危險(xiǎn)廢物的焚燒處置技術(shù)

華媛，杜蕾，薛子波，任波峰

(1.陜西三秦環(huán)保科技股份有限公司，陜西 西安 710065；2.西安航天源動(dòng)力工程有限公司，陜西 西安 710100)

0 引言

危險(xiǎn)廢物就是有爆炸性、毒性、傳染性、易反應(yīng)性、腐蝕性特點(diǎn)的廢物，無(wú)論是對(duì)環(huán)境還是對(duì)人類都具有消極影響，而焚燒就是對(duì)其的一種有效處置方式，焚燒有顯著的特點(diǎn)，包括減量、減容、可回收能力等。我國(guó)很多危險(xiǎn)廢物處置項(xiàng)目都是區(qū)域性的危險(xiǎn)廢物處置場(chǎng)，其負(fù)責(zé)處理各種類型的廢物，但是由于入窯焚燒成分波動(dòng)大，導(dǎo)致產(chǎn)生一些問(wèn)題，如煙氣排放不符合標(biāo)準(zhǔn)、焚燒工況不穩(wěn)定等，讓焚污企業(yè)不自潔。為了改善和解決這些問(wèn)題，就需要采取科學(xué)的處置方式，避免影響生態(tài)環(huán)境。

1 危險(xiǎn)廢物焚燒處置技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

該技術(shù)具有一些優(yōu)點(diǎn)，主要包括：第一，能夠全面的將危險(xiǎn)廢物中的微生物和細(xì)菌等消除，燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的有害氣體以及煙塵通過(guò)無(wú)害化處理，可以排入大氣；第二，能夠通過(guò)高溫對(duì)危險(xiǎn)廢物進(jìn)行分解，具有較為理想的減量效果；第三，危險(xiǎn)廢物焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓ㄟ^(guò)余熱鍋爐換熱，能夠產(chǎn)生高溫蒸汽，并用來(lái)供熱或者是發(fā)電，提升資源化率；第四，能夠全天不間斷的作業(yè)，不會(huì)被天氣因素所影響；第五，可以節(jié)約土地，占地面積小[1]。

2 危險(xiǎn)廢物焚燒處置技術(shù)的工藝流程

2.1 進(jìn)料

危險(xiǎn)廢物處置場(chǎng)要處置的危險(xiǎn)廢物有很多種類型，且每種危險(xiǎn)廢物的熱值存在差異，處置場(chǎng)需要把其放到不同的倉(cāng)儲(chǔ)間中，作業(yè)人員負(fù)責(zé)操作抓斗、行車，把各種危險(xiǎn)廢物實(shí)施混合以及攪拌，符合要求之后才能送入焚燒爐膛內(nèi)。

2.2 破碎

如果危險(xiǎn)廢物的尺寸比較大，無(wú)法直接送到焚燒爐中焚燒，那么就需要先把大塊物料破碎成小塊，并且要符合焚燒爐尺寸標(biāo)準(zhǔn)，之后再實(shí)施進(jìn)料作業(yè)。

2.3 焚燒

現(xiàn)階段常見的焚燒模式是回轉(zhuǎn)窯加爐排型焚燒爐，通過(guò)回轉(zhuǎn)窯，可以將危險(xiǎn)廢物進(jìn)行分解、干燥、燃燒，直到燃盡，差不多有95%的廢料會(huì)變成爐渣，沒(méi)有徹底燃燒完成的肥料會(huì)進(jìn)到移動(dòng)式爐排再燃燒，全部的爐渣會(huì)進(jìn)入到出渣系統(tǒng)[2]。除此之外，回轉(zhuǎn)窯和爐排燃燒形成的高溫?zé)煔鈺?huì)進(jìn)到二燃室，由于其中含有揮發(fā)性有毒有害的物質(zhì)，要想全面的氧化分解，就需要操作人員掌握好煙氣溫度，應(yīng)該在850～1 200 ℃范圍內(nèi)，給二燃室內(nèi)輸送足夠的氧氣，讓這些物質(zhì)可以全面氧化分解。

2.4 余熱利用

焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饽軌蛟龠\(yùn)用，其進(jìn)到余熱鍋爐之后，鍋爐可以吸收其熱量，產(chǎn)生飽和蒸汽，其能夠發(fā)電，還能夠給空氣或者是水進(jìn)行加熱，優(yōu)化系統(tǒng)熱效率。

2.5 尾氣凈化

危險(xiǎn)廢物燃燒形成的高煙氣雖然能夠被分解成二噁英，然而換熱之后，煙氣溫度會(huì)減低到500～600 ℃，并且會(huì)重新合成二噁英，要想避免重新合成，就要設(shè)置急冷裝置，把煙氣的溫度快速的降到200 ℃范圍內(nèi)。焚燒中產(chǎn)生的煙氣包含有害雜質(zhì)，所以，在排放之前要做好處理工作[3]。

2.6 焚燒灰渣處理

灰渣的成分一般包括非金屬氧化物、金屬氧化物、有毒有害物質(zhì)，如果不及時(shí)有效的處理，就會(huì)導(dǎo)致地下水以及土壤被污染。當(dāng)前我國(guó)常用的處理技術(shù)就是穩(wěn)定固化，其可以把污染組分包容或者是呈化學(xué)惰性，進(jìn)而減少毒性以及可遷移性。

3 危險(xiǎn)廢物焚燒的主要影響因素

3.1 焚燒溫度

這一因素會(huì)直接影響到反應(yīng)生成物質(zhì)以及反應(yīng)的速度，一般焚燒危險(xiǎn)廢物的溫度是850～1 200 ℃，反應(yīng)時(shí)間、氧氣充足的情況下，能夠最大程度的對(duì)有毒有害物質(zhì)實(shí)施分解以及消除[4]。

3.2 反應(yīng)時(shí)間

各種危險(xiǎn)廢物有機(jī)成分存在差異，焚燒以及分解所用的時(shí)間也不一樣，這就需要控制反應(yīng)時(shí)間。

3.3 過(guò)量空氣系數(shù)

要想讓危險(xiǎn)廢物焚燒全面氧化分解，還對(duì)空氣有要求，應(yīng)該提供足夠的空氣。過(guò)量空氣系數(shù)就是實(shí)際焚燒所用空氣量與理想焚燒需要使用的空氣量之間的比值，其會(huì)給焚燒的反應(yīng)速度以及溫度帶去影響，一般該系數(shù)在1.2～2.0 范圍內(nèi)。

4 主要技術(shù)特點(diǎn)

4.1 智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)

傳統(tǒng)的倉(cāng)儲(chǔ)一般是平面庫(kù)，占地面積較大，導(dǎo)致空間利用率不高，而且危險(xiǎn)廢物主要是通過(guò)人工的方式進(jìn)行管理，易產(chǎn)生錯(cuò)誤，導(dǎo)致入爐焚燒之前配伍混亂，焚燒狀態(tài)不穩(wěn)定。而智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)就可以解決這一問(wèn)題，其可以利用無(wú)人叉車以及互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)自動(dòng)管理倉(cāng)儲(chǔ)，方便工作人員實(shí)時(shí)的了解庫(kù)存，提升信息傳輸?shù)男室约皽?zhǔn)確性，科學(xué)的把控庫(kù)存，基于數(shù)據(jù)信息可以幫助生產(chǎn)部門進(jìn)行配伍，能夠有效地提升倉(cāng)庫(kù)管理的有效性，減少人工方面的成本[5]。系統(tǒng)主要分成入庫(kù)管理以及出庫(kù)管理。

4.1.1 入庫(kù)管理

入庫(kù)接收區(qū)取樣工作結(jié)束后，庫(kù)管系統(tǒng)操作人員就會(huì)發(fā)出入庫(kù)的指令。庫(kù)房管理系統(tǒng)收到這一指令之后，會(huì)分配各單元存放的位置，把存放位置指令分配給自動(dòng)定位叉車，同時(shí)發(fā)給入庫(kù)的滾筒輸送機(jī)，其運(yùn)行之后，料箱或者是托盤通過(guò)重量計(jì)量以及射頻門，有關(guān)的數(shù)據(jù)會(huì)被傳輸?shù)綆?kù)房管理系統(tǒng)。托盤送到庫(kù)內(nèi)接收平臺(tái)之后，自動(dòng)定位叉車可以取走貨物，基于庫(kù)房定位系統(tǒng)，依據(jù)規(guī)劃好的路徑把各單元廢物送到對(duì)應(yīng)類別存儲(chǔ)區(qū)域的貨位上。

貨物進(jìn)入到暫存庫(kù)之后，由于相關(guān)的信息還沒(méi)有被檢測(cè)出來(lái)，所以不能配伍，需待檢測(cè)結(jié)束后，結(jié)合數(shù)據(jù)以及樣品條碼信息，找到相應(yīng)的貨物，將信息提供給該貨物，以解除凍結(jié)狀態(tài)。

4.1.2 出庫(kù)管理

中控操作人員要結(jié)合生產(chǎn)計(jì)劃以及庫(kù)內(nèi)物料的儲(chǔ)存情況，有針對(duì)性地制定配伍方案以及生產(chǎn)任務(wù)，把指令發(fā)給庫(kù)管系統(tǒng)，其接到指令之后，可以運(yùn)用物料信息計(jì)算料需要搭配的貨架和科學(xué)的處理系統(tǒng)，給自動(dòng)定位叉車發(fā)出取料的指令。自動(dòng)叉車依據(jù)指令取到廢物之后，貨架上的貨位就會(huì)變成空置，等待接收下面的廢物，叉車可以把取到的廢物送到預(yù)處理車間中的預(yù)處理設(shè)備。

待物料處理好之后，自動(dòng)定位叉車可以把托盤以及空箱運(yùn)輸?shù)较鄳?yīng)的儲(chǔ)存區(qū)的入口，入口處有RFID 卡信息抹除裝置，抹除信息之后就可以進(jìn)入到儲(chǔ)存區(qū)內(nèi)部。如果產(chǎn)廢單位要車輛去收儲(chǔ)廢物，就可以結(jié)合其要求，合理的安排托盤的數(shù)量，到廠家收廢。

4.2 預(yù)處理系統(tǒng)

結(jié)合危險(xiǎn)廢物的情況，包括理化性質(zhì)以及類型，在設(shè)計(jì)時(shí)共設(shè)計(jì)了七個(gè)預(yù)處理單元，分別處理的是：(1)大塊料破碎；(2)粉狀類篩分；(3)污泥類烘干；(4)精蒸餾殘?jiān)惣訜崦撏昂土蚧w；(5)一些不能與其他物質(zhì)混合的大塊料；(6)不能與其他物質(zhì)混合的大塊料處理之后的物料與不能和其他料混合的料；(7)液體狀態(tài)類型的料。第一種至第四種廢物通過(guò)相應(yīng)的預(yù)處理單位處理之后，要混合攪拌均勻，暫時(shí)存放到窖頭倉(cāng)中，計(jì)算份量加入回轉(zhuǎn)窯。第五種和第六種廢物要利用懸掛鏈放入窖中焚燒，第七種廢物要經(jīng)過(guò)過(guò)濾以及乳化，之后暫時(shí)存放到三個(gè)廢液儲(chǔ)存罐中，經(jīng)過(guò)廢液噴槍以及泵將廢液噴入到窖中焚燒。在預(yù)處理結(jié)束后，應(yīng)該給混合攪拌器增加石灰粉，讓其與預(yù)處理之后的物料實(shí)施混合，實(shí)現(xiàn)酸堿中和部分前置，這樣可以減少酸性氣體給焚燒系統(tǒng)帶來(lái)的影響，避免腐蝕問(wèn)題[6]。

4.3 進(jìn)料系統(tǒng)

回轉(zhuǎn)窯采取入料溜子的形式不間斷喂料。溜子是Y 型，通過(guò)預(yù)處理的物料會(huì)先在緩沖倉(cāng)中，之后用筒倉(cāng)卸料器取出，皮帶秤計(jì)算份量之后喂入溜子上一段，其具有回轉(zhuǎn)鎖風(fēng)閥，避免煙氣漏出。而另一段則喂入由懸掛鏈輸送到的物料，具備雙層氣動(dòng)閥鎖風(fēng)。回轉(zhuǎn)窯進(jìn)料中要確保密封負(fù)壓，保證沒(méi)有煙氣從窯頭冒出，避免再次導(dǎo)致污染。出渣口會(huì)使用風(fēng)冷，基于控制爐溫，排除的灰渣能夠避免大塊排渣問(wèn)題。產(chǎn)生的飛灰以及灰渣通過(guò)輸送機(jī)會(huì)送到密閉儲(chǔ)存?zhèn)}存放。通過(guò)包裝機(jī)完成包裝之后，會(huì)安排專門的車輛運(yùn)輸?shù)教盥駨S處理。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，焚燒法是危險(xiǎn)廢物處置的常用方式，其具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，比如，資源化率高、減容效果較為理想、占地面積較小、無(wú)害化效果較好等，可以全面的殺死廢物中的有害病毒以及微生物等，將有害化合物分解成無(wú)害物質(zhì)，讓易燃物質(zhì)被氧化，處于穩(wěn)定狀態(tài)。所以，在危險(xiǎn)廢物處置中，應(yīng)該合理的運(yùn)用焚燒法，把握好工藝流程以及技術(shù)特點(diǎn)，充分發(fā)揮出焚燒法的優(yōu)點(diǎn)，提升危險(xiǎn)廢物處置的效果，減少對(duì)環(huán)境的影響。