【干货分享】危废焚烧处理的设计难点与对策
11 February 2019
随着我国社会经济的发展，产生的危险废物也在不断的增加，若是管理不到位，很容易给人民群众的健康造成严重的威胁，所以，必须认识到危险废物处理的重要性，并采取相关措施做好危险废物的处理。本文就典型项目对危险废物的焚烧处理方式、工艺难点、危险废弃物焚烧处理中的设计及设计中存在的问题和处理方式进行了研究和阐述。
1 危险废物基本概念
危险废物是一种特殊的固体废物，它具有一定的腐蚀性、毒性、反应性、易燃性、放射性等特点。根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》，危险废物是被国家列入2016年8月1日施行的《危险废物名录》，或者经过国家相关部门测定符合危险废物相关标准的物质。危险废物存在的危害：
1）对大气环境的污染。
长时间堆放的危险废物中可能存在细微颗粒以及粉尘，会随着风向漂流，进入大气层，或者是飘向更远的地方。有毒有害废物在大气中，还有可能发生化学反应，造成二次污染物，危害人体健康。除此之外，堆积的废物中可能产生不同程度的恶臭和有毒气体造成大气污染。
2）对土壤环境的影响。
首先，危险废物的任意堆放会占用大量的土地、破坏植被、改变土壤性质片结构。另外，土壤是许多细菌、真菌等微生物寄居的场所，微生物片周围环境构成一个完整的生态系统。当对危险废物处置不善时，废物所含重金属离子和一些难降解有机污染物会渗入到土壤中，导致微生物生理活动受到影响其至死亡，最终破坏土壤的生态净化能力，并且土壤遭到污染，恢复代价极大且时间漫长。
3）对水体的影响。
危险废物的乱堆乱放后，其废物自身存在的有害物质会随着降水以及随风迁徙进入河流与湖泊，导致水生物无一存活，而且还会污染饮用水水源，危害人体健康。不合理的贮存和填理时，产生的渗滤液会渗透到土壤，进入地下水，造成地下水污染。
2 危废焚烧技术
焚烧是一种高温处理技术，危险废物经高温焚烧后可以减少体积，同时减少或去除有害物质，焚烧所产生的高温烟气，经余热锅炉换热产生高温蒸气，用来供热和发电，进行能量回收。危险废物焚烧的工艺流程和焚烧炉的结构形式主要和废物的种类、性质及燃烧特性相关。目前，用于焚烧的炉型主要有炉排焚烧炉、流化床焚烧炉、立式焚烧炉、回转窑。炉排焚烧炉主要应用于生活垃圾的焚烧。流化床焚烧炉主要应用于均质燃料的燃烧，立式焚烧炉主要应用于液体和气体的直接燃烧。回转窑主要应用于危险废物和医疗垃圾的焚烧，能够处理固体废物、液体废物、气体废物等各种形态的废物。本项目危险废物原料有废液、黏性废液以及固态废物，适合选用适应性广，技术成熟，运行稳定的回转窑+二燃室焚烧工艺对本项目的危险废弃物进行焚烧处理。危险废物焚烧处理工艺过程包括预处理及进料系统、焚烧系统、余热利用系统、烟气急冷系统、烟气净化系统及其他辅助系统。
3 危险废弃物处理设计中存在的问题及处理
3.1 预处理系统
由于危险废弃物中含有部分易燃物质，为防止危险废物破碎过程中可能产生火灾、爆炸等工况，破碎机系统配置注N2控氧系统，破碎机插板阀前后配置氧含量检测功能。一旦氧含量高于6%，系统自动关闭上下液压闸门，启动按钮系统完成注N2、氧量检测、排料等功能。同时为保证插板阀的可靠运行，破碎机系统进出口设置液压插板门，双重保护。
3.2 进料密封及处理
回转窑的窑头进料系统很容易引起回转窑窑头回火，因此有必要设计双液压翻板门来保证运行时的安全。进料时，两级液压门不能同时打开，上部进料斗料位到达设定值时，上部液压门自动打开，落料完毕后，上部液压门关闭，下部液压门打开，固废通过溜槽进入回转窑。入料溜槽和两个液压门之间的中间料斗采用软水冷却。整个进料过程在密封和冷却状态下运行，确保安全运行。
3.3 回转窑结焦问题及处理
在以往的项目运行中，经常会发生回转窑尾部结焦问题。这是由于回转窑的燃烧机安装在窑头，燃烧温度很高，当入料中含有低熔点盐类的废料时，灰渣很容易变成熔融态，这些灰渣接近窑尾时，燃烧温度较低，熔融的灰渣容易粘结在耐火材料上。本项目设计的回转窑长度为11m，也极易发生结焦问题。本次设计直接进行优化，将回转窑尾部插入二燃室，和二燃室共享一个出渣口，二燃室底部设置大开口出渣（3300X800mm），便于大颗粒渣块落渣。同时在二燃室底部设置多组分燃烧机，保证二燃室的燃烧温度高于1100℃，同时提升回转窑窑尾温度，从运行参数看，窑尾温度可达1000℃以上，保证熔融的渣直接落到底部的水封捞渣机内。废料进炉焚烧前，对入炉废物进行合适的配伍，除上文提及的热值配伍之外，还需对各种废料进行化验。对含有低熔点盐类的废料，必须进行掺合方可入炉。运行时，需要操作人员对回转窑二燃室的的焚烧温度，一次风和二次风的合理配比，确保回转窑和二燃室的稳定燃烧。同时，运行人员要经常巡检，一旦从窑尾观察镜观测到有结焦现象，要更换热值高、不含低熔点盐类的废物进行焚烧，提高窑尾温度，尽量慢慢将结焦融化。二燃室两边需设置可开启的观察孔。目前，该项目调试成功后，在保运的半年内未出现窑尾结焦事件。
3.4 锅炉积灰腐蚀问题及处理
余热锅炉积灰和受热面腐蚀室是危废焚烧中常见的问题，常见的余热锅炉布置方式有卧式余热锅炉和立式余热锅炉，卧式余热锅炉在危废燃烧中应用较少，主要就是卧式布置的余热锅炉容易积灰和腐蚀。本项目采用的是单锅筒自然循环立式水管锅炉。该锅炉由2个辐射直立烟道组成，四周是膜式壁，不设对流蒸发面和省煤气器，防止锅炉积灰。吹灰方式采用蒸汽吹灰，可以有效的去除积灰。设计时，进入过热器的烟气温度不超过650℃，保证过热器管壁温度低于450℃，避免过热器高温氯腐蚀。同时，在长期运行中，二燃室温度要控制在1200℃以下，避免超温运行导致过热器腐蚀，以及高温燃烧导致的氮氧化物超标问题。
3.5 两级湿法脱酸系统腐蚀问题
洗涤塔和吸附塔为了增大烟气与反应碱液的接触面积，延长烟气与碱液的反应时间，内部均设置了多面空心鲍尔环填料，其材质为聚丙烯，具有良好的耐酸性腐蚀性能以及耐碱性腐蚀性能。洗涤塔和吸附塔本体选用耐腐蚀的玻璃钢材质。本项目由于洗涤塔吸附塔设置在引风机之前，为保证洗涤塔和吸附塔的强度，选用碳钢内衬玻璃钢形式。洗涤塔上部急冷段采用规整陶瓷填料，急冷段使用特制的耐高温玻璃钢材质。所有的循环管路全部采用碳钢内衬FRP材质确保系统的稳定运行。
我国经济发展相对较平稳，危险废物产量也会相对稳定，在今后很长一段时间内处理处置主导方法仍以回收综合利用、填理和焚烧为主。但由于土地资源的不断减少，安全填理处置可能会呈现下降趋势。而对于焚烧处置，随着焚烧工艺和流程的不断更新，各种焚烧炉的改进，烟尘、尾气净化技术的推新，焚烧能量回收率不断提高，焚烧处置方法也越来越完善和现代化。相信不久的将来，焚烧处置方法在危险废物的处理处置方法中所占比例会不断增加。
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——《防护工程》2018年第31期