危險廢物焚燒處置工藝

文_應(yīng)杰 魯郁馨 杭州杭新固體廢物處置有限公司

1 危險廢物處理技術(shù)概述

1.1 物理處理技術(shù)

物理處理技術(shù)就是采用濃縮或者是相變的方式使危險廢物形態(tài)發(fā)生改變，促使廢料體積減小并產(chǎn)生相應(yīng)的濃縮殘渣，便于存儲、運輸以及利用，這種技術(shù)在深度處理處置前的預(yù)處理使用中較為常用。增稠、萃取、液固分離、破碎、分選等是比較常見的工藝。應(yīng)用范疇包括石棉的壓實，含重金屬污泥的脫水濃縮等。

1.2 化學(xué)處理技術(shù)

通過化學(xué)方法對將危險廢物化學(xué)性質(zhì)進行改變就是化學(xué)處理技術(shù)，通過這種處理方式使危險廢物的危害性以及有害成分有效降低，或者是將其轉(zhuǎn)化成另一種形態(tài)，再進行進一步處理。其中酸堿中和、重金屬沉淀以及化學(xué)氧化還原等是比較常見的化學(xué)處理技術(shù)。在氰化物、重金屬廢液以及無機廢物等的處理上應(yīng)用較多，廣泛應(yīng)用于電鍍、冶金以及化工等工業(yè)中。

1.3 生物處理技術(shù)

通過微生物對廢物當(dāng)中的可降解有機物進行分解就是生物處理技術(shù)，這種技術(shù)可實現(xiàn)綜合利用或者是無害化。該技術(shù)對有機物污染的土壤有一定的修復(fù)作用，可以通過土壤當(dāng)中多種微生物分解廢物，將其中的有害物質(zhì)消除。

1.4 熱處理技術(shù)

熱處理技術(shù)就是以高溫的方式對廢物當(dāng)中的有機、毒害物質(zhì)進行破壞，以此實現(xiàn)無害化和減量化。熔融或燒結(jié)、熱解氣化、焚燒等是比較常見的幾種熱處理技術(shù)。

1.5 安全填埋處置技術(shù)

危險廢物的處置中最終方式就是安全填埋，這種技術(shù)基于傳統(tǒng)垃圾衛(wèi)生填埋。危險廢物對于環(huán)境有極大的危害性，所以危險廢物的填埋場結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的安全措施和一般的垃圾填埋場相比嚴(yán)格的多，對于典型的安全填埋場來說，采用的主要是先地下后地上的一種填埋方式，通過天然以及人工屏障，達到危險廢物和生態(tài)環(huán)境相互隔離的目的。

2 危險廢物焚燒機理及處置工藝

2.1 危險廢物焚燒機理

燃燒根據(jù)其反應(yīng)物的形態(tài)可分為均相與非均相燃燒，一般而言氣體燃料燃燒是一種均相燃燒的過程，而液體以及固體燃料燃料則是一種非均相燃燒的過程。

其中均相燃燒涉及到燃料和氧化劑分子進行質(zhì)量交換的擴散以及混合物發(fā)生反應(yīng)的兩個過程，分別為物理和化學(xué)過程。物理過程較長的話，那么由擴散的時間來決定其燃燒的時間，被稱為“擴散燃燒”；相反，由化學(xué)反應(yīng)速率來決定其燃燒的時間，那么就是“動力燃燒”。

在高溫燃燒下的化學(xué)反應(yīng)速度較快，分別提供空氣還有燃料，讓其在進入爐內(nèi)之后進行混合并燃燒，那么不管混合過程如何，化學(xué)反應(yīng)的時間總是會少于擴散的時間，因此這個時候的燃燒就是擴散燃燒。當(dāng)提前將燃氣還有全部的助燃空氣進行均勻混合之后送進爐內(nèi)進行燃燒，由于擴散的時間是0，不管化學(xué)反應(yīng)有多快，依然是決定燃燒時間的一個主要因素，因此這個時候的燃燒就是動力燃燒。

而非均相燃燒可以理解成是在均相燃燒的基礎(chǔ)上其燃燒現(xiàn)象更多，而且也更為復(fù)雜。從類型上來看還是屬于擴散燃燒，采用的是一種紊流擴散燃燒的形式。

2.2 危險廢物焚燒處置工藝

垃圾的焚燒技術(shù)涉及到回轉(zhuǎn)窯式燃燒技術(shù)、流化床燃燒技術(shù)以及層狀燃燒技術(shù)，而危險廢物的處理中最常用的則是回轉(zhuǎn)窯式燃燒技術(shù)。但是，如果只采用單一技術(shù)，有機物焚燒的去除率，以及殘渣的熱灼減率等無法達到國家標(biāo)準(zhǔn)。因此，采用組合式的焚燒爐（回轉(zhuǎn)窯、二燃室、爐排爐）可有效彌補只采用一種方法的不足。

該焚燒爐不僅保留了回轉(zhuǎn)窯適應(yīng)力強以及運行穩(wěn)定可靠的優(yōu)點，并借助二燃室還有爐排爐對煙氣及廢渣在高溫下進行持續(xù)燃燒，使廢棄排放得到了有效降低。

其工藝流程為：危險廢物首先在回轉(zhuǎn)窯的頭部完成氣化，然后在中部完成熱解燃燒，裂解則在尾部完成，經(jīng)過多次循環(huán)讓危險廢物變成可燃氣體還有廢渣的形式；緊接著在爐排上對廢渣進行持續(xù)高溫燃燒，一直到燃盡。在二燃室內(nèi)完成可燃氣體的完全燃耗，從而快速分解原有有機物，使其成為無機物。

該過程中需要注意以下事項：①在回轉(zhuǎn)窯中應(yīng)加入少量空氣，使有機物分解和溫度得以平和，轉(zhuǎn)窯內(nèi)“結(jié)焦”問題盡量避免。②適當(dāng)?shù)卦跔t排中加入爐排風(fēng)，以確保焚燒充分。③對可燃氣體進行處理的時候，空氣一定要充足，以確?？扇細怏w燃燒充分，將有機物有效轉(zhuǎn)化成無機物。④在整個過程中焚燒爐內(nèi)氣壓應(yīng)處于微負壓的狀態(tài)。

3 危險廢物焚燒煙氣凈化工藝

3.1 凈化工藝選擇

本文只針對危險廢物焚燒之后產(chǎn)生污染物中的硫化物的脫除進行分析。煙氣脫硫工藝主要包括如下幾種：

3.1.1 濕法脫硫

濕法脫硫工藝相對比較成熟，如石灰-石膏法，是通過碳酸鈣漿液或者是它的水溶液來作為脫硫劑的，其生成的亞硫酸鈣呈現(xiàn)狀態(tài)是濕態(tài)，在水溶液或者是漿液中存在。濕法脫硫工藝優(yōu)點頗多，如效率高、設(shè)備簡單以及反映迅速等，不過也存在一些缺點，如系統(tǒng)維護費用較高、易造成二次污染等。

3.1.2 干法脫硫

干法脫硫技術(shù)指的是其脫硫劑處于干態(tài)，其脫硫的最終產(chǎn)物也是干態(tài)，這種方法也有很多優(yōu)點，如凈化之后的排煙溫度高以及在整個過程中溫度沒有明顯降低等，不過也存在一些不足之處，如設(shè)備龐大、效率低以及反映慢等。

3.1.3 半干法脫硫

半干法脫硫技術(shù)指的是其脫硫劑為漿液或者是堿水溶液，最終的生成物是干態(tài)。其優(yōu)點是效率高企業(yè)反映迅速，不僅如此其因為有干法無污水廢液產(chǎn)物易處理的優(yōu)點受到了更多人的關(guān)注。

3.2 半干式噴霧干燥法煙氣脫硫工藝

蒸發(fā)干燥的過程是一種物理變化的過程，在干燥的過程中，發(fā)生變化的包括漿滴溫度、速度、含水量以及尺寸，還有濕度以及煙氣溫度。而漿滴性質(zhì)的變化對反應(yīng)表面和傳質(zhì)阻力的大小有直接的影響，也會影響反應(yīng)過程。其蒸發(fā)過程通常包括恒速干燥、第一期降速干燥以及第二期降速干燥。其中，漿滴表面在恒速期非結(jié)合水較為充分，水表面的汽化速度決定其蒸發(fā)速度，隨著蒸發(fā)的不斷進行，漿滴的粒徑也有所減小。當(dāng)其減小到能夠讓分散的懸浮顆粒相互接觸導(dǎo)致顆粒運動受到限制的時候，物料的表面對于全部的濕潤不能維持，部分表面汽化的是結(jié)合水，此時蒸發(fā)速度就由漿滴表面速度決定，當(dāng)顆粒的溫度不斷上升時就到了第一降速干燥期，也就是不飽和表面干燥的階段。第二降速干燥期是從漿滴表面都沒有結(jié)合水的時候開始的，該階段物料中水分移動速度決定汽化速度，汽化面從表面逐漸向干燥的漿滴內(nèi)部進行移動，其所需熱量就會通過已經(jīng)干燥的固體顆粒逐漸傳遞到汽化面。干燥過程的結(jié)束體現(xiàn)在顆粒含濕量和煙氣當(dāng)中的溫濕度達到平衡。

3.3 除塵器

3.3.1 靜電除塵器

靜電除塵器的內(nèi)部是集塵板還有一系列交錯組合的負電極，當(dāng)帶有粒狀污染物的煙氣沿著水平方向經(jīng)過集塵區(qū)段的時候，在電場感應(yīng)下粒狀物就會帶負電，在電場引力的作用下，又會逐漸移動到集塵板而被收集。在集塵板上通過“敲擊”的方式產(chǎn)生震動，將吸附在集塵板上的粒狀物震落，最終落到除塵器底部的飛灰收集的漏斗上。

3.3.2 布袋除塵器

帶有煙塵的煙氣通過濾布，將煙塵分離，除塵效率高，其中濾布包括聚丙烯、聚酷等織布還有摻入毛氈的耐熱尼龍以及玻璃纖維等。

4 結(jié)語

焚燒是目前處置危險廢物一種最為便捷且有效的技術(shù)，同時是實現(xiàn)廢物減量化最佳的一種方式。對于危險廢物的處置除了要選擇相對有效的處置工藝外，針對其處置之后的再凈化也尤為重要，必須選取相對合理且有效的凈化工藝。同時，相關(guān)部門也應(yīng)加強對危險廢物的監(jiān)管，針對危險廢物的處置行為應(yīng)予以規(guī)范，采用現(xiàn)代化和高科技相結(jié)合的管理手段，最大限度地降低環(huán)境污染。