危險廢物焚燒設施灰渣收集技術研究與實踐

李雅靜

（山西潞安化工集團煤基清潔能源有限責任公司，山西 長治 046200）

引言

所謂危險廢物，通常指已經(jīng)被列入到國家級危險廢物名錄內部的固體廢物或者是遵照國家級危險廢物鑒別技術標準和鑒別技術方法被認定成具備危險技術特性的固體廢物。在2019 年，我國具備使用效力的危險廢物經(jīng)營許可證總份數(shù)為3 220 份，全年共計核準針對危險廢物的處置數(shù)量、利用數(shù)量，以及收集數(shù)量為1.02×108t/a（其中核準的危險廢物收集總數(shù)量為1.201×107t/a），實際推進完成的針對危險廢物的處置數(shù)量、利用數(shù)量，以及收集數(shù)量為2.697×107t（其中包含的危險廢物收集總數(shù)量為5.70×105t/a），我國指向危險廢物處理技術領域的核準能力，以及實際化處理技術能力之間存在顯著差異。在2019 年全年實際推進完成處置技術環(huán)節(jié)，以及利用技術環(huán)節(jié)的總質量為2.542×107t 的危險廢物之中（不含來源于臨床醫(yī)學行業(yè)領域的危險廢物，以及存量危險廢物），資源化處置技術方式、填埋處置技術方式、焚燒處置技術方式、水泥窯處置技術方式，以及其他種類無害化處置技術方式對應的危險廢物數(shù)量比例分別為75%、6.2%、7.1%、4%和7.7%。借由針對上述數(shù)據(jù)展開分析，可以知道，我國現(xiàn)階段指向危險廢物的實際化焚燒處理技術環(huán)節(jié)總體數(shù)量規(guī)模為1.8048×106t/a，而伴隨著《危險廢物名錄》的更新修訂、指向綜合性處置技術方法提出的要求持續(xù)提升，以及來源于社會主體的資本投入數(shù)量持續(xù)增加，針對焚燒處置技術方式等無害化處置技術方式的投入數(shù)量占比，有可能會呈現(xiàn)出持續(xù)提升的變化趨勢[1]。

當前技術發(fā)展條件下，我國焚燒類危險廢物中包含的灰分物質含量通常介于22%～26%之間，原始灰渣量為4.332×105t/a（取值比例為24%），而在圍繞煙氣物質成分推進開展技術處理環(huán)節(jié)過程中，基于添加藥劑條件下的反應截留灰渣數(shù)量通常占據(jù)危險廢物焚燒處理總數(shù)量的8%～12%，該組成部分對應的灰渣數(shù)量為1.805×105t/a（取值比例為10%），故灰渣總量為6.137×105t/a。

現(xiàn)階段，我國指向焚燒灰渣管理技術工作領域的規(guī)范性文件，主要涉及國家標準文件GB 16889—2008《生活垃圾填埋場污染控制標準》和國家標準文件GB 18598—2019《危險廢物填埋污染控制標準》，且在感染類醫(yī)療危險廢物焚燒灰渣物質契合滿足國家標準文件GB 16889—2008 的技術控制要求前提下，可將其送入生活垃圾填埋場內部單獨推進開展分區(qū)填埋技術處理環(huán)節(jié)。對于其他種類的焚燒灰渣物質而言，應當要求其契合滿足國家標準文件GB 18598—2019 的技術要求，尚未經(jīng)由技術處理過程的飛灰物質在選擇采用密封包裝方法之后，可接續(xù)進入剛性填埋場，經(jīng)處理滿足入場技術控制要求的可進入柔性填埋場完成填埋過程。

1 危險廢物焚燒設施灰渣產生特性

1.1 焚燒設備線灰渣產生節(jié)點

當前歷史發(fā)展階段，我國危險廢物焚燒處理技術行業(yè)領域的污染控制標準體系、合規(guī)建設標準體系、運營監(jiān)管標準體系以及性能測試標準體系等標準體系建設和配置狀態(tài)均較為完善，焚燒處理技術設施內部實際選擇運用的主流技術工藝路線與灰渣排放節(jié)點設置結構大同小異，主流技術工藝流程中具體涉及包含回轉窯技術設備+二燃室技術設備+余熱鍋爐技術設備（非選擇催化還原技術方法SNCR）+急冷塔技術設備+干法塔技術設備+袋式除塵器技術設備+濕法塔技術設備+煙氣加熱器技術設備+煙囪技術組件等，其涉及的主要灰渣物質產生技術節(jié)點包含回轉窯焚燒爐技術設備位置（分體式）、二燃室技術設備灰渣排放口技術結構位置、余熱鍋爐技術設備卸灰閥技術組件位置、急冷塔技術設備卸灰閥技術組件位置和袋式除塵器技術設備灰斗排口技術結構位置等[2]，考慮到目前絕大多數(shù)回轉窯技術設備的尾部位置直接伸入二燃室內部，焚燒爐技術系統(tǒng)灰渣排放口技術結構在設置過程中僅關注考慮二燃室技術設備的底部位置。

1.2 焚燒灰渣性質及收集方式

我國已經(jīng)長期使用的危險廢物焚燒處理技術設施，通過前端配伍技術處理將絕大多數(shù)的危險廢物實現(xiàn)物料混合，但后端位置實際收集獲取的灰渣物質在基本性狀層面差別較大[3]，且集中且鮮明地反饋呈現(xiàn)在如下所述的幾個具體方面：在危險廢物焚燒技術處理活動具體推進過程中，進料在種類構成方面和基本性質層面的復雜性，影響制約了不同種類焚燒處理技術設施焚燒結束之后獲取的灰渣物質在基本的性質表現(xiàn)狀態(tài)存在明顯不同；相同技術控制條件下，焚燒爐技術設備設施爐內環(huán)境基于物態(tài)流場層面、溫度場層面以及湍流場層面所發(fā)生的具體變化，引致煙氣之中，伴隨著灰分進入的重金屬物質種類構成和體量規(guī)模展示出差異，繼而引致灰渣物質實際表現(xiàn)的基本物質性質展示出不一致性；煙氣物質基于不同種類凈化處理技術單元獲取的反應過程產物，因實際添加使用的藥物制劑種類不同和數(shù)量不同，間接上誘導具體獲取的灰渣物質，基于物理化學性質層面呈現(xiàn)出顯著差異。

遵照目前已經(jīng)獲取的相關性技術研究成果，在危險廢物焚燒處理技術設施具體運用過程中，基于二燃室技術設備底部位置、余熱鍋爐技術設備底部位置、急冷塔技術設備底部位置，以及除塵器技術設備底部位置等空間位置具體產生的灰渣物質，在溫度層面、均質度層面、含水率層面、外觀性狀表現(xiàn)特征層面、主要物質成分層面以及密封狀態(tài)層面、收集方式層面等多個具體層面均具備著顯著差別[4]。

2 危險廢物焚燒灰渣收集設計

2.1 某100 t/d 焚燒線灰渣產生計算

擇取某100 t/d 的回轉窯焚燒處理應用技術設施（其主要尺寸技術參數(shù)項目為Φ4.2 m×16 m，其傾角技術參數(shù)項目為1.5°，其窯內停留時間技術參數(shù)項目介于60～90 min 之間），被焚燒處置物料經(jīng)由配伍環(huán)節(jié)之后具備的基本技術特性如下：密度技術參數(shù)項目介于850～1 000 kg/m3之間，低位熱值技術參數(shù)項目為15.54 MJ/kg，含水率技術參數(shù)項目為26%，灰分技術參數(shù)項目為24%，C 元素含量技術參數(shù)項目為34.5%，氫元素含量技術參數(shù)項目為4.65%，氧元素含量技術參數(shù)項目為6.35%，氮元素含量技術參數(shù)項目為1%，硫元素含量技術參數(shù)項目為2%，氯元素含量技術參數(shù)項目為1.5%。

焚燒各系統(tǒng)藥劑添加量及灰渣產生量如下：（1）在二燃室設備技術位置，灰渣中反應物為CaO/SiO2/Al2O3，灰渣量技術參數(shù)項目為800 kg/h，干灰比例技術參數(shù)項目為64%。（2）在余熱鍋爐設備技術位置，需要添加使用的藥物制劑種類為尿素/氨水，灰渣中反應物為CaO/SiO2/Al2O3，灰渣量技術參數(shù)項目為20 kg/h，干灰比例技術參數(shù)項目為1.6%。（3）在急冷塔設備技術位置，需要添加使用的藥物制劑種類為Ca（OH）2溶液/水，灰渣中反應物為CaSO4/CaO/CaCO3，灰渣量技術參數(shù)項目為10 kg/h（可以忽略不計），干灰比例技術參數(shù)項目為0.8%。（4）在除塵器進口前端煙道技術位置，需要添加使用的藥物制劑種類為熟石灰/小蘇打+活性炭，灰渣中反應物為CaCO3/CaSO4/CaO+活性炭或者是Na2CO3/Na2SO4+活性炭，灰渣量技術參數(shù)項目為419 kg/h，干灰比例技術參數(shù)項目為33.6%。

2.2 通用灰渣收集輸送系統(tǒng)性能比較

通用狀態(tài)之下的灰渣收集輸送技術系統(tǒng)，大致可以被劃分為機械輸灰技術系統(tǒng)表現(xiàn)類型和氣力輸灰技術系統(tǒng)表現(xiàn)類型，其中機械輸灰技術系統(tǒng)內部主要包含螺旋輸送機技術設備、刮板輸送機技術設備、斗式提升機技術設備和空氣斜槽技術設備等，氣力輸灰技術系統(tǒng)主要包括正壓氣力除灰技術系統(tǒng)、低正壓氣力除灰技術系統(tǒng)、負壓氣力除灰技術系統(tǒng)和小倉泵正壓氣力輸送技術系統(tǒng)等[5]。

機械輸灰技術系統(tǒng)執(zhí)行的基本原理通常涉及四種：螺旋輸送機技術設備借由運用螺旋葉片技術組件的旋轉技術過程完成物料推移技術環(huán)節(jié)；刮板輸送機技術設備借由運用運動刮板鏈條技術組件連續(xù)性輸送散裝狀態(tài)的物料；斗式提升機技術設備屬于垂直輸送粉料的機械技術設備；空氣斜槽技術設備借由利用低壓空氣輸送蓬松狀態(tài)的粉料。

2.3 灰渣收集技術優(yōu)化應用實踐

現(xiàn)階段，我國正在運用的危險廢物焚燒處理技術設施尚不具備灰渣自動化收集技術系統(tǒng)，考慮到各干態(tài)排灰點的灰渣位置、性質、成分、產生量各不相同，一般灰渣量大的排灰點位置采用螺旋輸送機技術設備完成收集技術環(huán)節(jié)，灰渣量小的排灰點直接運用灰斗技術設備完成貯存過程，難以支持實現(xiàn)自動化運行技術效果，以及連續(xù)化運行技術效果[6]。

3 結語

針對機械輸灰技術模式和氣力輸灰技術模式開展全面性的比較分析環(huán)節(jié)，綜合性地考量分析能耗技術因素、輸送距離技術因素和輸送方向技術因素，小倉泵技術系統(tǒng)相較于其他技術系統(tǒng)，更加適宜充當危險廢物焚燒技術設施運行使用過程中產生的灰斗灰渣物質在收集環(huán)節(jié)運用的動力技術設備，其能夠有效且徹底地控制避免直接性接觸環(huán)節(jié)，有利于維持保障相對良好的勞動安全衛(wèi)生技術狀態(tài)；借由針對焚燒處理技術設施對應的灰渣收集系統(tǒng)技術工藝流程展開設計優(yōu)化環(huán)節(jié)，能夠有效控制減少螺旋輸送機技術設備、儲存灰斗技術設施，以及灰渣暫存庫技術設施等附屬性技術設施的配置數(shù)量，在完成調整工作環(huán)節(jié)之后，技術系統(tǒng)能支持實現(xiàn)自動化運行技術狀態(tài)，控制減少員工值守數(shù)量及其需要承擔完成的工作任務量。