现代化危险废物焚烧处置厂技术改进措施的探讨

张国平

现代化危险废物焚烧处置厂技术改进措施的探讨

张国平

（上海灿州环境工程有限公司，上海200129）

危险废物焚烧处置项目日益增多，但在技术方面仍然存在较大隐患，需要在安全、卫生、节能和机械自动化方面做更多的改进，以建成真正意义上的现代化危险废物焚烧处置厂。

危险废物；焚烧；环保

1 技术背景

由于工艺细节、设计水平、运营管理水平，包括投资规模、环保检测力度等多方面的原因，危险废物焚烧工程项目存在很多不足之处，无法达到既定的和全面的环保检测要求，有些项目虽然投产数年，却一直无法通过环保验收。这些不足体现在以下方面。

（1）危险废物焚烧工艺通常采用回转窑与二燃室燃烧模式，时常因废弃物种类变化频繁，造成洁净燃烧难以组织，易回火、爆燃、漏风，炉温忽高忽低不稳定，停留时间不够，易结焦，冒黑烟，耐火材料使用时间短，炉渣结团，含碳量超标现象成为常态。

（2）烟气处理效率低，尤其排放烟气中二恶英值超标，由于受洁净燃烧技术和有害物质焚烧效率影响，加之防止再合成的急冷和活性碳的吸附环节达不到技术要求，很多已建成项目中二恶英排放值大多远超过二恶英国家排放限制0.5 TEQng/m3，与欧盟标准0.1 TEQng/m3更是相差甚远。

（3）危险废物配伍不合理，热值不稳定，需要补充辅助燃料，加上设备故障率高，连续运行时间短等诸多原因，因此综合运行成本高；为降低成本，运营方又会降低烟气处理各种药剂的用量，造成尾气排放不达标。如此恶性循环，造成环保项目危害环境的情况。

（4）由于破碎机火花、回火和窑头串风等原因，容易造成火灾和人身安全事故，垃圾储坑失火等安全事故情况频发。

（5）不重视臭气收集和处理，作业环境差，劳动人员易受到人身危害。

（6）蒸汽产生后无处利用，能源浪费情况严重。

为了进一步消除这些问题，笔者通过技术改进措施，提升危险废物焚烧处置项目的运行环境，为危险废物焚烧处置厂的提标改建和新建提供参考。

2 系统设置

常规的危险废物焚烧处置厂系统设置如下：运输贮存及配伍（固态、半固态和液态废物）、自动跟踪泡沫灭火系统、破碎系统、进料系统、焚烧系统（包括回转窑、二燃室、余热锅炉、烟气急冷系统、活性炭消石灰喷射系统、布袋除尘系统、湿法脱酸系统、烟气加热系统、灰渣及飞灰收集系统、公用工程系统（工艺水系统、辅助燃料系统、碱液循环系统、压缩空气系统等）、动力配电系统、自控系统和烟气在线监测系统等。

3 设计理念及设计改进措施

针对现有技术的不足和基本设计要求，建成更为稳定可靠的危险废物焚烧处置厂。该焚烧处置厂在高效焚毁多种类型危险废物的基础上，可以确保各项排放指标均达到或者超过国家标准，且二恶英类物质排放可以达到欧盟标准。

3.1 物料贮存系统的改进措施

入炉废物要先在危废储存区进行贮存和配伍，以均化热值、水分以及硫、氯等污染物成分。危废储坑不仅是最大的安全隐患，同时也是臭气的来源地。为了确保垃圾储坑的安全性，并降低臭气影响，提出以下改进措施。

3.1.1 增加自动跟踪泡沫灭火系统

在储坑内增设了自动跟踪泡沫灭火系统，该系统可以定时巡扫储坑内各个位置，如果发现有火源，可以在30 s内启动泡沫灭火喷射系统，迅速向火源位置喷射大量泡沫灭火。该系统解决了储坑内火灾不易被发现和难以灭火等问题，确保了危废焚烧厂的安全，也避免了人进入储坑灭火的不安全因素。

3.1.2 破碎系统安全保护措施

由于破碎过程中容易产生火花，落入垃圾储坑中极易产生火灾隐患。因此建议在破碎区域前后增设闸门，并可以通过制氮系统在闸门和破碎机主机之间空间连续注入氮气，确保破碎的过程中处于惰性气体环境，彻底杜绝火灾产生隐患，提高安全等级，同时对于破碎机处理能力的影响也降低到最小。

3.1.3 除臭系统

危险废物在储存过程中会释放大量有毒有害的恶臭气体，并给整个厂区的环境带来恶劣影响。特别考虑了增设除臭系统，将垃圾储坑、渗滤液储坑以及废液暂存区等处的恶臭气体经臭气风机收集后，再经臭气洗涤塔洗涤后排放。臭气洗涤可以采用化学洗涤的方式，恶臭气体由臭气风机通过管道送入臭气洗涤塔后，恶臭气体自下而上穿过填料层，洗涤液由喷淋管上的喷头均匀分布在填料上，水气两相在填料上得到充分接触和反应，将恶臭物质转移至液相，恶臭气体得到净化。

3.2 进料及焚烧系统的改进措施

3.2.1 进料系统改进

进料系统推荐采用上海灿州公司专有的技术——液压进料系统装置，该进料系统主要由进料料斗、溜槽、压紧装置、推料机、压力滑板、液压系统及相关密封组成，并设置有窑头下灰口，并可以增加医疗提升进料装置，废液喷枪开口和废药瓶的投加口等设施，确保各类医废、废液和固体废物都可以同时焚烧处置。

3.2.2 回转窑密封结构改进

为了保证完全燃烧，回转窑密封结构起到了非常重要的作用。建议采用上海灿州公司专有的技术——组合式钢柔性密封结构，长时间运行结果证明其具有良好的效果，避免了回转窑因密封不佳造成的大量不可控制的漏风进入炉内，扰乱了炉内的氧含量和温度场。

3.2.3 焚烧系统增设炉排设备

推荐采用回转窑+窑尾炉排的二级燃烧技术，使焚烧残渣的热灼减率确保＜3%。该尾部焚烧炉排为往复式顺推炉排，其紧接在回转窑尾，从回转窑排出的正在燃烧的残渣直接掉落在该尾部炉排上，通过炉排的往复运动，逐步将来自回转窑未燃尽的残渣边燃烧边推动、翻动、向前慢速移动。

3.2.4 先进的控氧低氮燃烧技术应用

回转窑密封、改进的进料系统、增设炉排的基础上研发的控氧低氮燃烧技术，实现了回转窑内控氧燃烧、炉排上充分燃烧、二燃室无添加辅助燃料的充分燃烧，操作简单，对进料要求更低，有效降低结焦情况出现，同时由于运行中无需添加辅助燃料，耐火材料的使用寿命也更长，对于运行成本降低效果非常明显。

3.3 余热利用系统的改进

余热利用系统主体设备为单锅筒膜式壁余热锅炉，该类余热锅炉设备已经在大多数危险废物焚烧处置系统中使用。回收的蒸汽余热由于总量并不是很大，因此建议可以通过以下多种方式应用蒸汽余热，实现能源的阶梯回收利用。

3.3.1 充分考虑系统自身用汽

余热锅炉系统设置有分汽缸，可以同时向除氧器、空气加热器、烟气加热器等系统设备供气，满足系统自身用汽需求。空气加热器和烟气加热器利用蒸汽分别加热空气和烟气，可用于辅助燃烧和消除烟气中的白烟。

3.3.2 用于污泥干化

危废废物中包括有大量的危废污泥，此类危废含水量高（超过80%含水率），热值低，少量可以配伍后进炉焚烧，如果危废污泥量大，就需要添加辅助燃料，提高焚烧成本。因此在危险废物焚烧厂可以特别考虑设计污泥干化系统，以提高对危废污泥的处理能力。

针对危废污泥，推荐采用双轴桨叶式干燥机，热源来自余热锅炉产生的饱和蒸汽，通过桨叶式叶片的搅动和换热，将湿污泥中水分蒸发，使湿污泥从含水率80%降至40%以下，体积减少三分之二，热值得到进一步提高，且为颗粒状，更容易燃烧。

3.3.3 用于蒸汽发电设备

推荐采用螺杆膨胀发电机，可以充分利用小流量、低品质的蒸汽进行发电，该设备占地面积小，对蒸汽品质和稳定性要求低，可以将系统中剩余蒸汽充分利用发电，产生的电量可以满足厂内近50%的自用电需求。

3.3.4 其他低品质蒸汽或热源的回收利用

对于剩余无法充分利用或者已经经过利用的蒸汽及热源，建议可以设置汽水换热器，制备热水，供车间冬天供暖或者平时洗澡及生活用水。

以上通过蒸汽余热回收梯级利用，减少了能耗，降低了运行成本，将危险废物焚烧产生的余热做到了最大化的利用。

3.4 烟气净化系统的改进措施

3.4.1 高效干法脱酸系统的应用

常规危险废物焚烧处置厂多采用半干法或者湿法脱酸系统，去除烟气中的酸性气体。半干法脱酸设备易出现结壁、脱酸效率低等问题；湿法脱酸虽然效率高，但是产生的大量含盐废水却很难处理，污染问题依然非常严重。

因此推荐采用新型高效的干法脱酸系统。烟气进入干法吸收系统的反应烟道，在反应烟道中，先后喷入NaHCO3和活性炭，充分反应吸收后，进入下游布袋除尘器。该系统再结合布袋除尘器设备，非常适用于中小规模的烟气脱酸系统，脱酸效率可以达到99%以上，且运行简单、维护方便，对于提高厂区的生产环境、降低污染物排放水平具有显著的效果。

3.4.2 脱硝设备的应用

采用NSCR和SCR等脱硝设备装置，可以有效降低氮氧化物的排放浓度，达到新的排放标准要求。

3.4.3 活性焦烟气集成净化系统

针对危废焚烧处理中易产生二恶英及重金属类物质，上海灿州公司专有技术的活性焦烟气集成净化装置，可以有针对性、高效率地去除烟气中的二恶英和重金属类物质，其相关排放指标可以更好满足国家标准。同时该装置也兼具有一定的脱硫、脱销及脱尘作用，可以进一步提高烟气净化能力，使得整套烟气处理系统综合能力达到国际先进水平。

经过活性焦烟气净化装置的烟气，通过烟囱达标排放至大气中。

3.5 灰渣收集系统的改进

焚烧产生的灰渣通过排渣机排出，收集后外运。在收集时，灰渣经过排渣机掉到皮带输送机上，再通过磁选机将灰渣中的废铁吸出，废铁经过打包机打包后外售，而剩余灰渣需送至填埋场填埋处置。通过改进，整套设备自动化操作，减轻了出渣工人的劳动强度，并可回收废铁资源，提高经济效益。

4 结语

对危险废物焚烧处置厂在工艺设计方面做出的大量的改进和完善工作，不仅确保了危险废物焚烧处置厂处理能力和水平都能充分满足设计要求和国家的各项环保标准，而且在安全、卫生、节能和机械自动化水平上都有了长足的进步，为建成国内最为现代化的危险废物焚烧处置厂奠定基础。

Technical improvement measures for hazardous waste incineration firm

ZHANG Guoping
（Shanghai Canzhou Environment Engineering Company Limited,Shanghai 200129,China）

As the increasing of hazardous waste incineration projects,technology problems is still serious.To build modern hazardous waste incineration plants,it will make more progress in safety,sanitation,energy saving and mechanical automation.

hazardous waste,medical waste,incineration,environmental protection

X327

A

1674-0912（2015）06-0022-03

2015－05－06）

上海市科技型中小企业技术创新基金资助项目：基于余热回收梯级利用和灰渣、尾气无害化处理技术的高效PLC智控危险废物焚烧炉成套设备（1405H121900）

张国平（1979-），男，安徽芜湖市人，硕士研究生，工程师，研究方向：废物焚烧处置领域的研发、设计和管理工作。