現(xiàn)代化危險廢物焚燒處置廠技術改進措施的探討

張國平

現(xiàn)代化危險廢物焚燒處置廠技術改進措施的探討

張國平

（上海燦州環(huán)境工程有限公司，上海200129）

危險廢物焚燒處置項目日益增多，但在技術方面仍然存在較大隱患，需要在安全、衛(wèi)生、節(jié)能和機械自動化方面做更多的改進，以建成真正意義上的現(xiàn)代化危險廢物焚燒處置廠。

危險廢物；焚燒；環(huán)保

1 技術背景

由于工藝細節(jié)、設計水平、運營管理水平，包括投資規(guī)模、環(huán)保檢測力度等多方面的原因，危險廢物焚燒工程項目存在很多不足之處，無法達到既定的和全面的環(huán)保檢測要求，有些項目雖然投產(chǎn)數(shù)年，卻一直無法通過環(huán)保驗收。這些不足體現(xiàn)在以下方面。

（1）危險廢物焚燒工藝通常采用回轉窯與二燃室燃燒模式，時常因廢棄物種類變化頻繁，造成潔凈燃燒難以組織，易回火、爆燃、漏風，爐溫忽高忽低不穩(wěn)定，停留時間不夠，易結焦，冒黑煙，耐火材料使用時間短，爐渣結團，含碳量超標現(xiàn)象成為常態(tài)。

（2）煙氣處理效率低，尤其排放煙氣中二惡英值超標，由于受潔凈燃燒技術和有害物質焚燒效率影響，加之防止再合成的急冷和活性碳的吸附環(huán)節(jié)達不到技術要求，很多已建成項目中二惡英排放值大多遠超過二惡英國家排放限制0.5 TEQng/m3，與歐盟標準0.1 TEQng/m3更是相差甚遠。

（3）危險廢物配伍不合理，熱值不穩(wěn)定，需要補充輔助燃料，加上設備故障率高，連續(xù)運行時間短等諸多原因，因此綜合運行成本高；為降低成本，運營方又會降低煙氣處理各種藥劑的用量，造成尾氣排放不達標。如此惡性循環(huán)，造成環(huán)保項目危害環(huán)境的情況。

（4）由于破碎機火花、回火和窯頭串風等原因，容易造成火災和人身安全事故，垃圾儲坑失火等安全事故情況頻發(fā)。

（5）不重視臭氣收集和處理，作業(yè)環(huán)境差，勞動人員易受到人身危害。

（6）蒸汽產(chǎn)生后無處利用，能源浪費情況嚴重。

為了進一步消除這些問題，筆者通過技術改進措施，提升危險廢物焚燒處置項目的運行環(huán)境，為危險廢物焚燒處置廠的提標改建和新建提供參考。

2 系統(tǒng)設置

常規(guī)的危險廢物焚燒處置廠系統(tǒng)設置如下：運輸貯存及配伍（固態(tài)、半固態(tài)和液態(tài)廢物）、自動跟蹤泡沫滅火系統(tǒng)、破碎系統(tǒng)、進料系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)（包括回轉窯、二燃室、余熱鍋爐、煙氣急冷系統(tǒng)、活性炭消石灰噴射系統(tǒng)、布袋除塵系統(tǒng)、濕法脫酸系統(tǒng)、煙氣加熱系統(tǒng)、灰渣及飛灰收集系統(tǒng)、公用工程系統(tǒng)（工藝水系統(tǒng)、輔助燃料系統(tǒng)、堿液循環(huán)系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)等）、動力配電系統(tǒng)、自控系統(tǒng)和煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)等。

3 設計理念及設計改進措施

針對現(xiàn)有技術的不足和基本設計要求，建成更為穩(wěn)定可靠的危險廢物焚燒處置廠。該焚燒處置廠在高效焚毀多種類型危險廢物的基礎上，可以確保各項排放指標均達到或者超過國家標準，且二惡英類物質排放可以達到歐盟標準。

3.1 物料貯存系統(tǒng)的改進措施

入爐廢物要先在危廢儲存區(qū)進行貯存和配伍，以均化熱值、水分以及硫、氯等污染物成分。危廢儲坑不僅是最大的安全隱患，同時也是臭氣的來源地。為了確保垃圾儲坑的安全性，并降低臭氣影響，提出以下改進措施。

3.1.1 增加自動跟蹤泡沫滅火系統(tǒng)

在儲坑內(nèi)增設了自動跟蹤泡沫滅火系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以定時巡掃儲坑內(nèi)各個位置，如果發(fā)現(xiàn)有火源，可以在30 s內(nèi)啟動泡沫滅火噴射系統(tǒng)，迅速向火源位置噴射大量泡沫滅火。該系統(tǒng)解決了儲坑內(nèi)火災不易被發(fā)現(xiàn)和難以滅火等問題，確保了危廢焚燒廠的安全，也避免了人進入儲坑滅火的不安全因素。

3.1.2 破碎系統(tǒng)安全保護措施

由于破碎過程中容易產(chǎn)生火花，落入垃圾儲坑中極易產(chǎn)生火災隱患。因此建議在破碎區(qū)域前后增設閘門，并可以通過制氮系統(tǒng)在閘門和破碎機主機之間空間連續(xù)注入氮氣，確保破碎的過程中處于惰性氣體環(huán)境，徹底杜絕火災產(chǎn)生隱患，提高安全等級，同時對于破碎機處理能力的影響也降低到最小。

3.1.3 除臭系統(tǒng)

危險廢物在儲存過程中會釋放大量有毒有害的惡臭氣體，并給整個廠區(qū)的環(huán)境帶來惡劣影響。特別考慮了增設除臭系統(tǒng)，將垃圾儲坑、滲濾液儲坑以及廢液暫存區(qū)等處的惡臭氣體經(jīng)臭氣風機收集后，再經(jīng)臭氣洗滌塔洗滌后排放。臭氣洗滌可以采用化學洗滌的方式，惡臭氣體由臭氣風機通過管道送入臭氣洗滌塔后，惡臭氣體自下而上穿過填料層，洗滌液由噴淋管上的噴頭均勻分布在填料上，水氣兩相在填料上得到充分接觸和反應，將惡臭物質轉移至液相，惡臭氣體得到凈化。

3.2 進料及焚燒系統(tǒng)的改進措施

3.2.1 進料系統(tǒng)改進

進料系統(tǒng)推薦采用上海燦州公司專有的技術——液壓進料系統(tǒng)裝置，該進料系統(tǒng)主要由進料料斗、溜槽、壓緊裝置、推料機、壓力滑板、液壓系統(tǒng)及相關密封組成，并設置有窯頭下灰口，并可以增加醫(yī)療提升進料裝置，廢液噴槍開口和廢藥瓶的投加口等設施，確保各類醫(yī)廢、廢液和固體廢物都可以同時焚燒處置。

3.2.2 回轉窯密封結構改進

為了保證完全燃燒，回轉窯密封結構起到了非常重要的作用。建議采用上海燦州公司專有的技術——組合式鋼柔性密封結構，長時間運行結果證明其具有良好的效果，避免了回轉窯因密封不佳造成的大量不可控制的漏風進入爐內(nèi)，擾亂了爐內(nèi)的氧含量和溫度場。

3.2.3 焚燒系統(tǒng)增設爐排設備

推薦采用回轉窯+窯尾爐排的二級燃燒技術，使焚燒殘渣的熱灼減率確保＜3%。該尾部焚燒爐排為往復式順推爐排，其緊接在回轉窯尾，從回轉窯排出的正在燃燒的殘渣直接掉落在該尾部爐排上，通過爐排的往復運動，逐步將來自回轉窯未燃盡的殘渣邊燃燒邊推動、翻動、向前慢速移動。

3.2.4 先進的控氧低氮燃燒技術應用

回轉窯密封、改進的進料系統(tǒng)、增設爐排的基礎上研發(fā)的控氧低氮燃燒技術，實現(xiàn)了回轉窯內(nèi)控氧燃燒、爐排上充分燃燒、二燃室無添加輔助燃料的充分燃燒，操作簡單，對進料要求更低，有效降低結焦情況出現(xiàn)，同時由于運行中無需添加輔助燃料，耐火材料的使用壽命也更長，對于運行成本降低效果非常明顯。

3.3 余熱利用系統(tǒng)的改進

余熱利用系統(tǒng)主體設備為單鍋筒膜式壁余熱鍋爐，該類余熱鍋爐設備已經(jīng)在大多數(shù)危險廢物焚燒處置系統(tǒng)中使用?；厥盏恼羝酂嵊捎诳偭坎⒉皇呛艽?，因此建議可以通過以下多種方式應用蒸汽余熱，實現(xiàn)能源的階梯回收利用。

3.3.1 充分考慮系統(tǒng)自身用汽

余熱鍋爐系統(tǒng)設置有分汽缸，可以同時向除氧器、空氣加熱器、煙氣加熱器等系統(tǒng)設備供氣，滿足系統(tǒng)自身用汽需求?？諝饧訜崞骱蜔煔饧訜崞骼谜羝謩e加熱空氣和煙氣，可用于輔助燃燒和消除煙氣中的白煙。

3.3.2 用于污泥干化

危廢廢物中包括有大量的危廢污泥，此類危廢含水量高（超過80%含水率），熱值低，少量可以配伍后進爐焚燒，如果危廢污泥量大，就需要添加輔助燃料，提高焚燒成本。因此在危險廢物焚燒廠可以特別考慮設計污泥干化系統(tǒng)，以提高對危廢污泥的處理能力。

針對危廢污泥，推薦采用雙軸槳葉式干燥機，熱源來自余熱鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽，通過槳葉式葉片的攪動和換熱，將濕污泥中水分蒸發(fā)，使?jié)裎勰鄰暮?0%降至40%以下，體積減少三分之二，熱值得到進一步提高，且為顆粒狀，更容易燃燒。

3.3.3 用于蒸汽發(fā)電設備

推薦采用螺桿膨脹發(fā)電機，可以充分利用小流量、低品質的蒸汽進行發(fā)電，該設備占地面積小，對蒸汽品質和穩(wěn)定性要求低，可以將系統(tǒng)中剩余蒸汽充分利用發(fā)電，產(chǎn)生的電量可以滿足廠內(nèi)近50%的自用電需求。

3.3.4 其他低品質蒸汽或熱源的回收利用

對于剩余無法充分利用或者已經(jīng)經(jīng)過利用的蒸汽及熱源，建議可以設置汽水換熱器，制備熱水，供車間冬天供暖或者平時洗澡及生活用水。

以上通過蒸汽余熱回收梯級利用，減少了能耗，降低了運行成本，將危險廢物焚燒產(chǎn)生的余熱做到了最大化的利用。

3.4 煙氣凈化系統(tǒng)的改進措施

3.4.1 高效干法脫酸系統(tǒng)的應用

常規(guī)危險廢物焚燒處置廠多采用半干法或者濕法脫酸系統(tǒng)，去除煙氣中的酸性氣體。半干法脫酸設備易出現(xiàn)結壁、脫酸效率低等問題；濕法脫酸雖然效率高，但是產(chǎn)生的大量含鹽廢水卻很難處理，污染問題依然非常嚴重。

因此推薦采用新型高效的干法脫酸系統(tǒng)。煙氣進入干法吸收系統(tǒng)的反應煙道，在反應煙道中，先后噴入NaHCO3和活性炭，充分反應吸收后，進入下游布袋除塵器。該系統(tǒng)再結合布袋除塵器設備，非常適用于中小規(guī)模的煙氣脫酸系統(tǒng)，脫酸效率可以達到99%以上，且運行簡單、維護方便，對于提高廠區(qū)的生產(chǎn)環(huán)境、降低污染物排放水平具有顯著的效果。

3.4.2 脫硝設備的應用

采用NSCR和SCR等脫硝設備裝置，可以有效降低氮氧化物的排放濃度，達到新的排放標準要求。

3.4.3 活性焦煙氣集成凈化系統(tǒng)

針對危廢焚燒處理中易產(chǎn)生二惡英及重金屬類物質，上海燦州公司專有技術的活性焦煙氣集成凈化裝置，可以有針對性、高效率地去除煙氣中的二惡英和重金屬類物質，其相關排放指標可以更好滿足國家標準。同時該裝置也兼具有一定的脫硫、脫銷及脫塵作用，可以進一步提高煙氣凈化能力，使得整套煙氣處理系統(tǒng)綜合能力達到國際先進水平。

經(jīng)過活性焦煙氣凈化裝置的煙氣，通過煙囪達標排放至大氣中。

3.5 灰渣收集系統(tǒng)的改進

焚燒產(chǎn)生的灰渣通過排渣機排出，收集后外運。在收集時，灰渣經(jīng)過排渣機掉到皮帶輸送機上，再通過磁選機將灰渣中的廢鐵吸出，廢鐵經(jīng)過打包機打包后外售，而剩余灰渣需送至填埋場填埋處置。通過改進，整套設備自動化操作，減輕了出渣工人的勞動強度，并可回收廢鐵資源，提高經(jīng)濟效益。

4 結語

對危險廢物焚燒處置廠在工藝設計方面做出的大量的改進和完善工作，不僅確保了危險廢物焚燒處置廠處理能力和水平都能充分滿足設計要求和國家的各項環(huán)保標準，而且在安全、衛(wèi)生、節(jié)能和機械自動化水平上都有了長足的進步，為建成國內(nèi)最為現(xiàn)代化的危險廢物焚燒處置廠奠定基礎。

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業(yè)技術創(chuàng)新基金資助項目：基于余熱回收梯級利用和灰渣、尾氣無害化處理技術的高效PLC智控危險廢物焚燒爐成套設備（1405H121900）

張國平（1979-），男，安徽蕪湖市人，碩士研究生，工程師，研究方向：廢物焚燒處置領域的研發(fā)、設計和管理工作。