危險廢物回轉(zhuǎn)窯焚燒處理工藝探討

王記

[摘要]工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，造成工業(yè)廢物的產(chǎn)生量日益飆升，從而促進了工業(yè)危廢處理行業(yè)的飛速發(fā)展。在工業(yè)危廢處理行業(yè)中，回轉(zhuǎn)窯因其適用性強、工藝相對簡單、操作性強等特點而得到廣泛應(yīng)用;同時，回轉(zhuǎn)窯的應(yīng)用也存在一些實際問題。本文將針對問題進行分析，以期為更好地提升回轉(zhuǎn)窯的運行質(zhì)量提供有價值的資料。

[關(guān)鍵詞]危險廢物;回轉(zhuǎn)窯;焚燒;處理工藝;煙氣凈化

引言

危險廢物具有毒性、易燃易爆性、腐蝕性、反應(yīng)性、感染性、放射性等危險特性。同時危險廢物的種類多、形態(tài)和化學(xué)成份均較復(fù)雜，熱值浮動范圍寬，含多種無機和有機及其它物料，所以要求系統(tǒng)具有較強的適應(yīng)性。根據(jù)危險廢物處理處置的國際通用原則，需針對各種類型危險廢物的特性采用綜合的處理處置方法，從安全性、經(jīng)濟性、技術(shù)可行性的角度出發(fā)，實現(xiàn)對危險廢物無害化、減量化、資源化的處理，而焚燒無疑是一種比較可靠、經(jīng)濟和安全有效的手段。

1回轉(zhuǎn)窯焚燒爐基本介紹

1.1定義及分類

所謂回轉(zhuǎn)窯焚燒爐，指的是鋼板制的圓筒狀本體內(nèi)增設(shè)襯爐的焚燒爐。它主要有三種形式，第一種即熔融爐和非熔融爐，前者焚燒溫度在1250℃左右，它支持高分子化合物、有機物在同一時間進行處理，后者燃燒溫度在1105℃左右;第二種按照氣、固體在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)流動的方向，分為順流爐和逆流爐，前者指的是氣流方向與廢物流動方向一致，后者指的是氣流方向與廢物流動方向相反，利用廢棄物溫度差異顯著，能在短時間內(nèi)完成水分蒸發(fā);第三種是帶耐火材料或非耐火材料的回轉(zhuǎn)窯焚燒爐。

1.2應(yīng)用優(yōu)勢及系統(tǒng)組成

回轉(zhuǎn)窯主要由筒體、窯頭、前密封、前托輪及輪帶、傳動機構(gòu)、減速機、大小齒輪、后托輪及輪帶、耐火材料、窯尾及后密封等構(gòu)成。

回轉(zhuǎn)窯焚燒爐能夠適應(yīng)不同尺寸、不同危險程度的固體、液體廢物，對危險廢物成分復(fù)雜性和不可預(yù)測性具有較強的適應(yīng)能力，可以同時焚燒多種廢棄物。

回轉(zhuǎn)窯主體是一個臥式并可旋轉(zhuǎn)的圓柱型筒體，外殼用鋼板卷制而成，內(nèi)襯特制耐火、隔熱保溫材料，具有良好的抗酸性物質(zhì)侵蝕、抗磨損和隔熱能力，并可根據(jù)焚燒物料的特性來調(diào)整耐火磚的砌筑方法，以保證耐火材料的耐久性?；剞D(zhuǎn)窯實際設(shè)計的過程中，應(yīng)做好傾斜度、長度以及轉(zhuǎn)速等各個方面的配合，同時，合理設(shè)置停留時間，其中，最佳斜度在1.5°左右，最佳停留時間在0.5～2h，同時也應(yīng)考慮配風(fēng)的合理性，使窯內(nèi)的危廢垃圾處于欠氧燃燒狀態(tài)，產(chǎn)生大量的一氧化碳，在二燃室進一步燃燒，從而保證窯內(nèi)溫度不宜過高，而二燃室內(nèi)的溫度達到1100℃。

2回轉(zhuǎn)窯焚燒爐存在問題

第一，殘渣處置自動化程度低，必須人工出渣和包裝，勞動強度大，且殘渣溫度高，造成一定量的熱損失。第二，回轉(zhuǎn)窯采用窯頭進料，泄漏幾率大，雖然窯內(nèi)采用負壓工藝，窯頭負壓為-20～-50pa，但在焚燒過程中，因危廢成分復(fù)雜，造成窯內(nèi)壓力波動大，會出現(xiàn)正壓泄漏煙氣的情況。第三，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熱負荷大，且固體危廢在窯內(nèi)不斷翻滾，對耐火磚磨損較大，檢修頻率高，經(jīng)統(tǒng)計剛玉莫來石耐火磚在窯內(nèi)的使用壽命僅為1～1.5年，大修工期長，成本高。第四，焚燒爐對于被焚燒物料的形態(tài)要求比較高，體積較大的固體危廢需要預(yù)先經(jīng)過篩選和破碎，如果達不到要求會出現(xiàn)燃燒不充分的問題[2]。

3危險廢物回轉(zhuǎn)窯焚燒工藝

3.1工藝流程

危險廢物回轉(zhuǎn)窯焚燒工藝系統(tǒng)主要包括進料系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)（燃料、藥劑制備、軟化水制備、壓縮空氣、灰渣收集、煙風(fēng)系統(tǒng)等）。

3.2回轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)

3.2.1回轉(zhuǎn)窯

回轉(zhuǎn)窯的主體采用鎮(zhèn)靜鋼板卷焊制成，輪帶和齒圈處采用厚鋼板卷焊制成，并進行局加強。輪帶、支持滾輪、軸承、輪帶與支持滾輪都是用來支撐窯的重量用?；剞D(zhuǎn)窯設(shè)有2組輪帶，輪帶是套在窯殼上，它與窯殼間并沒有固定，窯殼與輪帶之間設(shè)有一塊鐵板隔開，使輪帶與窯殼間保留一定間隙，不能太大也不能過小。如果間隙太小，窯殼的膨脹受到輪帶的限制，窯耐火材料容易破壞。如果間隙太大，會使窯殼變形，導(dǎo)致耐火材料損壞。

回轉(zhuǎn)窯是慢速轉(zhuǎn)動的設(shè)備，載荷的特點為：恒力矩;起動力矩大;要求均勻地進行無級變速。回轉(zhuǎn)窯主傳動采用齒輪傳動，配置有輔助傳動裝置，變頻調(diào)速。電機的轉(zhuǎn)速都比較高，而回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速一般都在0.1～2.0rpm左右。兩者間需要有減速機進行減速傳動?；剞D(zhuǎn)窯的小齒輪要與大齒輪之間留有合適的間隙，來適應(yīng)窯體的串動。若兩者間隙太小，則容易發(fā)生磨損等現(xiàn)象。小齒輪安裝在大齒輪斜下方，小齒輪受水平與垂直兩個方向上的力，基座受的水平力就小些，延長使用壽命。大齒輪由兩半經(jīng)螺栓聯(lián)接組成，大齒輪通過彈簧片與窯殼連接而具有一定的彈性，可以保持平穩(wěn)運行，減少開、停窯過程對大小齒輪的沖擊，延長使用壽命。

3.2.2二燃室

二燃室主要由下箱體、上筒體、高溫水平煙道、緊急排放煙囪、支撐鋼架、爐墻吊架、檢查門、二次風(fēng)口、燃燒器口等設(shè)施組成。當(dāng)焚燒廢物投入回轉(zhuǎn)窯時，二燃室運行溫度至少保持在1100℃。溫度測溫點位于二燃室出口處，控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)燃燒器啟停及燃燒器火焰大小來保證溫度要求。

緊急排放煙囪是為確保安全而設(shè)置的應(yīng)急設(shè)備;采用自動啟閉形式。為保證系統(tǒng)的安全性，在燃燒過程中即使發(fā)生爆燃，爐內(nèi)壓力也能自動開啟得到釋放，避免發(fā)生安全事故。緊急煙囪的主要作用是當(dāng)焚燒爐內(nèi)出現(xiàn)爆燃、停電等意外情況，緊急開啟的緊急排放煙囪，避免設(shè)備爆炸、后續(xù)設(shè)備損害等惡性事故發(fā)生。

3.2.3余熱利用系統(tǒng)

余熱鍋爐是一個將余熱回收轉(zhuǎn)換后再用于工藝系統(tǒng)和其它用熱的節(jié)能裝置，也是一個確保煙氣中含水量不超過布袋水份要求的把關(guān)設(shè)備，它是危險廢物焚燒處理線上的一個重要設(shè)備。余熱鍋爐能有效地實現(xiàn)對煙氣的降溫，將煙氣500℃以上的余熱轉(zhuǎn)換為一定參數(shù)的飽和蒸汽。只要煙氣中含氧量在一定范圍內(nèi)（6～10%），鍋爐能回避受熱面金屬煙氣側(cè)的高溫和低溫腐蝕，即使被焚燒的固廢含高硫甚至高氯也不會對鍋爐材料的使用壽命產(chǎn)生明顯的影響。余熱鍋爐通常采用單鍋筒+全膜式壁結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)鍋爐最大特點是即使在煙氣成分及煙氣量有較大波動時，鍋爐蒸發(fā)量和出口煙氣溫度均可控制在相對較小波動范圍。

3.2.4煙氣凈化系統(tǒng)

1）活性炭噴射反應(yīng)器合理安裝于煙氣管路，由于其比表面積較大，即使所提供量過少，只要接觸時間足夠，同樣能夠達到高效吸附的作用，起到高效凈化的作用，并最終將二噁英有效吸附。2）布袋除塵器主要包括進風(fēng)均流管、卸灰裝置、箱體、支架濾袋、灰斗、噴吹裝置等，含塵煙氣由進風(fēng)口進入風(fēng)道，在氣流分配機構(gòu)作用下，煙氣均勻分配進入各過濾進風(fēng)管，擋板的折擋使得較大的塵粒由于慣性和重力的作用直接落入灰斗，未掉落的塵粒隨氣流上升進入過濾室。在濾袋表面塵餅的過濾作用下，煙氣塵粒被阻隔在濾袋外側(cè)，凈化后的煙氣由濾袋內(nèi)部進入凈氣室，再通過提升閥匯聚到出風(fēng)總管，然后通過系統(tǒng)風(fēng)機排入大氣。

結(jié)束語

回轉(zhuǎn)窯焚燒處理危險廢物具有適應(yīng)性廣、運行可靠、管理操作方便、焚燒徹底等優(yōu)點，得到廣泛的應(yīng)用。由于危險廢物種類較多、成分復(fù)雜，焚燒煙氣中的有害成分很難用單獨一種方法去除，所以合理選用煙氣處理工藝才能使煙氣達標(biāo)排放。

參考文獻

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