長知識 | 危險廢物無害化處置技術線路(五)

     以下是目前未能在我國廣泛使用,但仍有其適用場景的危廢處理處置方式、方法:

      一、等離子氣化

      1、工藝過程:等離子體氣化是利用等離子火炬使惰性氣體發生電離,形成電弧電離后產生5000K的等離子體,高溫環境下將危廢快速分解,危廢在高溫、缺氧狀態下被分解成含氫氣、一氧化碳、水等氣體的合成氣,無機物形成熔渣;合成氣可用于發電或生產乙醇、甲醇和生物柴油;熔渣可用于建筑材料。

       2、等離子氣化的優勢為:1)固體廢物減量化效果明顯;2)低排放;3)高熱效率;4)經過處理的固廢無殘渣,不需要二次填埋。

       3、國內外進展:

       1)目前等離子氣化處置危廢在國外處于快速發展的市場應用期,發展較成熟的國家包括美國、加拿大、法國、英國、瑞士、日本以及以色列等;

       2)國內目前仍然處于試驗的起步階段,2014年全國首套等離子體氣化熔融工業化危險廢棄物處置系統在上海固體廢棄物處置中心投運,處置規模30噸/天,項目總投資約3200萬元,直接運行成本約小于2000元/噸。

      二、深井灌注

      深井灌注是地下灌注的一種,20世紀30年代,美國的石油公司利用地下灌注技術處置石油和天然氣生產產生的鹽水及其他廢物;20世紀50年代,部分企業開始嘗試把危險廢物灌注到深層地質;20世紀60、70年代,危廢處置深井數量急劇增加;目前深井灌注為美國最主流的危廢處理方法。

       深井灌注原理示意圖

       1、工藝過程:深井灌注技術是在地質結構符合條件的情況下,構筑一個深度通常為800米到3200米的深井,然后將工業污水注入并封存其中。廢液在灌注過程中會穿越若干地層,同時會有多層安全保護管道將危廢物質和周邊地層完全阻隔。該技術利用自然條件下地表下垂直方向上的每一套水層之間的流通性很差的特質,將廢液與人類日常生活環境完全隔絕,從而實現安全處置。

       2、灌注地點:深井灌注技術的安全使用對地質條件有著嚴格要求:1)灌注層必須具備足夠的厚度和孔隙率,應選擇多孔的巖層;2)選址必須避開地震多發地帶,以防止封存在巖層中的廢液接地層活動之際,流溢到其他地下水層或地表;3)灌注地與其他鉆井之間保持安全距離,以免發生廢液回抽。

      3、灌注井深度:為了將排放物與地下水完全隔絕,井深通常保持在800米至3200米之間,這是為了避免井深不足會污染地下水的現象,同時減少井深太深帶來的加大灌注壓力和應用成本的技術挑戰。

      4、安全系數保證:由于技術要求灌井穿越地下水層,因此灌注時安全保護標準十分嚴格,以保證不污染地下水。

      5、實時監控技術:要求采用諸如灌注速率、灌注孔壓力、環空流體壓力、灌注溫度和灌注液的密度等方式監控地下灌注的情況。一旦檢測到滲漏,必須立即停止灌注。

      三、水泥窯協同處置工藝

      水泥窯協同處置危廢,是利用水泥窯的大熱容量、穩定運行窯爐,對危險廢棄物進行焚燒處置,作為專業危廢焚燒的同質型工藝。鑒于傳統危廢處置工藝新建產能選址難、阻力大、周期長,依托成熟工業窯爐協同處置,成為化解產能不足局面的最佳戰略。

      1、水泥窯的工藝特點與危廢處置需求高度匹配水泥生產中,窯內呈現堿性環境,有效避免酸性物質和重金屬揮發,目前可適應約80%種類的危廢、適用范圍廣。較之專業危廢焚燒爐需要投加堿性物質,捕捉酸并固化重金屬,水泥窯天然的堿性環境有助于節約處置成本。水泥窯內燃燒溫度在1300℃以上,可控制焚燒時間在5s左右(大于2s),可由在線監控系統控制氧氣過剩量大于3%、尾氣CO量小于100ppm,有利于徹底分解危廢物質,避免燃燒不充分產生二次污染物,可徹底分解廢物中有害有機物。窯爐自動化水平高,操作難度低,可精確控制溫度、含氧量、燃料投加等,對各種廢物適應能力強,略作調整不會影響水泥熟料的正常性能和質量,也不會影響窯的正常運行。

      2、工藝優勢明顯:1)審批周期短;2)單體項目產能規模大;3)工程改造+爬坡周期短;4)窯體改造簡單,只需幾天時間即可完成;5)投資與運營成本低;6)適用性強:處置品類達總品類的80%,爐窯區域分布與危廢產區高度匹配;7)區域分布與危廢產區高度匹配。因此,水泥窯協同焚燒工藝,具備在全國范圍內推廣的硬件基礎,填補全國各地傳統危廢產能供需缺口。


       (……待續)

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