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危廢預處理技術(shù)及設備作為危廢處理的前端設備對危廢后續的焚燒或者其他處理工藝極其重要,結合目前國內使用比較多的幾種預處理工藝及設備進(jìn)行探討如下。
一、破碎系統
目前危廢行業(yè)使用最普遍的預處理工藝就是破碎系統,經(jīng)破碎預處理后的廢料大部分是直接或者間接進(jìn)入料坑,然后通過(guò)抓斗進(jìn)入回轉窯進(jìn)料口。關(guān)于破碎系統有以下內容:
破碎系統進(jìn)料方式分為:(1)單獨抓斗進(jìn)料;(2)單獨提升機(斗式提升機或者水平-垂直-水平)進(jìn)料;(3)抓斗和提升機進(jìn)料方式同時(shí)存在。
破碎系統的安全保護方式分為:(1)、被動(dòng)式(二氧化碳或干粉、蒸汽)滅火,即在破碎過(guò)程中發(fā)生火情后觸發(fā)感應系統報警同時(shí)開(kāi)啟滅火系統; (2)、主動(dòng)式:目前主要是氮氣保護,即破碎機啟動(dòng)前,破碎系統內注入氮氣,當破碎區域的氧含量低于某個(gè)值時(shí),破碎系統才開(kāi)始工作。采用在線(xiàn)氧氣監測系統分析、監控破碎區域氧含量,此系統目前使用較多的為電化學(xué)式和激光式。單就破碎系統來(lái)說(shuō),電化學(xué)式氧氣分析系統無(wú)論從反應速度還是造價(jià),還是比較合適的。其他預處理系統比如S-M-P系統或者充氮區域比較大的系統,還是建議選用反應更及時(shí)的激光式氧氣分析系統。
破碎系統出料方式分為:(1)破碎系統出口直接引入料坑;(2)破碎系統遠離料坑,破碎系統下端設有接料箱,物料通過(guò)接料箱周轉進(jìn)入料坑;(3)破碎系統出口直接連接回轉窯進(jìn)料口(此種方式選用相對比較少,因為一但破碎系統出現故障或者檢修,該進(jìn)料方式基本不能使用,除非還有其他廢料進(jìn)窯方式)。
破碎機選擇的幾大主要因素:
(1)動(dòng)力系統,目前危廢行業(yè)就破碎系統來(lái)說(shuō)廣泛使用的驅動(dòng)方式為液壓驅動(dòng)(主要是因為國內廢料種類(lèi)及物理性質(zhì)比較復雜,大部分情況是混雜在一起的廢料通過(guò)抓斗進(jìn)入破碎系統,需要扭矩較大,且破碎機頻繁反轉,故低轉速、高扭矩且運行穩定的液壓驅動(dòng)比較合適)。液壓部分最為關(guān)鍵的還是液壓馬達(國內比較認可的品牌為瑞典赫格隆HAGGLUNDS、芬蘭黑熊Black Bruin、法國波克蘭Poclain等,但波赫等國產(chǎn)品牌也在投入大量精力進(jìn)入危廢行業(yè),將來(lái)無(wú)論在價(jià)格上還是貨期上整個(gè)行業(yè)都會(huì )受益),液壓主泵(德國LINDE、丹麥薩奧丹佛斯等)。
(2)刀片,破碎機工作原理是通過(guò)刀片之間的剪切、撕扯、擠壓來(lái)減少廢料的尺寸。故選擇破碎機廠(chǎng)家時(shí),對供應商破碎機的刀片材料及成型工藝需特別注意??紤]廢料的復雜性,刀片既要保證其硬度也要兼顧耐磨性及韌性,另外還要考慮到刀片與主軸連接部分的硬度不能超過(guò)主軸的表面硬度,不然會(huì )在使用過(guò)程中對主軸的表面造成損壞。如果刀片的修復采用補焊式(刀片的維護有好幾種:在線(xiàn)補焊修復;拆卸回廠(chǎng)修平整,然后增加新刀片;刀尖可單獨拆卸式。注:市場(chǎng)上在線(xiàn)補焊式比較多。)修復,刀片兩側的耐磨層盡可能要厚,耐磨層的材料盡可能與補焊焊絲材料保持一致,這樣補焊的效果才能達到最佳。
(3)破碎系統的密封效果一定要好:?jiǎn)螐钠扑闄C主機設備來(lái)說(shuō),如果軸承箱的密封效果不好,廢料中的液體雜物進(jìn)入軸承箱會(huì )直接損壞軸承及軸承座等,故軸承箱的密封系統一般采用多重密封形式(隔板隔開(kāi)廢料;迷宮密封;油脂注壓,橡膠密封圈等)。另外破碎機主機與各個(gè)連接件之間的密封也至關(guān)重要,避免廢料中的液體從各個(gè)連接部分滲出,從而對外部環(huán)境造成污染。這就需要破碎機供應商擁有長(cháng)期的設計使用經(jīng)驗及獨門(mén)技巧了。若破碎系統設置有氮氣保護系統,其中的密封門(mén)(頻繁動(dòng)作的地方容易滲漏出液體)結構的設計至關(guān)重要,不要只想到堵,要辦法把廢液引流到合適的地方去。還有各個(gè)連接處還要考慮注意氣體的泄漏。
(4)破碎系統尤為重要的還有各項安全保護措施。整套系統來(lái)說(shuō),由于是處理工業(yè)危險廢棄物,故有條件的盡量要上氮氣保護系統及泄爆裝置,避免出現火災及人員傷害事故。破碎系統供應商在設計生產(chǎn)破碎系統時(shí)需把對操作與維護工作人員安全擺在首位:盡量避免人工接觸到廢料;盡量設置多重保護系統(如電氣控制上設置自動(dòng)保護模式,破碎機檢修時(shí)只能就地操作,遠程不可操作,專(zhuān)人控制操作盤(pán);排料門(mén)打開(kāi)時(shí)破碎機自動(dòng)循環(huán)關(guān)閉,破碎機自動(dòng)停機;程序中設置多重報警裝置);盡量放置警示標志,特別一些關(guān)鍵部位如:電控柜處、液壓軟管暴露位置(高壓回路)、自動(dòng)部件下方等。
(5)以下為破碎系統的幾個(gè)案例:
a.抓斗和提升機兼有的被動(dòng)式防護破碎系統:
包裝廢料可通過(guò)提升機進(jìn)入破碎系統,散裝料可通過(guò)抓斗進(jìn)入破碎系統。破碎完成的廢料通過(guò)溜槽進(jìn)入料坑,溜槽末端設有防火門(mén) 。此系統設有被動(dòng)式滅火系統即二氧化碳或干粉、蒸汽滅火系統(蒸汽滅火不建議使用,水蒸氣遇到極端物料時(shí)會(huì )加強火勢)。
注:此系統相對于氮氣保護的系統來(lái)說(shuō)配置簡(jiǎn)單、造價(jià)低,但破碎過(guò)程中遇到極端廢料(主要是低燃點(diǎn)廢料)會(huì )發(fā)生火情,故設置反應靈敏的二氧化碳或干粉滅火系統及防火門(mén)是必備的。
b.提升系統+主動(dòng)式防護的破碎系統:
放置在托盤(pán)上的包裝廢料通過(guò)叉車(chē)上料到底部水平輥道上(根據需要設置幾段水平輥道,水平輥道可作為存料區以備提高整個(gè)系統的工作效率),托盤(pán)自動(dòng)輸送到提升機底部轎廂上后,垂直提升到提升機最上端,傳感器接收到信號,密封艙第一道密封門(mén)打開(kāi),托盤(pán)自動(dòng)滾入密封艙,然后第一道密封門(mén)關(guān)閉,密封艙內部充氮置換出空氣,達到設置值后密封艙第二道門(mén)打開(kāi),廢料進(jìn)入破碎區域,氧氣分析系統工作,氧含量達標后破碎系統啟動(dòng)破碎廢料,破碎完成后溜槽底部密封閘板打開(kāi)破碎完后的廢料進(jìn)入接料箱,接料箱接滿(mǎn)料后轉入料坑,同時(shí)另外一個(gè)提升-破碎循環(huán)開(kāi)始。
另外,破碎機出料溜槽也可設置兩道密封門(mén),最后把廢料流入料坑,但是出料溜槽兩道密封門(mén)之間需要設置火情探測系統及被動(dòng)式滅火系統,以防廢料離開(kāi)充氮區域接觸空氣而著(zhù)火,從而引燃料坑。
注:此系統安全性比較高,配套輔助設施齊全,造價(jià)相對比較高?;静粫?huì )把火情引入料坑。
二.SMP系統
隨著(zhù)國家對危廢處置行業(yè)的重視,危險廢棄物的處置要求越來(lái)越高,危險廢棄物預處理技術(shù)也走向更加精細化、安全高度化、環(huán)境氣味減量化等更高的要求,其中破碎-混合攪拌-泵送系統(即S-M-P系統)也逐漸成為更多企業(yè)的一個(gè)選項(當然根據行業(yè)的一些經(jīng)驗,不能盲目選擇上S-M-P系統,既要了解到S-M-P系統的優(yōu)點(diǎn),也要認識S-M-P系統的短板:如其對廢料的固液比要求比較嚴格,控制在1:1的比例,這就需要業(yè)主在選擇此系統之前對周邊廢料市場(chǎng)進(jìn)行詳細的調研,固廢與液廢是否能達到合適的比例;另外廢料中不可有太多容易發(fā)生固化的廢料,不然一旦S-M-P系統停車(chē)檢修時(shí)廢料就在泵送管道中發(fā)生固化)。條件具備的企業(yè),上S-M-P系統后收到的安全效益及生產(chǎn)效益還是非常顯著(zhù)的,S-M-P系統具備以下優(yōu)點(diǎn)特點(diǎn):
(1)解決桶裝廢物(特別是內盛物已固化或半固化的桶裝廢物)、帶包裝粘稠狀廢物等其它常規輸送方式難以輸送介質(zhì)的輸送問(wèn)題;
(2)對需要焚燒處理的各種廢棄物(主要是固廢、粘稠狀廢棄物、廢液等)在焚燒前進(jìn)行均質(zhì)、均熱等均勻配伍預處理;
(3)密閉處理,避免預處理過(guò)程中產(chǎn)生粉塵、異味等外溢(特別是回避了社會(huì )上對處置企業(yè)詬病最多的料坑異味外溢的問(wèn)題),改善操作現場(chǎng)的衛生條件;
(4)減少或避免預處理過(guò)程中人員與廢物的直接接觸,提高操作安全性;
(5)提高焚燒裝置的處理能力;
(6)改善焚燒裝置排放氣的質(zhì)量;
(7)減少用于煙氣處理的化學(xué)品消耗。
就S-M-P系統來(lái)說(shuō),目前使用最多的地方還是水泥窯協(xié)同處置工業(yè)危險廢棄物裝置上,專(zhuān)業(yè)回轉窯工業(yè)危險廢棄物焚燒中心也在逐漸增多,一些大型危廢處置企業(yè)如:蘇伊士、寧波固廢、雅居樂(lè )、新宇集團、中節能、光大環(huán)保等陸續上馬S-M-P系統。隨著(zhù)S-M-P系統供應商技術(shù)的發(fā)展,S-M-P系統之前被行業(yè)業(yè)主所詬病的地方,如破碎粒度太大,混合器主軸容易纏繞,固體泵容易堵管且不好清理等問(wèn)題逐漸減少或者已經(jīng)解決。故業(yè)主在選擇S-M-P系統供應商時(shí)應多去供應商工廠(chǎng)及項目使用現場(chǎng)考察,只有選擇經(jīng)驗豐富的供應商才能在使用S-M-P系統時(shí)少走彎路,收獲性?xún)r(jià)比高的系統,收獲良好安全效益及生產(chǎn)效益。
三.SMS系統
相對于以上兩種工業(yè)危險廢棄物預處理技術(shù),一種新型處理工藝將會(huì )逐漸被越來(lái)越多的業(yè)主選擇,其融合了以上兩種預處理工藝的精華部分。即破碎-混合攪拌-兩級螺旋進(jìn)料系統:保留S-M-P系統中的S-M部分,去掉P(即固體泵),增加了兩級無(wú)軸螺旋輸送機,且在兩級無(wú)軸螺旋輸送機之間設置密封門(mén)(其可避免回轉窯爐火可能回竄,以致引燃混合攪拌器中的廢料等問(wèn)題)。此系統的優(yōu)點(diǎn)為:
(1)見(jiàn)二中的(1)-(7);
(2)廢料的固液比不用嚴格的控制在1:1左右,S-M-P系統對廢料固液比嚴格控制在1:1,是因為固體泵工作原理需要固液比大概1:1的膏狀廢料。兩級無(wú)軸螺旋輸送機對廢料固液比的適應性比固體泵的好得多。