危险废物焚烧处置工艺

文_应杰 鲁郁馨 杭州杭新固体废物处置有限公司

1 危险废物处理技术概述

1.1 物理处理技术

物理处理技术就是采用浓缩或者是相变的方式使危险废物形态发生改变，促使废料体积减小并产生相应的浓缩残渣，便于存储、运输以及利用，这种技术在深度处理处置前的预处理使用中较为常用。增稠、萃取、液固分离、破碎、分选等是比较常见的工艺。应用范畴包括石棉的压实，含重金属污泥的脱水浓缩等。

1.2 化学处理技术

通过化学方法对将危险废物化学性质进行改变就是化学处理技术，通过这种处理方式使危险废物的危害性以及有害成分有效降低，或者是将其转化成另一种形态，再进行进一步处理。其中酸碱中和、重金属沉淀以及化学氧化还原等是比较常见的化学处理技术。在氰化物、重金属废液以及无机废物等的处理上应用较多，广泛应用于电镀、冶金以及化工等工业中。

1.3 生物处理技术

通过微生物对废物当中的可降解有机物进行分解就是生物处理技术，这种技术可实现综合利用或者是无害化。该技术对有机物污染的土壤有一定的修复作用，可以通过土壤当中多种微生物分解废物，将其中的有害物质消除。

1.4 热处理技术

热处理技术就是以高温的方式对废物当中的有机、毒害物质进行破坏，以此实现无害化和减量化。熔融或烧结、热解气化、焚烧等是比较常见的几种热处理技术。

1.5 安全填埋处置技术

危险废物的处置中最终方式就是安全填埋，这种技术基于传统垃圾卫生填埋。危险废物对于环境有极大的危害性，所以危险废物的填埋场结构以及相应的安全措施和一般的垃圾填埋场相比严格的多，对于典型的安全填埋场来说，采用的主要是先地下后地上的一种填埋方式，通过天然以及人工屏障，达到危险废物和生态环境相互隔离的目的。

2 危险废物焚烧机理及处置工艺

2.1 危险废物焚烧机理

燃烧根据其反应物的形态可分为均相与非均相燃烧，一般而言气体燃料燃烧是一种均相燃烧的过程，而液体以及固体燃料燃料则是一种非均相燃烧的过程。

其中均相燃烧涉及到燃料和氧化剂分子进行质量交换的扩散以及混合物发生反应的两个过程，分别为物理和化学过程。物理过程较长的话，那么由扩散的时间来决定其燃烧的时间，被称为“扩散燃烧”；相反，由化学反应速率来决定其燃烧的时间，那么就是“动力燃烧”。

在高温燃烧下的化学反应速度较快，分别提供空气还有燃料，让其在进入炉内之后进行混合并燃烧，那么不管混合过程如何，化学反应的时间总是会少于扩散的时间，因此这个时候的燃烧就是扩散燃烧。当提前将燃气还有全部的助燃空气进行均匀混合之后送进炉内进行燃烧，由于扩散的时间是0，不管化学反应有多快，依然是决定燃烧时间的一个主要因素，因此这个时候的燃烧就是动力燃烧。

而非均相燃烧可以理解成是在均相燃烧的基础上其燃烧现象更多，而且也更为复杂。从类型上来看还是属于扩散燃烧，采用的是一种紊流扩散燃烧的形式。

2.2 危险废物焚烧处置工艺

垃圾的焚烧技术涉及到回转窑式燃烧技术、流化床燃烧技术以及层状燃烧技术，而危险废物的处理中最常用的则是回转窑式燃烧技术。但是，如果只采用单一技术，有机物焚烧的去除率，以及残渣的热灼减率等无法达到国家标准。因此，采用组合式的焚烧炉（回转窑、二燃室、炉排炉）可有效弥补只采用一种方法的不足。

该焚烧炉不仅保留了回转窑适应力强以及运行稳定可靠的优点，并借助二燃室还有炉排炉对烟气及废渣在高温下进行持续燃烧，使废弃排放得到了有效降低。

其工艺流程为：危险废物首先在回转窑的头部完成气化，然后在中部完成热解燃烧，裂解则在尾部完成，经过多次循环让危险废物变成可燃气体还有废渣的形式；紧接着在炉排上对废渣进行持续高温燃烧，一直到燃尽。在二燃室内完成可燃气体的完全燃耗，从而快速分解原有有机物，使其成为无机物。

该过程中需要注意以下事项：①在回转窑中应加入少量空气，使有机物分解和温度得以平和，转窑内“结焦”问题尽量避免。②适当地在炉排中加入炉排风，以确保焚烧充分。③对可燃气体进行处理的时候，空气一定要充足，以确保可燃气体燃烧充分，将有机物有效转化成无机物。④在整个过程中焚烧炉内气压应处于微负压的状态。

3 危险废物焚烧烟气净化工艺

3.1 净化工艺选择

本文只针对危险废物焚烧之后产生污染物中的硫化物的脱除进行分析。烟气脱硫工艺主要包括如下几种：

3.1.1 湿法脱硫

湿法脱硫工艺相对比较成熟，如石灰-石膏法，是通过碳酸钙浆液或者是它的水溶液来作为脱硫剂的，其生成的亚硫酸钙呈现状态是湿态，在水溶液或者是浆液中存在。湿法脱硫工艺优点颇多，如效率高、设备简单以及反映迅速等，不过也存在一些缺点，如系统维护费用较高、易造成二次污染等。

3.1.2 干法脱硫

干法脱硫技术指的是其脱硫剂处于干态，其脱硫的最终产物也是干态，这种方法也有很多优点，如净化之后的排烟温度高以及在整个过程中温度没有明显降低等，不过也存在一些不足之处，如设备庞大、效率低以及反映慢等。

3.1.3 半干法脱硫

半干法脱硫技术指的是其脱硫剂为浆液或者是碱水溶液，最终的生成物是干态。其优点是效率高企业反映迅速，不仅如此其因为有干法无污水废液产物易处理的优点受到了更多人的关注。

3.2 半干式喷雾干燥法烟气脱硫工艺

蒸发干燥的过程是一种物理变化的过程，在干燥的过程中，发生变化的包括浆滴温度、速度、含水量以及尺寸，还有湿度以及烟气温度。而浆滴性质的变化对反应表面和传质阻力的大小有直接的影响，也会影响反应过程。其蒸发过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，浆滴表面在恒速期非结合水较为充分，水表面的汽化速度决定其蒸发速度，随着蒸发的不断进行，浆滴的粒径也有所减小。当其减小到能够让分散的悬浮颗粒相互接触导致颗粒运动受到限制的时候，物料的表面对于全部的湿润不能维持，部分表面汽化的是结合水，此时蒸发速度就由浆滴表面速度决定，当颗粒的温度不断上升时就到了第一降速干燥期，也就是不饱和表面干燥的阶段。第二降速干燥期是从浆滴表面都没有结合水的时候开始的，该阶段物料中水分移动速度决定汽化速度，汽化面从表面逐渐向干燥的浆滴内部进行移动，其所需热量就会通过已经干燥的固体颗粒逐渐传递到汽化面。干燥过程的结束体现在颗粒含湿量和烟气当中的温湿度达到平衡。

3.3 除尘器

3.3.1 静电除尘器

静电除尘器的内部是集尘板还有一系列交错组合的负电极，当带有粒状污染物的烟气沿着水平方向经过集尘区段的时候，在电场感应下粒状物就会带负电，在电场引力的作用下，又会逐渐移动到集尘板而被收集。在集尘板上通过“敲击”的方式产生震动，将吸附在集尘板上的粒状物震落，最终落到除尘器底部的飞灰收集的漏斗上。

3.3.2 布袋除尘器

带有烟尘的烟气通过滤布，将烟尘分离，除尘效率高，其中滤布包括聚丙烯、聚酷等织布还有掺入毛毡的耐热尼龙以及玻璃纤维等。

4 结语

焚烧是目前处置危险废物一种最为便捷且有效的技术，同时是实现废物减量化最佳的一种方式。对于危险废物的处置除了要选择相对有效的处置工艺外，针对其处置之后的再净化也尤为重要，必须选取相对合理且有效的净化工艺。同时，相关部门也应加强对危险废物的监管，针对危险废物的处置行为应予以规范，采用现代化和高科技相结合的管理手段，最大限度地降低环境污染。