、核心区等5个功能园区。 根据该市环保局提 供 的 《2012年××市 危 险 废 物 情 况 表 》，全 市共有280 家产废单位， 危险废物总量为135万t， 涉及45个行 业，32类危险废物。 随着园区的发展和新建项目产 能的释放， 危险废物产生量将继续保持快速增长， 但目前该园区及其附近尚无危险废物集中处置中 心。 《山东省“十二五”危险废物污染防治规划实施 方案》提出，加快推进危险废物集中处置项目的建
工 业 炉 第 ３７ 卷 第 ４ 期 ２０１５ 年 ７ 月
图1 危险废物焚烧系统总体规划图
2 项目工艺设计
本工程处理的危险废物具有成分复杂、 种类 多、危害性大等特点，需针对不同类型的废物使用 不同的处理方法，从安全性、经济性、技术可行性的 角度出发，使危险废物达到资源化、减量化和无害 化。 本工程采用“预处理系统+进料系统+回转窑+二 燃 室+余 热 锅 炉 （SNCR）+ 急 冷 塔 + 干 式 脱 酸 + 活 性 炭 喷射+布袋除尘+湿法脱酸+烟气再热”处置方案，工 艺流程图如图2所示。
料的用量， 且控制酸性污染物含量保证焚烧系统正
常运行和尾气排放达标。 回转窑内温度需保持在
850~1 000 ℃之间，以保证物料完全燃烧。 回转窑设
计参数见表1。
表 1 回转窑设计参数
项目
参数
处理能力
30 t/d，即10 000 t/a，回转窑工作时间≥8 000 h/a，回 转窑连续运行工作时间≥2 900 h/a
收稿日期：２０１４－１２－２７；修回日期：２０１５－０１－２７ 作者简介： 肖诚斌（１９８２—），女，工学博士，主要从事废弃物处
理技术研究工作．
设 ， 原 则 上 2015 年 各 市 至 少 建 成 一 处 危 险 废 物 集 中 处置设施，要求年产生危险废物1万t以上的化工园 区和大型石化产业基地建设配套的危险废物处置 设施。 因此， 在该园区新建危险废物处置中心，妥 善、安全地处置危险废物显得尤为迫切。
由于危险废物形态的差异，需设计一套上料/进 料系统，保证各种类型的危险废物安全进入焚烧系 统。 对于液体废物，低热值喷入回转窑，高热值喷入
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节能与环保：化工园区危险废物处置中心的工程设计
二燃室进行焚烧处理。 对于固体废物，尺寸较大不
能直接入炉的，先进行破碎；散装废物和破碎后的
物料储存在散料坑，通过行车及液压抓斗将废物投
XIAO Chengbin, WANG Wenfeng, WANG Lei, LI Fei, GAO Jian, ZHANG Xiaoming, CHEN Tao （Everbright Environmental Protection（China）Co., Ltd, Shenzhen 518000, China）
调研结果显示： （1）调 研 的 34 家 企 业 每 年 产 生 危 险 废 物 总 量 约 为615 776 t，可收集处置危险废物量约为9 900 t/a； （2）废 物 形 态 各 异 ，有 固 态 、半 固 态 、 液 态 ， 固 液 比 大 致 为80∶20，主 要 成 分 为 精 馏 残 渣 、有 机 溶 剂 、 煤 焦油、废矿物 油等，热值多 大于4 000×4.18 kJ，是 危险废物焚烧项目较为理想的原料来源； （3）样 品 中 酸 性 元 素 （S、Cl）含 量 较 多 ， 灰 分 含 量 较低。 结合调研情况，建议该危险废物处置中心一 期 建 设 年 处 理 量 为 10 000 t 的 焚 烧 线 ， 设 计 热 值 （3 500~4 000）×4.18 kJ，并采用“回转窑+二燃室”的 焚 烧 工 艺 和 “SNCR+急 冷 塔+干 式 脱 酸+活 性 炭 喷 射+布袋除尘+湿法脱酸”的烟气净化工艺。 1.2 总体设计 处置中心以安全处置危险废物为核心，配备相 应的环保设施，避免二次污染。 该中心危险废物焚烧系统总体规划如图1所 示。 危险废物进入处置中心焚烧处置后，焚烧产生 的高温烟气通过余热利用系统回收利用；烟气经烟 气 净 化 系 统 净 化 达 到 欧 盟 2000 标 准 后 排 放 ； 焚 烧 产 生的灰渣储存在渣库， 集中送到危险废物填埋场； 暂存库和料坑产生的有害臭气进入除臭系统，达到 GB 14554后排放；产生的污水经污水处理系统处理 达到标准后排放或回用；设置除噪系统，确保噪声 达到GB 12349要求。
近年来，我国陆续建设了一批危险废物处置设 施， 然而由于缺少整体规划和工艺设计不合理，导 致已建成的危险废物处置设施存在运行负荷不足、 进 料 困 难 、运 行 成 本 高 、二 次 污 染 等 问 题[1-5]。
山东省某化工园区危险废物处置中心项目，在 吸收以前建设项目经验的基础上， 从全局出发，整 体规划，优化工艺设计，拟实现危险废物的安全处 置，避免对环境的二次污染。 本文以此项目为例，分 析该危险废物处置中心整体规划思路及工艺设计，
图2 焚烧工艺流程框图
2.1 焚烧工艺 本项目焚烧处置的危险废物有固体、 半固体、
液体， 要求炉型对物料有广泛的适用性和灵活性， 保证完全燃烧，因此采用“回转窑+二燃室”的焚烧 工艺。
危险废物在回转窑和二燃室的焚烧分两步进 行： 首先危险废物通过进料系统进入回转窑内，经 历干燥、热解、焚烧的过程，在回转窑转动作用下， 逐渐由窑头运动到窑尾，固体部分和部分热解气体 在回转窑内完全焚烧，残渣从窑尾排出；其次，未完 全燃烧的热解气随烟气进入二燃室，在二次风和补 燃燃料的作用下，完全燃烧，炉内温度升到1 100 ℃ 以上，并停留2 s以上，确保二恶英等有毒物质被完 全破坏。
运行温度 850~1 000 ℃，最高达1 100 ℃ 炉内压力 炉内保持负压，-50 Pa左右，避免烟气外泄
物料进料方式
行车、斗提+液压二级密封门+推料机构进料方式，可 以现场和中控室操作
出渣方式 采用“刮板+水封”
回转窑转速
0.1~1.2 r/min，可 根 据 物 料 特 性 变 频 调 速 ，物 料 停 留 时间1~3 h