固廢焚燒技術(shù)
固廢焚燒爐工藝流程廣泛適用于化工、制藥、電子、印染、汽車、機械等行業(yè)工業(yè)廢棄物、危險固廢處理，也可用于醫(yī)用固廢的焚燒處理:可同時處理固態(tài)、液態(tài)、半固態(tài)等多種相態(tài)的廢棄物。例如:污泥、高濃度農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系廢液、油墨、化工廢渣的焚燒、健康垃圾等等。
固廢焚燒爐工藝流程主要設(shè)備由熱解氣化焚燒爐、回轉(zhuǎn)窯、污 泥干燥機、尾氣處理系統(tǒng)、除塵和在線監(jiān)測系統(tǒng)組成，能對油漆渣、油抹布、廢礦物油、重金屬污泥、有機濃縮廢液及其它采用常規(guī)方法難以處理的工業(yè)危險廢物進行焚燒處理，焚燒爐溫度可達攝氏1100度以上，使危險廢物徹底無害化。熱解氣化焚燒系統(tǒng)是目前世界上最先進的危廢處理技術(shù)之一，回轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)利用熱解氣化焚燒系統(tǒng)中的高溫?zé)煔庵?，對熱值較低的危險廢物進行焚燒處理。污泥干燥系統(tǒng)主要利用熱解氣化焚燒系統(tǒng)的高溫?zé)煔庥酂釋ξ勰噙M行烘干處理，實現(xiàn)最大限度的減量化。煙氣處理系統(tǒng)采用半干法脫酸＋活性炭、消石灰噴射＋布袋除塵工藝，有效去除焚燒煙氣中各種污染物。
固廢焚燒爐工藝流程工作原理：固體物料由推進式送料機送入固廢焚燒回轉(zhuǎn)窯窯內(nèi)，助燃空氣由尾部進入轉(zhuǎn)窯，輔助燃料由裝在尾部的燃燒器噴入爐內(nèi)助燃，爐膛溫度控制在800-900℃ ;高溫下有毒物體分解:焚燒后的灰渣由尾罩下端排出，為防止漏風(fēng)和出灰時產(chǎn)生飛灰，采用半濕式法，灰經(jīng)出灰機排出，固化填埋;焚燒產(chǎn)生的煙氣由頭罩排出引入二燃室。二燃室是對回轉(zhuǎn)窯焚燒產(chǎn)生的煙氣中未燃燼的有害物質(zhì)做進一步銷毀，同時對廢液進行焚燒。兩臺設(shè)備均采用列管式逆流型換熱器?？諝忸A(yù)熱器及熱水換熱器一同放入換熱系統(tǒng)中，煙氣經(jīng)過系統(tǒng)時，又有一部分粉塵落入換熱系統(tǒng)底部。隨后煙氣進入高效多管旋風(fēng)除塵器，經(jīng)旋風(fēng)分離，大于3微米的灰塵落在集塵箱內(nèi)，經(jīng)卸灰器排出，進一步降低煙塵濃度。接著含有較細粒徑粉塵的酸性煙氣進入噴淋塔。噴淋液體由上向下為連續(xù)相，煙氣由下而上為分散相，氣液相互接觸進行傳質(zhì)，中和酸性物質(zhì);除去煙氣中殘余的細煙塵;降溫至≤60℃;粉塵及酸性氣態(tài)污染物被液體沖洗、中和后排入污水池;降溫除塵后的煙氣進入下一級設(shè)備。為防止煙羽的形成，為進一步除去煙氣中的酸性液態(tài)污染物，煙氣在排放前經(jīng)汽水分離塔，含水汽的煙氣同填料不斷碰撞行成水流，從汽水分離塔底部排入污水池。煙氣經(jīng)引風(fēng)機、煙筒達標(biāo)排放。
固廢焚燒爐工藝流程分為以下工段：
⑴進料工段簡述：通過配伍、輸送等步驟，使待處置廢物合理搭配適合焚燒處置要求，有利于廢物在后續(xù)焚燒過程中完全分解。
⑵焚燒處置工段簡述：通過回轉(zhuǎn)窯一次燃燒、二次燃燒等步驟，使危險廢物能夠在800—1300℃下完全焚毀，保證工藝控制中限定的99.999%的焚毀率。
⑶煙氣冷卻工段簡述：通過余熱回收、急速冷卻等步驟，使二燃室排出的煙氣溫度降至200℃以下；余熱回收主要是將煙氣溫度降至600℃，不得低于600℃，在降溫過程中回收熱源提供給廠區(qū)其他設(shè)施，保證熱資源的再利用；急冷降溫使煙氣溫度在一秒鐘內(nèi)由600℃降至200℃，最大限度減少二惡英的再合成。
⑷：尾氣洗滌工段簡述：通過干、濕法兩步脫酸確保酸性污染物去除效率；采用世界領(lǐng)先的膜分離技術(shù)與活性炭吸附技術(shù)有機結(jié)合，確保煙塵、二惡英、重金屬等污染物去除效率。
⑸尾氣檢測排 工段簡述：在線監(jiān)測系統(tǒng)全程實時監(jiān)控污染物排放情況，尾氣排放達到GB18484-2001《危險廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》。 物化車間 通過物理、化學(xué)、生化等處置手段實現(xiàn)危險廢物的無害化。其中包括預(yù)處理中和、還原、生物降解、重金屬穩(wěn)定化、液液分離、固液分離等處置單元，最終處置后的廢水達到GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級排放標(biāo)準(zhǔn)。
固廢焚燒爐工藝流程焚燒裝置是把有害的廢渣、廢液、廢氣通過焚燒將其變?yōu)闊o害的物質(zhì)，排入大氣，使三廢排放達到的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，不產(chǎn)生二次污染，并盡可能把焚燒過程中產(chǎn)生的熱量回收。裝置和工藝流程的設(shè)計力求合理可靠，防止有害物質(zhì)傷害人身。裝置的工藝設(shè)備在設(shè)計和制造都要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在設(shè)計和制造質(zhì)量上都要達到國內(nèi)水平。
固廢焚燒爐工藝流程具體如下：
1、體積較大的廢物經(jīng)過破碎后與不需破碎的廢物由抓斗混合后送至廢物給料斗，經(jīng)計量后從料斗經(jīng)溜槽由推料機構(gòu)送入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)。液態(tài)危險廢物根據(jù)熱值的不同并經(jīng)過過濾后分別噴入回轉(zhuǎn)窯和二燃室內(nèi)焚燒。固態(tài)廢物和液態(tài)廢物根據(jù)化驗分析的成分和分析由技術(shù)部門制定配料單，進料量根據(jù)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)溫度等工況條件由控制室內(nèi)的計算機進行調(diào)節(jié)和控制。整個焚燒系統(tǒng)配備了自動控制和監(jiān)測系統(tǒng)，在線顯示運行工況和尾氣排放監(jiān)測，并能自動反饋，對有關(guān)的主要工藝參數(shù)進行自動調(diào)節(jié)。焚燒系統(tǒng)還設(shè)有可靠的配風(fēng)裝置以保證回轉(zhuǎn)窯、二燃室處于負壓運行狀態(tài)。
2、危險廢物在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進行高溫分解及燃燒反應(yīng)，廢物大幅減量，部分未燃盡的殘渣從回轉(zhuǎn)窯排出后直接掉落在二燃室下部的爐排上再次燃燒，燃盡后由出渣系統(tǒng)連續(xù)排出，回轉(zhuǎn)窯焚燒產(chǎn)生的煙氣進入二燃室內(nèi)進一步燃燒，二燃室的出口煙氣溫度保證維持在1100℃以上，煙氣停留時間超過2 秒，使煙氣中的有機物和二惡英徹底分解，達到無害化的目的。
3、二燃室產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M入余熱鍋爐回收部分能量產(chǎn)生蒸汽。煙氣經(jīng)余熱鍋爐后溫度降為500℃-600℃之間。再經(jīng)過煙氣急冷中和塔將溫度降低到200℃ -180℃之間，避免二惡英等有毒氣體的再合成。經(jīng)急冷后的煙氣進入干式反應(yīng)裝置， 在干式反應(yīng)裝置中噴入活性炭及Ca（ OH）2 對煙氣進一步脫酸，并對重金屬及可能再生產(chǎn)的二惡英等物質(zhì)進行吸附，再進入布袋除塵器進行除塵。然后煙氣進入SCR脫氮裝置脫除氮氧化物。煙氣凈化的最后一道工序是濕式脫酸，在濕式脫酸塔中噴入堿液脫除SO2、HCl、HF 等酸性氣體，達到嚴(yán)格的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)。最后經(jīng)過凈化的煙氣被加熱以消去白煙后通過引風(fēng)機的作用送入煙囪排入大氣中。
固廢焚燒爐工藝流程焚燒系統(tǒng)流程及特點： A、危險廢物均由回轉(zhuǎn)窯前端進入回轉(zhuǎn)窯，固體廢物進料口、液態(tài)廢物及混合料進料口噴槍均布置在回轉(zhuǎn)窯窯頭部位； B、回轉(zhuǎn)窯前端設(shè)有燃燒器和一次風(fēng)，危險廢物隨著回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)動不斷翻滾，與一次風(fēng)混合，迅速被干燥并著火燃燒。同時在欠氧條件下分解出可燃氣體， 焚燒產(chǎn)生的煙氣進入二燃室； C、回轉(zhuǎn)窯中未燃燼的危險廢物，從回轉(zhuǎn)窯尾部落至設(shè)于二燃室下部的專用爐排上繼續(xù)燃燒直至燃燼，爐排的運行時間為可控，（根據(jù)排渣情況調(diào)整廢物在爐排上的時間）。產(chǎn)生的煙氣進入二燃室，燃燼的爐渣落至水封式出渣機，爐渣經(jīng)水冷卻后，由爐渣運輸車外運； D、二燃室中設(shè)有兩臺噴油燃燒器、兩個高熱值噴槍和一組專門設(shè)計的二次風(fēng)噴口，來自回轉(zhuǎn)窯中未充分燃燒的氣體進入二燃室繼續(xù)燃燒，二燃室布置了高速二次風(fēng)，它能有力地混攪煙氣，并且在＞1100-1200 ℃的情況下，停留＞ 2 秒的行程時間，滿足有害物質(zhì)的充分燃燒和分界； E、二燃室燃燒產(chǎn)生的煙氣進入余熱鍋爐。本方案采用帶尾部爐排的回轉(zhuǎn)窯＋二燃室組合式焚燒爐。 固廢焚燒爐工藝流程組合式焚燒爐具有下列適合危險廢物焚燒的特點： A、回轉(zhuǎn)窯+二燃室結(jié)構(gòu)是目前各國用于各種廢物焚燒處置的最常用設(shè)備，有大量的使用業(yè)績和較悠久的歷史。 B、對危險廢物的品種和熱值均具有較好的適應(yīng)性； C、整個焚燒過程，在密閉的條件下進行，正常工作下為負壓運行，無任何外泄情況發(fā)生，有效防止有害物質(zhì)和惡臭對周圍操作環(huán)境的污染； D、在回轉(zhuǎn)窯和二燃室內(nèi)均布置燃燒器和助燃空氣，確保危險廢物在所要求的溫度下進行燃燒；可以確保煙氣在要求溫度（≥ 1100℃） 以上具有不小于2 秒的停留時間，使有毒有害氣體徹底分解； E、為了滿足渣熱灼減率＜ 5%的規(guī)定，在回轉(zhuǎn)窯后續(xù)設(shè)一只專有技術(shù)的小爐排，未燃盡的物料可在爐排上繼續(xù)焚燒一段時間。爐排是可調(diào)的，可以按實際情況加速或減速。 固廢焚燒爐工藝流程應(yīng)用于危險廢物燃燒處置的機理分析： 從燃燒的角度講，當(dāng)危險廢物中含有碳、氫、氧三種成分時，就可對危險廢物進行焚燒處置。危險廢物中的各種成分全部是依照一定的化學(xué)當(dāng)量進行反應(yīng)的，而且同氣態(tài)以及液態(tài)的危險廢物的焚燒處置相比，固態(tài)的危險廢物在進行焚燒時要更加復(fù)雜些。首先對危險廢物中的水以及溶劑進行缺氧蒸發(fā)、氣化，這部分蒸發(fā)、氣化出的溶劑在遇到少量的空氣后就會燃燒，形成焚燒煙氣;繼續(xù)對危險廢物進行廢物熱解、干餾，通過熱解、燃燒，干餾出的一氧化碳以及碳氫化合物在遇到充足的空氣后就會高溫燃燒，形成高溫?zé)煔狻Ｅc此同時，危險廢物經(jīng)過熱解、干餾后的廢渣繼續(xù)在爐中燃燒，形成焚燒殘渣。以上過程是借助焚燒技術(shù)對危險廢物進行焚燒處置的機理。在這個過程中，高溫焚燒能夠?qū)⒂卸居泻ξ镔|(zhì)進行裂解，廢渣的充分燃燒能夠?qū)⒖扇嘉餆?，而且燃燒之后高溫?zé)煔猱a(chǎn)生的主要是水蒸氣、二氧化碳、氮氣、二氧化硫等，廢渣燃燒產(chǎn)生的主要是碳酸鹽、金屬氧化物、硫酸鹽、氫氧化物、硅酸鹽等。固廢焚燒爐工藝流程應(yīng)用于危險廢物燃燒處置的工藝設(shè)計分析： 眾所周知，垃圾焚燒技術(shù)主要包括三大類，一類是層狀燃燒技術(shù)，一類是流化床燃燒技術(shù)，還有一類是旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù)也即回轉(zhuǎn)窯式燃燒技術(shù)，其中最后一類主要用于處理危險廢物。但是，僅用一種焚燒技術(shù)并不能確保有機物焚燒去除率以及殘渣的燃燒率、熱灼減率等達到國家標(biāo)準(zhǔn)，因此，使用組合式的焚燒爐(由爐排爐、二燃室以及回轉(zhuǎn)窯三部分組成)進行危險廢物的焚燒處理可以有效彌補僅用回轉(zhuǎn)窯時的不足。這種焚燒爐在保留了回轉(zhuǎn)窯運行穩(wěn)定可靠以及適應(yīng)能力強的基礎(chǔ)上，分別借助爐排爐以及二燃室對廢渣和煙氣進行持續(xù)、高溫的焚燒，有效較少了廢氣的排放。 組合式的焚燒爐工藝設(shè)計流程為：首先，危險廢物在回轉(zhuǎn)窯的頭部進行氣化，在其中部進行熱解燃燒，在其尾部進行裂解，多次循環(huán)后使危險廢物以廢渣以及可燃氣體的形式出現(xiàn);其次，將回轉(zhuǎn)窯中出來的廢渣繼續(xù)在爐排上持續(xù)高溫的燃燒，使其盡量燃盡。與此同時，將回轉(zhuǎn)窯中出來的可燃氣體在二燃室內(nèi)進行完全的燃燒，使原有的有機物快速分解為無機物。在進行以上操作時，需要注意的幾點是，首先，應(yīng)該在回轉(zhuǎn)窯中加入少量的空氣，確保有機物的分解以及溫度的平衡，盡量避免回轉(zhuǎn)窯內(nèi)“結(jié)焦”，其次，為確保焚燒廢渣的充分，在爐排中加入適當(dāng)?shù)臓t排風(fēng);再次，在二燃室中進行可燃氣體的處理時，應(yīng)該通入足量空氣，確保可燃氣體的充分燃燒，使原有的有機物全部轉(zhuǎn)化為無機物;最后，在對危險廢物進行焚燒處理的整個過程中都應(yīng)該確保焚燒爐內(nèi)的氣壓處于微負壓狀態(tài)。在應(yīng)用焚燒技術(shù)對危險廢物進行焚燒處理時還應(yīng)該進行選型以及熱力的計算，這些主要包括理論上的煙氣量以及空氣量，除此之外還應(yīng)該計算二燃室以及回轉(zhuǎn)窯的有效容積以及廢物在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的停留時間，這些都是焚燒技術(shù)的關(guān)鍵參數(shù)。 固廢焚燒爐工藝流程在危險廢物焚燒處置中的應(yīng)用： 在對危險廢物進行焚燒處置時，首先應(yīng)該對危險廢物的熱力進行相應(yīng)的計算，下面以某地區(qū)危險廢物集中處理中心項目為例進行分析： 如假設(shè)危險廢物的熱值為1500kcal/kg，焚燒技術(shù)所能處理的能力為12t/d，在空氣系數(shù)為1.8的條件下，氧氣的含量約為8.1%(干氣)。其次是對設(shè)備進行選型計算，現(xiàn)以文中所用設(shè)備為例進行講解：一是進行爐排的選型計算，假設(shè)其寬與長分別為1.2m和1.6m，推行桿的行程為80mm，運動周期為8min，那么其有效面積約為2.1平方米，則廢渣停留的時間為2.6小時，廢渣移動的時間為每分鐘8毫米。二是進行二燃室的選型計算，假設(shè)二燃室的熱負荷為1×105kcal/m3?h，高徑比值為4，那么二燃室的有效容積就為30m3，有效高為8.5m，有效內(nèi)徑為2.2m，煙氣的停留時間為4s，流速為每秒2.5m。三是回轉(zhuǎn)窯的選型計算，如果回轉(zhuǎn)窯的容積熱負荷為1×105kcal/m3?h，轉(zhuǎn)速為每分鐘0.4轉(zhuǎn)，窯體的傾斜角為2度，長徑比為4，燃料的自然堆角為40度，那么回轉(zhuǎn)窯的有效容積則為30m3，有效內(nèi)徑為2.2m，廢料的停留時間為57min，廢料的移動速度為每分鐘0.15m，煙氣的停留時間為18.8s，流速為每秒0.5m。 選型中，危險廢物在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的停留時間計算公式為： 其中，t為廢料的停留時間(一般會在30min至120min之間);24和324分別為經(jīng)驗系數(shù);α為窯體的水平傾角(一般為1度至3度);n為窯體的轉(zhuǎn)速(一般為每分鐘1轉(zhuǎn)至3轉(zhuǎn));θ為廢料的自然傾角(一般為25度至50度)，L/Dt為回轉(zhuǎn)窯的長徑比(一般為3至5)。 二燃室和回轉(zhuǎn)窯的有效容積計算公式為： 其中Q為危險廢物的低位發(fā)熱量;B為危險廢物的處置量;q為燃燒室的容積熱負荷。 固廢焚燒爐工藝流程是一種高溫?zé)峤庋趸幚砑夹g(shù)，即以一定量的過量空氣與被處理的垃圾在焚燒爐內(nèi)進行氧化燃燒反應(yīng)，垃圾中的有害有毒物質(zhì)在800～1200℃的高溫下氧化、熱解而被破壞，是一種可同時實現(xiàn)垃圾無害化、減量化、資源化的處理技術(shù)。焚燒的目的是盡可能焚毀垃圾，使被焚燒的物質(zhì)變?yōu)闊o害和限度地減容，并盡可能減少新的污染物質(zhì)產(chǎn)生，避免造成二次污染。對于垃圾的焚燒，能同時實現(xiàn)使垃圾減量、焚毀垃圾中的毒性物質(zhì)、以及回收利用焚燒產(chǎn)生的廢熱這三個目的。 固廢焚燒爐工藝流程是目前應(yīng)用相對較廣的垃圾處理技術(shù)，組合式的焚燒爐(由爐排爐、二燃室以及回轉(zhuǎn)窯三部分組成)是處理危險廢物的最佳方式。在對危險廢物進行焚燒處置時，將危險廢物放入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進行熱解干餾和缺氧處理，然后將生成的廢渣以及可燃氣體分別在爐排和二燃室內(nèi)進行持續(xù)、高溫燃燒，使有機物得到充分燃燒。本文在分析危險廢物成分的基礎(chǔ)上，將焚燒技術(shù)的機理和設(shè)計工藝進行分析，從而提高有機物焚燒去除率、殘渣的燃燒率和熱灼減率。 面對危險廢物的處理，固廢焚燒爐工藝流程是最有效、最快捷，也是最能夠?qū)崿F(xiàn)減量化的最佳方式，不僅適合于處理各種危險廢物中的有機廢物，還能夠針對有毒有害物質(zhì)進行處理。在進行廢物處理時，可運用焚燒爐，需要對危險廢物的元素成分進行分析，還需要進行焚燒工藝和技術(shù)參數(shù)的一些計算和說明，通過計算，得出焚燒爐能夠安全有效的處理危險廢物，能夠提高有機物焚燒去除率、殘渣的燃燒率和熱灼減率，從而也證明了焚燒技術(shù)的可行性。
