淺談危廢爐渣出廠前減量化處理技術的應用

丁玉靜

摘 要：本文以“上海某危廢焚燒處置企業”為例，簡要介紹了該企業現有爐渣減量化工藝、現狀及不足點。從工藝技術適用性角度出發，結合危廢爐渣的組分及形態特點進行研究。采用改進方案進行替代達到爐渣更好的減量的化目的。通過選擇滾筒式回轉窯干燥機干燥爐渣，降低機械故障率，減少維護費用。利用焚燒爐助燃熱風作為爐渣干燥熱源，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日國務院辦公廳發布《“無廢城市”建設試點工作方案》，各省市紛紛響應，上海、山東、山西等十幾個省市已提出不再受理填埋場項目，由于填埋場土地緊缺，使得危廢爐渣進入填埋場衛生填埋處理價格飆升。目前在危廢爐渣沒有更好的出路情況下，危廢焚燒處置企業須將其產生的爐渣減量化，來降低爐渣處置成本，從而維持企業正常運營成本不變。

一、工程概況

上海某企業，年焚燒處置危廢40000噸，年產生爐渣8000噸（含水率30%左右），現采用如下減量化工藝方法，除渣機排出的爐渣直接落到皮帶輸送機上，然后在皮帶輸送機輸送過程中，依次進行一級磁選、破碎、二級磁選。爐渣在皮帶上無法瀝水，含水率高，且大多數金屬被渣包裹，磁選效率低。爐渣減量小。危廢爐渣成分復雜，溫度高、濕度大，腐蝕性強，輸送皮帶破損嚴重，更換率高。爐渣中塊大、堅硬、柔韌的條狀物料經常使破碎機卡堵，機械故障率高。以上過程必須人工干預。爐渣經二級磁選后送入盤式蒸汽間接干燥機干燥，由于危廢爐渣中還含有較多金屬、堅硬物、條狀物，使干燥機運行過程中經常出現卡堵現象。在有大量人工干預的情況下，仍無法繼續運行下去，使得該企業干燥系統處于癱瘓狀態。實際機械故障在危廢爐渣進入干燥機前的刮板輸送過程中就已經出現。所以該企業已經停止使用這臺干燥設備，而是采用噸袋或鐵箱盛裝爐渣放置在庫房內一段時間，通過自然風干的方法，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，浪費土地資源。而且現在危廢爐渣貯存庫房要求密閉式，須定期換氣，經廢氣凈化系統凈化達標后方可排放。危廢爐渣風干時間長，效果不好，貯存成本高，極不經濟。因此需要結合危廢爐渣的特點及利用該企業危廢焚燒工藝系統的優勢，從適用性角度出發，選擇適合的工藝設備和節能的方法，將危廢爐渣更好的減量化。

二、危廢爐渣減量化處理系統介紹

本系統主要工藝設備：鏈板輸送機、一級自卸式磁選機、斗式輸送機、滾筒式回轉干燥窯、氣固分離裝置、引風機、破碎機、皮帶輸送機、二級自卸式磁選機、鐵箱等。

危廢爐渣由水封除渣機排出，落到不銹鋼鏈板輸送機上，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到瀝水的目的。危廢爐渣輸送過程中先經一級自卸式磁選除鐵，除掉的鐵通過自卸式磁選機自帶的刮板刮落到金屬渣箱內。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，待送去衛生填埋處理。經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上，由斗式輸送機送到滾筒式回轉干燥窯頂部料倉內。通過滾筒式回轉干燥窯前端的進料通道滑落到滾筒式回轉干燥窯內。

滾筒式回轉干燥窯內設有炒板和鏈條，危廢爐渣隨著滾筒式回轉干燥窯翻滾，前進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。滾筒式回轉干燥窯進料口和出料口大，不易堵料。干燥熱源利用焚燒線爐排爐的130℃一次供熱風，熱風逆流進入滾筒式回轉干燥窯，帶著危廢爐渣中的水汽經氣固分離裝置除塵后，由引風機送入焚燒爐內作為爐排爐助燃風使用。脫水后的危廢爐渣經破碎機破碎成為均勻小塊，鐵與渣分離，落到皮帶輸送機上，在皮帶輸送機輸送過程中經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），經干燥和除鐵后的危廢爐渣落入廢渣箱內，待送去衛生填埋處理。

三、工藝設備選擇的重要性

由于危廢爐渣組分、形態，十分復雜，爐渣干燥和輸送過程極易出現機械故障。爐渣干燥前溫度高、水分多、腐蝕性強，其輸送設備材料需要耐腐蝕。濕渣粒度較大，如果傳送設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、水分少，輸送設備選擇要考慮防止爐渣泄漏，影響環境衛生。故降低設備機械故障，可以提高爐渣減量化效率。工藝設備的選擇尤為重要。以下設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械故障率，降低設備維護成本、降低人工成本，從而實現危廢爐渣更好的減量化。

3.1鏈板輸送機

鏈板輸送機具有如下特點：

（1）鏈板輸送機的輸送面平坦光滑、摩擦力小，危廢爐渣可在輸送線上過渡平穩，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，危廢爐渣對其也不會造成嚴重腐蝕。

（3）輸送能力大，可承載較大的載荷，不易變形。

（4）鏈板輸送機可以直接用水沖洗或直接浸泡在水中，設備清潔方便。

（5）設備布局靈活，可以在一條輸送線上完成水平、傾斜和轉彎輸送。

（6）設備結構簡單，維護方便。

不銹鋼鏈板輸送機不但具有耐腐蝕，不易變形，維護方便，清潔簡單等優點;且鏈板間有許多均勻布置的小孔使得爐渣在運輸過程中就可以達到初步干燥的目的。設備布局也比較靈活，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

自卸式磁選機具有如下特點：

（1）設備自身重量較輕，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，無需人工干預。

（3） 結構簡單，方便維護，部件精簡，維護成本低。

自卸式磁選機自動化程度高，減輕工人勞動強度;

3.3斗式輸送機

斗式輸送機具有如下特點：

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

（2）輸送能耗低，與螺旋輸送機相比節電50%。

斗式輸送機可以滿足大小不同、形狀各異的危廢爐渣穩定輸送，節電且耐用，維修少，運維成本低。

3.4滾筒式回轉干燥窯

滾筒式回轉干燥窯具有如下特點：

（1）內部空間大，進料口和出料口尺寸大，不易卡堵。

（2）滾筒式回轉干燥窯傳熱快、危廢爐渣干燥的均勻性好。

（3）自動化程度高，運行穩定。

滾筒式回轉干燥窯干燥危廢爐渣，機械故障率低，產能大，工人勞動強度低。

3.5、帶式輸送機

帶式輸送機具有以下特點：

（1）皮帶無縫銜接，兩側帶有護欄。

（2）皮帶價格便宜，較少零件的維護、更換可在現場很快地完成。

（3）有利于與磁選機配合安裝。

選用帶式輸送機輸送干燥后的危廢爐渣，可以避免細小粒度的危廢爐渣泄漏，影響作業環境衛生。維護費用低。

四、工藝方法的亮點

（1）危廢爐渣利用鏈板輸送機上混勻分布的小孔，在其輸送的同時進行瀝水，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，減少了干燥負擔及避免斗式輸送機、破碎機故障。

（3）利用危廢焚燒系統爐排爐助燃用熱風，先經過滾筒回轉干燥窯對危廢爐渣進行烘干脫水后再送入爐排爐內參與燃燒，節省了干燥能耗。干燥的廢氣送入焚燒爐內，一并得到處理，危廢爐渣干燥無廢氣產生。大大降低了危廢爐渣的干燥成本和環保成本。

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

（5）危廢爐渣經破碎后，絕大部分金屬與其他物質分離，這時再進行磁選，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的適用性和先進性

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。危廢爐渣經滾筒式回轉干燥窯脫水、破碎、磁選后，大大減量。滾筒式回轉干燥窯進料口和出料口較大，內部不怕撞擊，大大降低機械故障率。將危廢焚燒系統爐排爐的130℃一次熱風先用于危廢爐渣干燥，換熱降溫到90℃再作為助燃風由引風機送入爐排爐，可大幅降低危廢爐渣干燥運行成本。危廢爐渣中的水分量少，僅占危廢焚燒煙氣總量的約1%，對焚燒爐內焚燒工況無影響。危廢爐渣經干燥脫水后，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，大大減少衛生填埋處置成本投入。

本危廢爐渣減量化系統采用的工藝方法，可以將危廢爐渣中的鐵總去除率約達到90%、水總去除率約達到80%，危廢爐渣減量效果明顯，可減量近50%。大大降低其衛生填埋處置成本。爐渣中的金屬得到大量回收，經濟效益好。從而緩解了由于危廢爐渣填埋價格飆升，使危廢焚燒處置企業運行成本增加的困境。

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行減量化，可以降低危廢焚燒處置企業的危廢爐渣衛生填埋的處置成本。暫時緩解由于填埋場用地緊張而導致的衛生填埋處置價格高的狀況。但對于 “無廢城市”是以創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念為引領，通過推動形成綠色發展方式和生活方式，持續推進固體廢物源頭減量和資源化利用，最大限度減少填埋量，將固體廢物環境影響降至最低的城市發展模式目標，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資源，形成整個行業的清潔生產、資源化利用，從而實現城市的循環經濟。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，將爐渣內的有機物、碳全部焚毀，水分全部析出，金屬進行回收，無機物無毒無害化，可直接用作建材。而高溫熔融工藝需要解決其運行成本高，且保證有機物料高效焚毀和金屬高效回收的穩定性，只有通過不斷的學習、研究、實踐，真正打破危廢爐渣出路的瓶頸。

參考文獻：

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