危險廢物焚燒處置項目系統(tǒng)設計與應用

董 鈺

（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）

0 引言

所謂危險廢物，通常指的是在工業(yè)生產過程中產生的、能夠對自然生態(tài)環(huán)境施加污染破壞作用的有害化學物質。伴隨著我國國民經濟的發(fā)展，及工業(yè)化進程的持續(xù)推進，危險廢物的實際產生數量，正在呈現出逐年增加變化趨勢，間接導致對危險廢物處置技術提出更高的要求[1-2]。焚燒處置技術方法，其主要特點在于能夠發(fā)揮程度顯著的減量化技術效果，以及技術應用過程無害化程度相對較高，因此，焚燒處置技術方法成為推進開展危險廢物處置工作過程中可供選擇運用的主要技術方法[3-5]。源于焚燒處置技術系統(tǒng)需要承擔指向危險廢物的無害化處置技術任務，推進開展指向危險廢物焚燒處置應用技術設施的科學化與合理化設計工作環(huán)節(jié)，控制維持其安全穩(wěn)定有效運行技術狀態(tài)，規(guī)避因危險廢物焚燒處置技術過程引致發(fā)生的二次環(huán)境污染問題，發(fā)揮著極其關鍵且不容忽視的影響作用[6-7]。鑒于上述研究背景，本文以我國某正在運用的25 000 t/a 規(guī)模的危險廢物焚燒處置技術設施作為分析對象，圍繞危險廢物焚燒處置技術系統(tǒng)的工藝設計問題開展系統(tǒng)性研究，旨在為相關領域的技術工作人員和研究工作人員，提供扎實且有效的經驗。

1 設計條件

在工業(yè)生產過程中，實際產生的危險廢物種類具備多樣性，且其各類物質成分存在顯著差異。因此，危險廢物焚燒處置技術過程及廢氣物質處置過程，所涉及的化學反應具有高度復雜性。

鑒于此種情況，本項目在圍繞工藝技術系統(tǒng)展開設計工作過程中，所有的工藝計算過程均遵照理想化技術狀態(tài)加以推進開展，具體包含的設計技術控制條件主要有：

1）工作制：本項目工藝技術系統(tǒng)的年度累計工作天數為300 d，其年度累計工作時間為7 200 h，且處在連續(xù)工作狀態(tài)。

2）危險廢物設計處理規(guī)模：本項目工藝技術系統(tǒng)的年度累計處理工業(yè)危險廢物數量為25 000 t，每天需要處理的工業(yè)危險廢物數量累計為83.30 t，每小時需要處理的工業(yè)危險廢物數量累計為3 472 kg。

3）基礎氣象環(huán)境條件：本項目工藝技術系統(tǒng)所在地區(qū)的年度平均大氣壓力參數項目為P0=101.30 kPa。

4）環(huán)境溫度條件：本項目工藝技術系統(tǒng)所在地區(qū)的年度平均氣溫參數項目為16.30 ℃。

5）本項目工藝技術系統(tǒng)實際運行使用過程中的給料過程遵照固態(tài)類型、液態(tài)類型以及膏狀物類型三種具體表現類型展開考量，且將液態(tài)廢料在進料過程中占據的數量比例嚴格控制在30%水平。

6）在固體廢料和膏狀廢料具體執(zhí)行進料技術操作環(huán)節(jié)過程中，要結合運用抓斗進料技術操作方式，在液體廢料進料技術操作環(huán)節(jié)開展過程中，要選擇運用泵送噴嘴進料技術方法[8]。

焚燒處理工業(yè)危險廢物的假定物質成分組成結構參見表1 所示：

在本項目中，基于熱值計算處理過程，結合運用門捷列夫模型。

Qd0=339.00C+1 030.00H+109.00（O-S）-25.00W，其計量單位為kJ/kg。

Qd0=339.00 ×28.00+1 030.00 ×6.00+109.00 ×（9.50-1.50）-25.00×30.00=14 050.00 kJ/kg。

輔助燃油選擇運用柴油，其主要成分為：炭（C）：w（C）=84.83%；氫（H）：w（H）=12.17%；硫（S）：w（S）=3.00%；其熱值為：Qdy=41 863.00 kJ/kg。

在計算處理工作環(huán)節(jié)推進開展過程中，暫且不考慮本項目工藝技術系統(tǒng)運行過程中出現的漏風問題、熱量損失問題，以及基于煙氣物質凈化過程中出現的化學反應熱現象。

2 焚燒系統(tǒng)的工藝流程

遵照前文敘述介紹的圍繞工業(yè)生產相關性危險廢物的分類信息，以及危險廢物化學物質組成結構測算數據（質量分數），本項目工藝技術系統(tǒng)運行過程中涉及的危險廢物焚燒處理技術工藝流程需要依次經歷如下技術環(huán)節(jié)：焚燒爐技術設備（回轉窯技術設備+二燃室技術設備）+余熱鍋爐技術設備（SNCR 脫硝處理技術工序）+半干式吸收塔技術設備脫酸處理技術工序+干式反應器技術設備（活性炭與消石灰粉噴射處理技術工序）+氣箱脈沖袋式除塵器技術設備+洗酸塔技術設備+堿洗塔技術設備+煙氣物質加熱處理技術工序+引風機技術設備+煙囪技術組件。

3 焚燒系統(tǒng)工藝計算

3.1 理論燃燒氧氣量計算結果分布（表2）

3.2 燃燒煙氣計算結果分布（表3）

表3 本項目焚燒處理技術系統(tǒng)煙氣物質的產生數量與物質組成結構計算結果分布

3.3 輔助燃料燃燒計算結果分布（表4、表5）

表4 輔助燃料物質燃燒技術過程中消耗的氧氣數量與具體產生的煙氣數量計算分布

表5 輔助燃料物質燃燒技術過程中消耗的氧氣數量與具體產生的煙氣數量計算分布

3.4 焚燒處理技術系統(tǒng)出口位置煙氣物質基本情況計算結果分布（表6）

表6 本項目焚燒處理技術系統(tǒng)出口位置煙氣物質的產生數量與物質組成結構計算結果分布

借由開展計算分析處理環(huán)節(jié)可知，二燃室技術設備出口位置煙氣物質實際具備的基本性質指標項目如下：

1）煙氣溫度技術參數為1 200 ℃；

2）煙氣總生成數量技術參數為35 177.69 kg/h；

3）煙氣物質氧元素質量分數技術參數為7.02%；

4）煙氣物質含水量技術參數為9.17%。

4 焚燒設備設計計算

在危險廢物推進開展焚燒技術處理工作環(huán)節(jié)過程中，圍繞焚燒技術設備實施的設計計算，主要關注回轉窯技術設備和二燃室技術設備[9]，且在計算工作過程中，需要嚴格遵從技術規(guī)程，關注各項實際需求。

5 結語

綜合梳理現有研究成果可知，在危險廢物焚燒處置項目系統(tǒng)設計工作開展過程中，切實做好針對各項細節(jié)的最優(yōu)化控制干預環(huán)節(jié)，能支持獲取到最佳技術效果。本次研究過程中獲取的相關結論和經驗，值得在實際工作過程中加以參考借鑒。