危险废物焚烧处理工艺的研究

戴安(中燃宏远工程建设有限公司武汉分公司， 湖北 武汉 430072)

危险废物焚烧处理工艺的研究

戴安(中燃宏远工程建设有限公司武汉分公司， 湖北 武汉 430072)

危险废物由于其特殊的性质会对人类、动物和环境造成重大的伤害、破坏，不同于一般的固体废物，危险废物需要对其进行特殊处理。危险废物的处理需遵循“减量化、无害化、资源化”的原则，目前危险废物的常用处理工艺为回转窑焚烧，随着国家环保政策的收紧，焚烧产生的烟气的处理技术也越来越受到广泛的关注与重视。本文从危险废物的预处理、余热回收、烟气净化详细描述了目前危险废物常见的处理方法，并对烟气净化提出建议。

危险废物；焚烧；烟气净化

0 引言

随着中国社会的不断发展，中国的经济也在高速发展，而工业是支撑经济发展的重要支柱，工业的快速发展伴随着大量固体废物和危险废物的产生。不同于一般的固体废物，危险废物具有易燃性、腐蚀性、反应性、毒害性、传染性、生物毒性、生物蓄积性、致突变、致癌、致畸性等，如果处理不当，会对人类和环境造成严重的危害。

1 危险废物的常见处理方法

危险废物的处理方法包括物理法、化学法、生物法、固化处理、海洋处置、地质处置、焚烧处理、填埋等。无论是哪种处理方法都需遵守“减量化、无害化、资源化”的原则，其中物理法、生物法是对危险废物的预处理，其目的是改变危险废物的性质，如减容、固定有毒成分和解毒等，焚烧处理、填埋、固化处理、海洋处置、地质处置是对危险废物最终处置的方法，达到减少废物的数量、减小废物的体积，减小或消除其危害性的目的。安全填埋、海洋处置、地质处置方法存在占用土地、渗滤液污染地下水及周边环境的问题，处置不够彻底。焚烧技术是目前危险废物处理的常见方法，经过焚烧处理，危险废物被高温分解，其中的病菌被彻底消灭，减量效果好，且节约了土地，焚烧产生的高温烟气，经过余热回收可以产生蒸汽，用来供热和发电[3]。

2 危险废物焚烧处理工艺

危险废物焚烧处理工艺一般包括预处理系统、进料系统、焚烧系统、余热回收系统、烟气净化系统等。

2.1 预处理系统

预处理系统流程包括危险废物的储存、破碎及配伍。

2.1.1 储存

根据危险废物的不同形态主要分为固体危险废物和液体危险废物，固体废物根据其形态分为散装和桶装，分别送往散装固体废物储存料坑、桶装废物仓库。液态危险废物主要分为桶装废液和罐车废液，分别通过桶泵、废液泵送往废液储罐储存。

2.1.2 破碎

从表1中可以看出，本文算法的定位正确率是最高的。对于CASIA-IrisV2人眼库，文献[15]和文献[16]的方法都有较好的定位精度，但文献[15]平均耗时明显高于其它算法，对于自采集数据集，文献[16]的方法准确率明显下降，本文的方法仍能保持97.54%的正确率。这充分说明了本文算法的鲁棒性[17-19]。本文算法充分考虑了各种影响定位精度的因素，很好的平衡了精度和速度。

对于大块的固体危险废物，不能直接通过进料系统送入焚烧炉内焚烧，需将其送入破碎机内破碎成小块，然后再送入焚烧炉。

2.1.3 配伍

在废物进入焚烧炉焚烧处理之前，需要根据各种废物的元素分析、工业分析、低位热值等参数合理的配伍，以确保整个焚烧系统的正常、连续的运行，提高危险废物的碳转化率，减少焚烧灰渣中的残炭量。配伍应考虑：

(1)在控制废物的热值和水分的前提下，控制入炉废物的成分，尽量避免卤素、硫、氯等有害成分含量高的物质的集中燃烧，确保焚烧系统的稳定、连续的运行，确保烟气中有害成分达标排放；

(2)严格将送入焚烧炉内的危险废物含有的重金属量控制在一定的范围内，针对重金属含量高的物质，限制其送入焚烧炉的总量，保证烟气排放达标。固体危险废物的配伍主要在固体危险废物的储存区的混合池内完成，液态危险废物的配伍在中和均质槽内完成。

2.2 进料系统

根据进料废物的形态，采用不同的进料方式。桶装废物和大块散装废物经过破碎后和小块的散装废物在料坑中混合配伍，然后使用行车抓斗送入进料斗再经螺旋输送机送入焚烧炉。液态危险废物通过废液泵和废液喷枪喷入焚烧炉内。

2.3 焚烧系统

焚烧系统的关键设备是焚烧炉，根据结构类型分为机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉、固定床焚烧炉、回转窑式焚烧炉等。回转窑焚烧炉具有原料种类适应性强、窑内气体湍流程度高、气固接触良好、窑内固体停留时间长等优点而被广泛使用。

固体危险废物通过螺旋输送机、液态危险废物通过废液喷枪送入回转窑内进行高温焚烧，使焚烧温度控制在850℃～1000℃，废物沿着回转窑的倾斜角度和旋转方向缓慢移动，逐渐被干燥、热解、氧化，废物中的有机物氧化分解。回转窑焚烧产生的烟气和灰渣从窑尾送入二燃室，二燃室中的燃烧温度控制≥1200℃，烟气的停留时间＞2s，使从回转窑进入的烟气中未燃尽的有害物质彻底分解，同时能够充分分解有害的臭气，彻底分解二噁英，焚毁去除率≥99.5%。根据焚烧的危险废物的性质，调整二燃室内壁砌筑的耐火材料，保证二燃室的耐火性、防腐蚀性，从而保证二燃室的正常运行。

2.4 余热回收系统

从二燃室出来的高温烟气含有大量的显热，可以使用余热锅炉回收其携带的热量产生蒸汽，用于供热或预热进入回转窑和二燃室的空气，提高系统整体的热效率。烟气中的粉尘由于冷却从气态变成固态，通过重力作用落入锅炉底部的灰仓。同时可向锅炉空腔内喷入氨水或尿素，采用SNCR(选择性非催化脱硝)的方法脱除烟气中的NOX，SNCR炉内脱硝效率＞30%。

2.5 烟气净化系统

2.5.1 急冷塔

余热锅炉排出的烟气的温度一般控制在550℃左右，为避开二噁英从头合成的温度区间250～550℃，余热锅炉排出的烟气进入急冷塔后，温度在1s的时间内迅速降低至200℃，有效的避免二噁英的从头合成。

2.5.2 半干脱酸塔

为减轻后续设备除去酸性污染物的压力，急冷塔排出的烟气与半干脱酸塔顶雾化喷出的碱液直接接触，除去烟气中大部分的HCl、HF、SO2等酸性成分，根据实际工程经验，脱酸效率可达80%以上。

2.5.3 干式脱酸塔

经过半干脱酸塔后，烟气温度为160～170℃，其中仍含有部分酸性气体、二噁英及重金属，利用活性炭和氢氧化钙与烟气充分混合，吸附烟气中含有的二噁英与重金属，并除去烟气中残留的酸性气体，干式脱酸能达到50%去除SO2的效率和70%以上脱酸HCl、HF的效率。

2.5.4 催化分解二噁英的布袋除尘器

干式脱酸塔后配置布袋除尘器，可提高对酸性气体、二f英与重金属的去除率。烟气中夹带的碱性粉末和粉尘随烟气由外经过滤袋，被截留在滤袋的外表面从而得到净化，同时碱性粉末与烟气中含有的酸性气体在滤袋的表面进行酸碱中和反应，进一步增加酸性气体的脱除率，使烟气中的酸性气体达标排放。针对废物的特性以及防止酸性气体的露点腐蚀，选择具有耐高温、耐酸碱腐蚀性的膨体聚四氟乙烯(ePTFE)作为除尘器的滤布，而其只能消除烟气夹带的粉尘中的固态二噁英，推荐使用ePTFE与具有催化二噁英分解成CO2、H2O及HCl的催化剂结合在一起的催化剂/ePTFE毛毡作为滤袋的材料，经过滤袋上催化剂的催化分解后，烟气中二噁英的排放浓度远低于国家标准及欧盟2000标准。

2.5.5 湿式洗涤塔

国家环保标准日趋严格，在布袋除尘器后预留湿式洗涤塔，防止烟气中的酸性气体的浓度超标，并且能够进一步除去烟气中残留的粉尘和重金属。

2.5.6 烟气加热器与排放系统

经过湿式洗涤的烟气的温度降至60～70℃，但烟气中含有大量的水汽，为防止后续引风机的积水和腐蚀，湿式洗涤塔后配置烟气加热器，加热的热源是整个系统中余热锅炉产生的蒸汽，烟气的温度升至120℃后，从内衬玻璃钢的烟囱排放。

3 结语

本文通过对危险废物处理工艺的研究，采用“分类储存+大块破碎+合理配伍”的预处理流程，作为危险废物的初步处置，同时推荐使用回转窑作为危险废物最终处置的设备，余热回收的热量用于预热输入回转窑的空气并且作为烟气加热器的热源，烟气净化工艺采用“急冷塔+半干脱酸塔+干式脱酸塔+催化分解二噁英的布袋除尘器+烟气加热器及排放”，能够重点解决危险废物焚烧产生的烟气中二噁英、NOX、酸性气体等排放不达标的难题，详述的危险废物处理工艺切实可行、运行稳定，可带来显著的社会、环境和经济效益，可作为以后危险废物焚烧处理工程的参考与借鉴。

[1]聂永丰，李金惠.国内外危险废物处理处置技术发展趋势[A].环保产业国际研讨会报告文集[C]，2003.

[2]林艺芸，张江山，刘常青,等.我国工业危险废物产生状况及产量预测[J].有色冶金设计与研究，2007，28(2-3)：18-21.

[3]贺亚峰.危废焚烧处理[J].能源与节能，2014，10(109)：110-112.

戴安(1986- )，男，汉，湖北武汉人，硕士学位，中燃宏远工程建设有限公司武汉分公司工程师，研究方向：工业固废、生活垃圾、危险废物焚烧处理、分布式能源技术研究。