摘要：目前我国主要采用回转窑焚烧系统来处理危险废弃物,焚烧后,废弃物中的有毒物质应彻底焚毁,烟气中的有毒有机物在高温下燃尽后应满足《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484-2001）（征求意见稿）的限值。危险废弃物处置采用回转窑炉热解及二级燃烧室焚烧法,用多种入料方式处理复杂废弃物,高温焚烧能使有害物质充分分解,实现无害化、减量化、资源化。
关键词：危险废弃物；焚烧装置；优化配置；应用
随着时代的发展，我国工业行业的发展速度逐渐提升，随之而来的还有大量的危险固体废弃物，如果不对其展开有效的处理处置，则会严重影响周围环境，甚至出现环境污染的情况。目前，我国在处理处置危险固体废弃物的过程中，仍然存在处理处置效率不高等问题，进而影响最终危险固体废弃物的处理质量。
1工作原理
焚烧处理法是我国处理危险固体废弃物的传统方法，焚烧处理需要的设备为焚烧炉，根据处理要求以及方式的不同，焚烧炉分为多种类型，本文将重点对旋转式焚烧炉以及回转窑焚烧炉展开研究。旋转式焚烧炉通常情况下对体积较大或者形状不规则的危险固体废弃物展开处理，在运行过程中使焚烧炉中的危险固体废弃物不断翻转，危险固体废弃物不断暴露在火中，最终达到完全燃烧的目的。由于危险固体废弃物的成分较为复杂，部分成分具有较强的腐蚀作用，因此在处理过程中需要严格控制危险固体废弃物的焚烧温度，通常情况下需要在1100摄氏度以上，并且气体需要在1100摄氏度的高温炉内停留2秒钟以上，这种方式才能够保证危险固体废弃物充分燃烧，同时避免危险固体废弃物中的二噁英等剧毒物质随气体进入到大气中。
危险废弃物焚烧装置由回转窑、二级燃烧室及控制系统组成。废弃物从回转窑筒体高端的下料管喂入窑筒体内,倾斜的窑筒体缓慢地回转,使物料产生一个既沿着圆周方向翻滚,又沿着轴向从高端向低端移动的复合运动,停留时间约60min。回转窑的煅烧温度范围为800~900摄氏度,确保危险废弃物被彻底焚烧成高温烟气和灰渣。灰渣从筒体低端卸料,通过风冷系统冷却后排出。高温烟气中未燃尽的可燃气体从窑尾进入二级燃烧室再次燃烧,燃烧温度范围为1100~1200摄氏度,高温烟气进入二级燃烧室的停留时间在2.5s以上,能彻底分解有害气体,确保入焚烧系统的危险废弃物充分彻底地燃烧完全。
监测回转窑和二级燃烧室室内温度、压力及含氧量,适时调整供风系统,确保焚烧炉稳定运行,必要时可启动助燃系统补燃。
2危险废弃物焚烧装置优化配置措施
2.1固定炉排焚烧炉
固定炉排焚烧炉,又叫做箱式垃圾焚烧炉。该炉内设有固定的炉排。其炉排的方式有诸多种类,有水平式固定炉排路、倾斜式固定炉排炉、圆弧曲面式固定炉排炉。一般采用倾斜式固定炉排炉,垃圾从炉门口由人工直接投入燃烧室进行燃烧、去渣和拨火。这种固定炉排炉成本低,它的主要缺陷在于人工投料和除渣操作对垃圾无搅拌,造成焚烧效果较差,易结块,以及操作过程中工人的劳动强度大、工作条件恶劣等。
2.2多层床焚烧炉
多层床焚烧炉的炉体是一个垂直的内衬耐火材料的钢制圆筒，内部分成许多层，每层是一个炉膛。炉体中央装有一顺时针方向旋转的双筒的带搅动臂的中空中心轴，搅动臂的内筒与外筒分别与中心轴的内筒和外筒相连。搅动臂上装有多个方向与每层落料口的位置相配合的搅拌齿。炉顶有加料口，炉底有排渣口，辅助燃烧器及废液喷嘴则装置于垂直的炉壁上，每层炉壳外都有一环状空气管线以提供二次空气。多层床焚烧炉由于固体停留时间长，炉内温度反应很慢，温度调整时间长，移动的主轴及搅拌杆易因摩擦、热乏及腐蚀而损坏，出料口易被炉内形成的大块物体堵塞，因此维护费用高，炉壁受间歇性进料及废物中的水分所产生的热震影响，易于损坏耐火砖更换频繁。不适于处理需高温焚烧的有机物或低熔点无机盐类含量高的废物。
2.3 回转窑焚烧炉
回转窑焚烧系统由回转窑和一个二次燃烧室组成，以确保废物燃烧完全。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆回转窑本身是用来沸化及氧化废物中的可燃物，废物中的惰性固体则随着窑体的转动向另一端移动，然后由底部排出。沸化的蒸汽及燃烧气体经过回转窑后端，进入二次燃烧室在高温下再进行氧化。二次空气用鼓风机供风，以增加空/燃比及湍流程度。回转窑和二燃室都设有辅助燃烧器以维持炉内温度稳定。同时，在回转窑窑头和二燃室设有废液喷嘴，液态的危险废物可以通过喷嘴喷入装置内焚烧处理。
按气体、固体在回转窑内流动的方向，回转窑焚烧炉分为同向及逆向两种。逆向式的回转窑焚烧炉气、固体混合及接触较佳、传热效率高、利于增大燃烧速率，但是由于气、固体相对速度较大，废物燃烧气体在回转窑内停留时间较短，增大了二燃室的燃烧负荷。同向式回转窑焚烧炉形不仅适于固体废物的输入及前置处理，同时可以增加气体的停留时间，容易实现密闭性。目前大多数处理危险废物的回轉窑焚烧炉为同向式。
根据窑内灰渣物态及温度范围，回转窑可分为干灰式及熔渣式。干灰式回转窑内的温度低于1000℃，窑内固体尚未熔融，仍为固体灰渣。熔渣式回转窑内温度可能高达1350℃，固体废物中的惰性物质除高熔点的金属及其化合物外，皆在窑内熔融，因此焚烧程度比较完全。熔融的流体由窑内流出，经急速冷却后凝固。由于这种类似矿渣或岩浆的残渣，颗粒大，重金属浸出浓度较干灰式回转窑所排放的灰渣低，欧洲有一些熔渣式的焚烧炉，美国仅有少数几座，它的主要用途是销毁含多氯联苯废物。然而根据实际的经验，熔渣式回转窑运转比较困难，如果温度控制不当，窑壁上可能附著不同形状的矿渣，熔渣出口容易堵塞。另外焚烧温度高，能耗比较大。
回转窑焚烧炉炉型技术成熟，操作简单灵活，适用于处理各种不同形状的固液体废物，还可以处理低熔点的危险废物。回转窑可以分别接受固体及液体进料，也可以将桶装或大形块状固体废物直接送入窑内处理。窑内气体湍流程度高，气、固体接触良好，窑内无移动的机械组件，保养容易。窑内固体停留时间可以由回转窑转速的调整而控制。
2.4密封装置
回转窑密封装置采用双层薄钢片结构,薄钢片的柔度更能适应筒体的偏摆窜动。在两层钢片间填夹陶瓷纤维毡,内层钢片摩擦部位焊有耐磨层,提高了密封效果,延长了使用寿命。
2.5二级燃烧室
二级燃烧室增加了一个裂解炉烟气入口。裂解炉烟气入口安装在下筒体,安装高度与回转窑窑尾入口齐平,从平面上看,与回转窑窑尾入口成垂直方向。这样既可处理回转窑焚烧的高温烟气,也可处理裂解炉焚烧的高温烟气。二级燃烧室可同时应用于两个焚烧系统,节约了设备成本和运行成本。二级燃烧室筒体中间设有缩口,能使回转窑和裂解炉的两种烟气混合均匀。
二级燃烧室设有余热二次风供风管路,二次风对烟气气流进行扰动,从而延长烟气停留时间,同时对烟气燃烧进行补氧。
分析结果表明,通过增加缩口和二次风的扰动,上部筒体的气流速度较低,延长了烟气的停留时间;上部筒体内的温度分布比较均匀,避免了出现局部过热的情况。
二级燃烧室底部设有风冷排渣装置,可及时将灰渣排出,防止积灰。同时,冷却风也能对二级燃烧室进行补氧。风冷排渣装置由两部分组成,上部的一排齿辊将大块灰渣打碎,防止大块灰渣下落时对下部设备造成大的冲击,同时使灰渣粒径均匀，防止设备卡滞现象;下部布置有冷风管道,冷风持续吹入,对高温灰渣进行快速冷却。
结论
根据危险废弃物物料的特性,选择不同的入料方式,通过改进二级燃烧室的结构,使得回转窑燃烧后的烟气,在二级燃烧室内与二次燃烧空气混合,达到烟气的完全燃烧。增加的监控装置,能够实现对危险废弃物焚烧装置的实时监控。重新选择的耐火材料,使得回转窑和二级燃烧室的外部温度保持在175℃以上,以防止酸性气体侵蚀筒体。改进后的危险废弃物焚烧装置,窑内废弃物焚烧效果好,实现了尾气的安全达标排放,具有较好的推广价值。
参考文献：
[1]周苗生，汤国伟.危险废物回转窑焚烧系统的工艺设计[J].环境污染与防治，2017，23（6）：299-301.
[2]张东伟，杨红芬，高明智.危险废物回转窑焚烧系统工程概述[J].中国环保产业，2017（10）：56-58.
论文作者:迟友为
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/11
标签：废弃物论文; 燃烧室论文; 回转窑论文; 固体论文; 烟气论文; 危险论文; 焚烧炉论文; 《电力设备》2018年第30期论文;