登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
危险废物是指列入《国家危险废物名录》或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性等一种以上危险特性的固体、液体或其他形态的废物。危险废物处置技术包括焚烧处置技术、非焚烧处置技术、安全填埋等。危险废物的热解-气化处置工艺指将危险废物先经过热解、再进行高温气化。高温气化熔融可有效防止二噁英的生成,同时可将重金属熔融于炉渣中,使二噁英类、重金属等二次污染物排放降至最低,接近零排放。熔融后的灰渣是一种优良的建筑材料,减轻了填埋处置场的负担。
Aspen Plus是一种大型通用流程模拟系统,它用严格的计算方法进行单元和全过程计算,不仅可用于化工过程模拟,而且可用于动力、煤炭利用和环境保护等许多工业领域。本文利用Aspen Plus软件对由废活性炭、焦油渣、中药渣、皮革组成的混合物料进行了热解-气化/燃烧的模拟研究。
1 危险废物的处置工艺流程
将危险废物废活性炭、焦油渣与固体废弃物中药渣、皮革通过配合组成混合危险废物物料(简称混合物料),采用热解-气化技术进行资源化综合利用,其处置工艺流程如图1所示。
图1 危险废物热解-气化/燃烧处置工艺流程
混合物料先经过干燥热解处理,热解后的半焦和热解气分别进入高温气化炉进行气化或燃烧。通过调节氧气比例,实现气化或燃烧工艺模拟,高温气化炉采用液态排渣。气化/燃烧产生的合成气(烟气)到下游工段继续处理。
2 模型的建立
2.1 模拟模型
采用Aspen Plus软件进行混合物料的热解-气化工艺模拟,模拟模型如图2所示,其中实线代表物料线路,虚线代表热量线路。模拟中Aspen Plus操作单元模块说明见表1,物料及热量符号说明见表2。在25℃和0.4 MPa下,混合物料FQW(非常规组分NC)经过干燥模块DRYING(RYield反应器)后,通过分离模块SEP-1(Sep2类型)除去混合物料中的水分。接着进入热解模块RPYROLYS(RYield反应器),再通过分离模块SEP-2(Sep2类型)得到热解气体(PYRO-GAS)和半焦(CHAR)。热解气体和干燥模块产生的水分都作为热解气送入气化反应模块GASI(RGibbs反应器)。半焦被送入半焦转化模块CHAR-DEC(RStoic反应器),该模块将非常规固体物质半焦按照元素质量平衡分解为常规的组分(C、H2、O2、N2、S),再送入气化反应模块。
图2 混合物料的热解-气化Aspen Plus模拟模型
DRYING—干燥模块SEP-1/2/3/4—气固分离模块RPYROLYS—热解模块MIX1/2/3—混合模块CHAR-DEC—半焦转化模块GASI—气化反应模块SLB—换热器模块
表1 Aspen Plus模型中模块应用说明
表2 Aspen Plus模型中物料及热量符号说明
选用纯氧为气化剂送入气化反应模块中进行气化反应。采用换热器模块SLB(Heater类型)模拟气化反应放出的热量与水冷壁之间的换热。气化产物经过混合模块MIX3(Mixer类型)与水进行急冷处理,最后通过气固分离模块SEP-4(Sep2类型)分离急冷后的合成气和灰渣。
2.2 组分和物性方法定义
系统模型建立过程中使用的常规组分有C、S、O2、CO、H2、CO2、H2O、CH4等,在Aspen Plus中定义为Conventional,而原料混合物料、半焦和产品灰则为非常规固体,定义为Nonconventional。该混合物料的热解-气化模拟与煤的气化模拟类似,采用RK-SOAVE方程比较合适;对于水和水蒸气则采用STEAMNBS方程更为适宜。因此,除了SLB模块选用STEAMNBS方程,其余物性方法选用RK-SOAVE方程。
2.3 模型参数设置
为便于模拟计算,对热解模块RPYROLYS、半焦转化模块CHAR-DEC和气化反应模块GASI的模型参数进行了设定:(1)模块RPYROLYS各组分的产率通过实验得到[4],计算时模块RPYROLYS需要设定半焦的工业分析、元素分析及硫分析数据。(2)模块CHAR-DEC的作用是将非常规固体物质半焦按照元素质量平衡分解为常规的组分C、H2、O2、N2、S,需要通过Fortran语言或Excel编写的Calculator模块实现。(3)模块GASI设置压力和温度参数,并且设置热量损失。
3 模拟结果
采用某项目实际使用的混合物料为原料,以1 850 kg/h、25℃、0.4 MPa条件进入模拟系统。原料的工业分析和元素分析数据见表3。表3中的数据作为Aspen Plus软件模拟的初始数据。
表3 混合物料的工业分析和元素分析
其他总体模拟条件为:热解压力0.4 MPa,温度550℃;气化压力0.38 MPa,温度1 500℃;气化炉热损失200 k W;水冷壁给水温度105℃,压力1.6 MPa。
3.1 典型气化工况
原料混合物料经过热解、气化后,可以得到合成气和灰渣。以有效气(CO+H2)含量作为衡量标准进行合成气品质的评估。
模拟条件:氧气流量740 m3/h。
模拟结果:热解炉热量Q1=-1 137 k W(需要加热);气化炉与水冷壁换热量Q2=152 k W (折合蒸汽产量215 kg/h);合成气产量3 057 m3/h(急冷前GAS-0气相组分)。
急冷前后合成气主要成分见表4。
表4 急冷前后合成气主要成分(体积分数)
由表4可知,炉内急冷后的湿合成气有效气CO+H2体积分数达到了70%左右。急冷后合成气的含水量主要跟急冷后的温度有关,急冷温度越低,含水量越高。炉内急冷前的合成气有效气CO+H2体积分数超过了90%,基本上达到了煤气化的水平。因此,该混合物料气化产生的合成气有很高的经济价值,该工艺可以实现危险废弃物减量化、无害化、资源化处理,从而变废为宝。
3.2 燃烧工况
通过调整氧气比例,热解后的混合物料经过气化炉时可实现燃烧工艺模拟。
模拟条件:氧气流量2 340 m3/h。
模拟结果:热解炉热量Q1=-1 137 k W,与气化工况相同;气化炉与水冷壁换热量Q2=8 573 k W (折合蒸汽产量12 200 kg/h)。
烟气(炉内水急冷前)主要成分见表5。
表5 烟气(炉内水急冷前)主要成分(体积分数)%
为了保证充分燃烧,高温燃烧工艺设计氧气过量5%左右,与气化工艺相比,耗氧量大幅增加,优点是可以产生较多的蒸汽。
3.3 氧气量的影响
气化反应和燃烧反应的区别主要是所供氧气量不同,气化为供氧不足时的不充分燃烧。
3.3.1 氧气量对产品气的影响
氧气量对产品气(急冷前)中CO、H2及CO+H2含量的影响如图3所示。
图3 氧气量对产品气的影响
从图3可以看出,随着氧气流量的增加,产品气中CO、H2及CO+H2含量均逐渐下降,气化反应慢慢变成了充分燃烧反应。随着氧气流量从740 m3/h增加到2 340 m3/h,CO+H2体积分数从约92%减小到接近零。这是由于随着氧气流量的增加,部分CO、H2与氧气反应生成了CO2和H2O,此反应过程为放热反应,因此随着氧气流量的增加,会引起高温气化炉的水冷壁蒸汽产量增加。在满足气化温度的条件下,适当减小氧气流量,可以提高气化反应产品气的CO+H2含量。
3.3.2 氧气量对水冷壁换热量的影响
氧气量对气化炉水冷壁换热量Q2的影响见图4。
图4 氧气量对水冷壁换热量Q2的影响
从图4可以看出,气化炉水冷壁换热量Q2随着氧气流量的增加而增大。随着氧气流量从740 m3/h增加到2 340 m3/h,Q2从152 k W增加到8 573 k W。在满足气化温度的条件下,减小氧气流量,减小水冷壁换热量Q2(极限情况下Q2=0),可以提高气化反应产品气的CO+H2含量。
3.4 经济分析
混合物料的气化工艺和燃烧工艺的主要物料消耗是氧气,产出是蒸汽和合成气。气化工艺和燃烧工艺的经济分析比较如表6所示。
注:不考虑燃烧产生的高温烟气和气化产生的高温合成气的热经济价值。其他投入产出品价格按照氧气0.5元/m3、蒸汽180元/t、合成气1.2元/m3计算。
表6 气化工艺和燃烧工艺的经济分析比较
从表6可以看出,该混合物料的处理采用气化工艺比燃烧工艺更具优势,不仅节省耗氧量,同时可以产出高质量的合成气。气化工艺收益约是燃烧工艺的3倍,比燃烧工艺有更好的经济效益。
4 结论
4.1采用气化工艺处理混合物料,不仅节省耗氧量,而且可以产出高质量的合成气。在满足气化温度的条件下,减小氧气流量,减小水冷壁换热量Q2(极限情况下Q2=0),可以提高气化反应产品气的CO+H2含量。
4.2气化工艺收益约是燃烧工艺的3倍,比燃烧工艺有更好的经济效益。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星固废网获悉,龙岩市生态环境局发布《龙岩市危险废物收集改革试点工作方案(试行)》,通过推进小微企业危险废物集中收集试点工作,进一步解决危险废物产生点多、面广、量小、收集转运难等实际问题,建立完善小微企业危险废物集中收集和统一转运处置制度体系,打通小微企业危险废物收集“最后一公
北极星固废网获悉,近日,江西省生态环境厅发布了《江西省2024年度危险废物利用处置能力建设引导性公告》,详情如下:为深入贯彻落实《国务院办公厅关于印发强化危险废物监管和利用处置能力改革实施方案的通知》(国办函〔2021〕47号)和《江西省人民政府办公厅关于印发江西省强化危险废物监管和利用处置
近日,河北省发布关于征集农药包装废弃物资源化利用单位的公告,基本条件为农药包装废弃物资源化利用,应满足“风险可控、定点定向、全程追溯”的法定要求,符合安全生产、环境保护等法律、行政法规对资源化利用的规定,有固定的资源化利用厂址、布局合理的厂房;有符合工艺要求的设备、设施和管理、技
近日,辽宁本溪市生态环境局发布关于印发《本溪市危险废物全过程可追溯信息化监管升级改造工作实施方案》的通知。内容提到,本溪市危险废物重点监管单位应按照本方案要求,合理、有效配置相关智能化管理设备,并按要求与固废平台实现数据联网共享。重点监管单位名单中年产1000吨以上危险废物产废单位及
项目概况:安徽省宿松县涉案固体废物应急处理项目的潜在供应商应在安庆市公共资源电子交易平台(http://220.179.5.14:90/TPBidder/memberLogin)获取采购文件,并于2024年4月15日9点00分(北京时间)前提交响应文件。一、项目基本情况项目编号:H7FSCG24D03C0021FS34080120240163号项目名称:宿松县涉
日前,湖南省司法厅发布《关于全省行政执法案例评选结果的通报》,湖南两起生态环境执法案例获评全省行政执法优秀案例,分别是郴州市生态环境局办理的李某非法处置危险废物污染环境行政处罚案、邵阳市生态环境局办理的某废品回收站违反排污许可管理制度免于处罚案。◆郴州市李某非法处置危险废物污染环
根据《中央生态环境保护督察反馈意见贺州市整改工作领导小组办公室关于印发〈中央生态环境保护督察反馈意见贺州市整改验收销号备案工作规程〉(贺环督办函〔2022〕6号)》有关要求,现对第二轮中央生态环境保护督察反馈意见(问题八)整改完成情况予以公示。公示期自2024年4月9日至2024年4月17日。欢迎
北极星固废网获悉,4月8日,天津市生态环境局发布关于关于加强2024年固体废物与化学品环境监管工作的通知,详情如下:市生态环境局关于加强我市2024年固体废物与化学品环境监管工作的通知各区生态环境局:为进一步做好我市固体废物与化学品环境监管工作,提升固体废物与化学品污染防治监管能力,现将我
项目概况:浙江省云和县生活垃圾飞灰处置项目(第三次)招标项目的潜在投标人应在政采云平台线上获取获取(下载)招标文件,并于2024年04月22日09:00(北京时间)前递交(上传)投标文件。一、项目基本情况项目编号:浙志正采2024013号(第三次)项目名称:云和县生活垃圾飞灰处置项目(第三次)预算金
上海市生态环境局发布关于进一步加强本市危险废物规范化环境管理有关工作的通知,持续深化危险废物规范化环境管理评估工作,深入推进危险废物自行利用处置设施专项整治,运用信息化手段提升危险废物规范化环境管理水平,强化危险废物规范化环境管理评估结果应用。上海市生态环境局关于进一步加强本市危
北极星固废网获悉,汝州市人民政府发布河南坤厚物源科技有限公司年综合利用17万吨废旧资源项目和年收集3万吨危险废物项目环境影响报告受理公示,项目总投资1.4亿元,年利用含油废物4万吨,年利用废矿物油5万吨,年处置废乳化液1万吨,年利用废电池隔膜7万吨,年收集危险废物3万吨。工程建设内容主要包
1月8日,由云南水务投资建设的亚洲最大垃圾热解气化发电项目在当地供电部门监督见证下,成功实现并网发电,这是印尼首座建成并成功发电的垃圾发电项目,也是全亚洲最大垃圾热解气化发电项目。印度尼西亚东爪哇省省会泗水市,是该国的第二大海港、第二大城市。云南水务泗水项目整体建成后,可解决175万
关于希诺:北京北方希诺科技有限公司联合清华大学、中国技术交易所、中国农机研究院,由北京北方机器厂组成专项课题组,在石磊教授带领下,历经两代科研人30余年不懈努力,自主研发出自供能热解气化生活垃圾处理成套设备。希诺自供能热解气化工艺的同仓连续四级热解气化技术(领先世界),可实现从垃圾
农村生活垃圾究竟如何处理目前还没有形成共识,特别对于西部地区,人口密度低,经济能力弱,农村生活垃圾收运处理面临更大挑战。首先看某经济发达省的提法,“优先利用城镇处理设施处理农村生活垃圾,自行处置的应选择符合农村实际和环保要求、成熟可靠的终端处理工艺,推行卫生化的填埋、焚烧、堆肥或
北极星固废网获悉,鄂尔多斯市年产20万吨煤矸石粉煤灰固废资源化综合利用示范项目在准格尔产业园开工建设。据了解,该项目由内蒙古汇能硅铝新材料科技有限公司负责投资运营,项目总投资10.37亿元,建设规模为年产7万吨铸造铝硅及脱氧剂生产线。项目投产后,将依托准格尔煤田产出的大量高铝煤矸石、高铝
3月27日,贵州省工业和信息化厅中国人民银行贵州省分行关于深入推进绿色金融、转型金融推动工业绿色低碳发展的通知,通知指出,围绕工业资源综合利用基地建设,支持磷石膏、锰渣、赤泥、煤矸石等大宗固体废物减量化排放、无害化处置、资源化利用。支持循环生产方式,提升再生资源回收利用能力,延伸再生资
北极星垃圾发电网获悉,蓬江区生活垃圾资源化处置提质改造项目炉渣综合利用项目中标候选人公示,广东中翔环保建材有限公司预中标,投标报价为80元/吨。蓬江区生活垃圾资源化处置提质改造项目炉渣综合利用项目总投资7662.92万元,拟建设规模为日处理1000吨/日炉渣资源化综合利用生产线+配套厂房+砖厂车
北极星固废网获悉,中项网发布2月第四周最新固体废弃物项目汇总,涉及飞灰填埋项目、金属废物资源化综合利用项目等,详情如下:1、广西公司飞灰填埋专区项目(一期)预算投资总额:2000万元进展阶段:初步设计项目所在地:广西壮族自治区钦州市项目详情:建设飞灰专区,飞灰专区总占地面积为24090m,飞
北极星固废网获悉,重庆市荣昌区厨余垃圾综合利用中心特许经营项目中标公示,四川健骑士生物科技有限公司以78.8元/吨的报价中标该项目。重庆市荣昌区厨余垃圾综合利用中心特许经营项目总投资11380.78万元,厨余垃圾处理设计规模为100t/d,废弃食用油脂处理设计规模为10t/d,特许经营30年。厨余垃圾综合
1月19日,中国再生资源开发集团有限公司旗下中再生投资控股有限公司(简称“中再控股公司”)受邀出席沃尔沃汽车在三亚举行的以“新生态共创新赢未来”为主题的2024沃尔沃汽车亚太区供应商大会,并获“可持续奖”。一、标准化管理夯实可持续发展基石中再控股公司标准化管理体系搭建了“运营、教练、督
12月4日,惠城环保集团旗下子公司广东东粤化学科技有限公司(以下简称“东粤化学”)收到了揭阳市生态环境局出具的揭市环审〔2023〕27号《揭阳市生态局关于广东东粤化学科技有限公司20万吨/年混合废塑料资源化综合利用示范性项目环境影响报告书的批复》,该批复同意东粤化学在广东省揭阳大南海石化工业
北极星固废网获悉,浙江省住建厅发布关于浙江省建筑垃圾综合利用产品推广应用的实施意见,积极构筑建筑垃圾资源化利用产业体系,不断提高建筑垃圾资源化处理水平,促进经济社会可持续发展,助力打造优质人居环境,彰显共同富裕生态之美。全文如下:各设区市、县(市、区)人民政府,省级有关部门:为切
11月23日,柳州市废旧锂电池资源化综合利用项目正式开工。该项目位于柳州市柳江区,工程造价3.59亿元,总建筑面积67461.62㎡,主要施工内容为结晶车间、萃取车间、浸出车间、预处理及梯次利用车间、热解分选车间、丙类暂存库、综合楼、食堂及倒班宿舍楼、初级雨水及事故水池等。
北极星固废网获悉,遵义市发展改革委发布关于习水县餐厨剩余物资源化综合利用项目核准内容变更的批复,项目估算总投资为3800万元,日处理餐厨垃圾50吨,年处理餐厨垃圾18250吨。贵州中地油科技有限公司:报来《关于申请变更习水县餐厨剩余物资源化综合利用项目核准批复的请示》(贵中地呈〔2023〕12号
近期,江苏尚鼎新能源科技有限公司锂电池资源化综合利用项目举行开工仪式。该项目总投资2.5亿元,业务贯穿动力电池储能、租赁、共享、回收、梯次利用等全产业链,项目竣工达产后,将形成年10万组废旧锂离子电池梯次利用能力、1万吨报废锂离子电池的处置能力,预计可实现年销售4亿元,税收2500万元。江
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!