危廢焚燒處理的設(shè)計(jì)難點(diǎn)與對(duì)策

竇麗虹(鎮(zhèn)江華東安全科學(xué)研究院有限責(zé)任公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212000)

0 引言

在有效處理危險(xiǎn)廢物時(shí)，經(jīng)常會(huì)釋放出刺激性難聞氣體，這些氣體中往往含有大量有毒有害物質(zhì)，一旦釋放到空氣，不僅降低了空氣質(zhì)量，而且還危及廣大群眾身體健康，所以，在實(shí)際處理危險(xiǎn)廢物時(shí)，需要設(shè)計(jì)雙液壓翻板門，以不斷提高廢物焚燒裝置的密封性，從而保證有害氣體不會(huì)逸出。此外，工作人員還應(yīng)定期檢查回轉(zhuǎn)窯，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。同時(shí)，還要通過(guò)循環(huán)立式水管鍋爐對(duì)大量危險(xiǎn)廢物進(jìn)行高溫處理，同時(shí)及時(shí)回收處理廢物，從而不斷提升危險(xiǎn)廢物焚燒的效果。因此，通過(guò)各種處理方法，有效阻止危險(xiǎn)廢物污染空氣和水體，促進(jìn)危險(xiǎn)廢物焚燒的高效、順利實(shí)施。以下將會(huì)詳細(xì)分析和研究危險(xiǎn)廢物焚燒處理設(shè)計(jì)難點(diǎn)及對(duì)策。

1 危險(xiǎn)廢物的基本概念

危險(xiǎn)廢物屬于固體廢物的一種，具有一定的特殊性，因?yàn)槲ｋU(xiǎn)廢物通常具有一定的腐蝕性、毒性和放射性，會(huì)損害人體健康。此外，危險(xiǎn)廢物種類繁多，性質(zhì)復(fù)雜，對(duì)環(huán)境和人體危害極大。因此，必須進(jìn)行有效控制。焚燒是危險(xiǎn)廢物處理的重要手段，其中回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)是當(dāng)前危險(xiǎn)廢物焚燒的主要技術(shù)手段，不但適應(yīng)能力強(qiáng)，而且還能適應(yīng)多種情況[1]。

2 危廢焚燒處理的設(shè)計(jì)難點(diǎn)

2.1 回轉(zhuǎn)窯結(jié)焦問(wèn)題

在進(jìn)行危廢焚燒處理設(shè)計(jì)時(shí)，因忽視回轉(zhuǎn)窯結(jié)焦問(wèn)題，處于焚燒狀態(tài)的回轉(zhuǎn)窯將被長(zhǎng)時(shí)間焚燒，從而使回轉(zhuǎn)窯的使用壽命大大縮短，同時(shí)，還出現(xiàn)焚燒停止的現(xiàn)象，廢物無(wú)法充分焚燒，必然會(huì)殘留大量廢渣，進(jìn)而污染空氣，無(wú)法取得理想的焚燒效果。另外，在危險(xiǎn)廢物焚燒過(guò)程中，設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)窯長(zhǎng)度相對(duì)較短，使焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的氣體和殘?jiān)鼰o(wú)法通過(guò)二級(jí)處理裝置，焚燒后回轉(zhuǎn)窯內(nèi)有大量殘余垃圾。如果不盡快發(fā)現(xiàn)和解決這一現(xiàn)象，無(wú)法保證所有危險(xiǎn)廢物焚燒的清潔。由此可見(jiàn)，如果設(shè)計(jì)不夠科學(xué)合理，不定期對(duì)回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行檢查，就不會(huì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)焦問(wèn)題和回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒不干凈的問(wèn)題。如果不能及時(shí)妥善處理相關(guān)問(wèn)題，危廢焚燒處理將無(wú)法有效完成。工人們經(jīng)常浪費(fèi)時(shí)間處理不干凈的垃圾，這不僅浪費(fèi)時(shí)間，而且增加了處理工作的負(fù)擔(dān)，回轉(zhuǎn)窯結(jié)焦面不斷膨脹，容易造成窯尾結(jié)焦。因此，應(yīng)盡快采取措施解決問(wèn)題。

2.2 鍋爐灰腐蝕問(wèn)題

由于鍋爐內(nèi)灰分較多，室內(nèi)環(huán)境條件較差。由于鍋爐內(nèi)積灰較多，鍋爐散熱器嚴(yán)重堵塞，使鍋爐溫度不斷升高，難以控制，易爆裂，造成大量危險(xiǎn)廢物外流，進(jìn)而對(duì)環(huán)境和空氣造成嚴(yán)重污染，同時(shí)危及相關(guān)人員身體健康。許多設(shè)計(jì)人員在具體設(shè)計(jì)工程中，往往忽略了鍋爐積灰問(wèn)題，并對(duì)排灰裝置的設(shè)計(jì)沒(méi)有給予足夠重視。另外，鍋爐灰的腐蝕會(huì)導(dǎo)致鍋爐表面泄漏。當(dāng)孔洞不斷擴(kuò)大時(shí)，會(huì)有大量廢物泄漏、廢氣排放，進(jìn)而嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境。如果處理不當(dāng)，腐蝕面積會(huì)不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致鍋爐表面嚴(yán)重腐蝕，勢(shì)必影響垃圾焚燒的進(jìn)度，難以有效完成危險(xiǎn)廢物的處理[2]。

3 具體的危廢焚燒處理工藝與技術(shù)

3.1 主要的工藝流程

危險(xiǎn)廢物的焚燒處理工藝主要是包括進(jìn)料系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)、預(yù)熱利用、煙氣凈化系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)，具體的流程可以如圖1所示。

圖1 危廢物焚燒的主要工藝流程

3.2 回轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)

回轉(zhuǎn)窯、二次燃燒室、除渣裝置和輔助系統(tǒng)是回轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)的組成部分。回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部物料主要以耐火材料為主，同時(shí)對(duì)危險(xiǎn)廢物的適應(yīng)性較強(qiáng)，能夠更加高效、安全地處理各類危險(xiǎn)廢物。通常來(lái)說(shuō)，在危險(xiǎn)廢物處理過(guò)程中，回轉(zhuǎn)窯的溫度需要控制在850～900 ℃范圍內(nèi)，主要由燃燒器的燃料量來(lái)有效調(diào)節(jié)控制溫度。二次燃燒室主要工作任務(wù)是進(jìn)一步處理回轉(zhuǎn)窯內(nèi)未完全燃燒的顆粒，使其完全燃燒后排放。此外，二次燃燒室的第二個(gè)功能是分離焚燒爐中的煙氣。這樣，煙氣中的有害成分就能得到一定程度的分解[3]。

3.3 余熱利用系統(tǒng)

二次燃燒室和急冷塔之間將會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)預(yù)熱鍋爐，其主要功能是收集煙氣，因?yàn)樵谖ｋU(xiǎn)廢物處理過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生大量高溫?zé)煔猓鋵?shí)，它是一種熱源，是一種資源，必須要及時(shí)回收和處理，進(jìn)而有效降低整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)大大降低尾氣處理的負(fù)荷。

3.4 煙氣凈化系統(tǒng)

煙氣凈化系統(tǒng)涵蓋內(nèi)容非常多。在急冷塔的急冷過(guò)程中，煙氣不僅可以降低溫度，還可以起到除塵的作用，同時(shí)，急冷塔底部還會(huì)排出少量粉煤灰。常用的干法脫酸方法是在袋式除塵器前的煙氣管道上設(shè)置一定的石灰粉脫酸反應(yīng)塔。通過(guò)這種方法，石灰粉可以與煙氣中的酸性氣體混合，從而有效去除大部分酸性氣體。所謂的活性炭吸附是指在袋式除塵器前裝上一定的活性炭噴射反應(yīng)器，之后有效吸附空氣中的粉塵。在危險(xiǎn)廢物焚燒系統(tǒng)中，袋式除塵器的優(yōu)勢(shì)非常明顯，不但能夠有效去除煙氣中的有害物質(zhì)，而且還是尾氣處理過(guò)程中必不可少的重要設(shè)備，因此，需要重點(diǎn)對(duì)袋式除塵器進(jìn)行設(shè)計(jì)。煙氣干法脫酸后還需要再經(jīng)過(guò)濕法脫酸塔的處理，只有這樣，才能達(dá)到深度脫酸效果。

4 危險(xiǎn)廢物處理設(shè)計(jì)難點(diǎn)及其處置措施

4.1 預(yù)處理系統(tǒng)

危險(xiǎn)廢物通常含有一些易燃物質(zhì)，為了防止危險(xiǎn)廢物破碎過(guò)程中可能發(fā)生的火災(zāi)和爆炸，有必要時(shí)刻留意破碎機(jī)。當(dāng)含氧量超過(guò)6%時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉閘門，起到一定的保護(hù)作用。

4.2 密封和處理進(jìn)料

回轉(zhuǎn)窯窯頭進(jìn)料系統(tǒng)極易誘發(fā)窯頭回火問(wèn)題，因此有必要設(shè)置雙液壓翻板門，以保證窯頭給料的安全。投料時(shí)要注意整個(gè)投料過(guò)程，使其始終在密封冷卻狀態(tài)下運(yùn)行，這樣才能確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性[4]。

4.3 回轉(zhuǎn)窯結(jié)焦問(wèn)題處理

以往回轉(zhuǎn)窯焚燒處理過(guò)程中，時(shí)常發(fā)生回轉(zhuǎn)窯尾部結(jié)焦。究其原因是回轉(zhuǎn)窯燃燒器位于窯頭，運(yùn)行時(shí)溫度相對(duì)較高，而廢料中的低熔點(diǎn)鹽燃燒后易形成熔融灰，當(dāng)灰渣靠近窯尾區(qū)域時(shí)，由于溫度已大大降低，熔融灰渣將被冷卻并粘結(jié)到窯尾區(qū)域耐火材料上。就此類問(wèn)題，相關(guān)工作人員進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，將回轉(zhuǎn)窯尾部與二次燃燒室直接連接，同二次燃燒室采用同一出渣口，設(shè)計(jì)大直徑出渣口，尺寸為3 300 mm×800 mm，方便大顆粒渣順利落下。同時(shí)，在運(yùn)行中二次燃燒室設(shè)置若干分燃燒機(jī)，以保證二燃室的溫度在1 100 ℃以上，同時(shí)有效提高回轉(zhuǎn)窯窯尾溫度。根據(jù)具體運(yùn)行參數(shù)，回轉(zhuǎn)窯窯尾溫度高達(dá)1 000 ℃以上，進(jìn)而有效保證爐渣從爐底直接進(jìn)入水封撈渣機(jī)內(nèi)。另外，在廢料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯焚燒前，還需要合理調(diào)配廢棄物配比。除了保證熱值的合理性外，還需要及時(shí)檢測(cè)分析其成分，對(duì)于含低熔點(diǎn)鹽的廢物，在入爐焚燒前必須進(jìn)行科學(xué)配比。在焚燒作業(yè)過(guò)程中，必須配備專業(yè)的操作人員有效監(jiān)督管理焚燒溫度，合理優(yōu)化調(diào)整一次風(fēng)和二次風(fēng)的比例，以確保焚燒的穩(wěn)定性。此外，操作人員還應(yīng)定期通過(guò)觀察鏡觀測(cè)窯尾結(jié)焦現(xiàn)象。一旦發(fā)現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象，必須第一時(shí)間更換燃點(diǎn)高、不含低熔點(diǎn)鹽類的廢物，之后通過(guò)提高窯尾溫度來(lái)緩慢融化窯尾結(jié)焦。

4.4 有效處理鍋爐積灰腐蝕問(wèn)題

危險(xiǎn)廢物焚燒期間，鍋爐積灰是普遍存在的問(wèn)題，其中以臥式布置的余熱鍋爐積灰最多。如果想要有效解決積灰和腐蝕問(wèn)題，可以采用蒸汽吹灰法妥善處理積灰。設(shè)計(jì)中應(yīng)合理控制過(guò)熱器內(nèi)煙氣溫度，過(guò)熱器管壁溫度不宜過(guò)高，以免發(fā)生腐蝕。此外，在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，還應(yīng)合理控制二次燃燒室的溫度，避免因溫度過(guò)高而造成過(guò)熱器腐蝕和污染物超標(biāo)等一些列問(wèn)題[5]。

4.5 妥善處理兩級(jí)濕法脫酸系統(tǒng)腐蝕問(wèn)題

洗滌塔和吸附塔能大大增加煙氣與反應(yīng)堿的接觸面積，從而延長(zhǎng)二者反應(yīng)時(shí)間。然后，將具有良好耐腐蝕性能的材料設(shè)置在內(nèi)部，通過(guò)一定的填充來(lái)有效降低腐蝕的可能性。對(duì)于洗滌塔和吸附塔體而言，可通過(guò)耐腐蝕的玻璃鋼材料，徹底解決腐蝕問(wèn)題，使所有循環(huán)管線都能擁有良好的耐腐蝕性，從而切實(shí)保證整個(gè)系統(tǒng)良好穩(wěn)定運(yùn)行。

4.6 采用循環(huán)立式水管鍋爐

在危險(xiǎn)廢物處理過(guò)程中，應(yīng)注意循環(huán)立式水管鍋爐的設(shè)計(jì)和布置，同時(shí)科學(xué)安裝實(shí)用鍋爐，保證鍋爐內(nèi)的粉塵能迅速排出危險(xiǎn)廢物處理管道，在經(jīng)過(guò)危廢處理后排放危廢物產(chǎn)生的氣體，從而有效控制污染源，避免粉塵過(guò)多。此外，在危廢物處理過(guò)程中，工作人員要盡可能多使用循環(huán)立式水管鍋爐，既能除灰，又能循環(huán)處理廢物，同時(shí)及時(shí)清理危廢物，能夠獲得良好的危廢處理效果。另外，循環(huán)立式水管鍋爐可自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度，避免鍋爐過(guò)熱[6]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，危險(xiǎn)廢物焚燒處理的充分程度能夠直接影響危廢焚燒作業(yè)效果。因此，文章有針對(duì)性地探究了危險(xiǎn)廢物焚燒運(yùn)行中存在的設(shè)計(jì)難點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出了合理可行的解決措施，并對(duì)危險(xiǎn)廢物焚燒運(yùn)行順利開(kāi)展具有積極意義，值得推廣和借鑒。