張云偉

（上海市政工程設(shè)計研究總院（集團）有限公司，上海 200092）

危險廢物多采用焚燒的方式確保危險廢物能夠得到安全、有效的處理?，F(xiàn)階段，我國的危險廢物焚燒技術(shù)得到了較好的發(fā)展，處理效果、處理質(zhì)量也隨之提高。但仍需注意的是，危險廢物種類較多，且含有一定的有毒有害物質(zhì)，因此，在實際處理過程中，應重視焚燒處理設(shè)計的難點并進行有效分析，對易燃易爆等物質(zhì)采取有效的控制手段，通過科學、合理的措施，進一步提升危險廢物的處理效率，實現(xiàn)經(jīng)濟的循環(huán)發(fā)展。

1 危廢焚燒處理

危險廢物主要是指依據(jù)國家相關(guān)規(guī)定，具有危險特性的廢棄物品。為避免危險廢物對自然環(huán)境、人類身體健康造成威脅，需要重視危險物品的焚燒和處理工作。通常情況下，危險廢物的焚燒多采用高溫處理方式，其優(yōu)勢在于能夠在最短時間內(nèi)減少危險廢物體積。在高溫狀態(tài)下，能夠有效分解物品中的物質(zhì)，同時有效去除有害物質(zhì)，在此過程中產(chǎn)生的煙氣則需要借助余熱鍋爐進行熱量的回收，剩余的熱量能夠達到發(fā)熱和供電的目的。一般情況下，危險廢物的處理在實際操作時應首先依據(jù)物品的自身特性對處理方式進行科學的選擇，常用的焚燒爐主要有立式焚燒爐、流化床焚燒爐、回轉(zhuǎn)窯焚燒爐（如圖1所示）。焚燒爐的處理效果會根據(jù)危險廢物自身的特性存在一定的差異性，例如，氣體和液體的焚燒多選擇立式焚燒爐，燃料的焚燒則采用流化床焚燒爐。與生活垃圾不同，醫(yī)療垃圾的焚燒則多采用回轉(zhuǎn)窯焚燒爐，該焚燒爐也能夠分別應用于固、氣、液態(tài)的廢物燃燒。在實際的危險物品焚燒中，多采用高溫煙氣凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)的有效應用能夠在二燃室和急冷塔設(shè)置能夠回收高溫煙氣熱氣的余熱鍋爐。危險廢物在實際焚燒過程中容易產(chǎn)生大量的高溫煙氣，作為熱源之一，高溫煙氣能夠作為可回收的資源，不僅能夠有效降低系統(tǒng)的運行成本，還能夠最大限度地提升經(jīng)濟效益，避免危險廢物在焚燒過程中出現(xiàn)資源浪費等問題。對于煙氣凈化系統(tǒng)來說，其最大作用在于對高溫產(chǎn)生的煙氣進行有效凈化，降低煙氣中的粉塵含量，避免高溫過程中產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)造成環(huán)境污染，最大限度地降低了煙氣的溫度。需要注意的是，該系統(tǒng)在實際的應用過程中，容易在急冷塔底部積聚較多的飛灰，飛灰的處理多采用干法脫酸的方式[1]。

圖1 回轉(zhuǎn)窯焚燒爐

2 危廢焚燒處理設(shè)計難點

對于危險廢物的焚燒處理設(shè)計，主要存在兩方面的問題：其一，回轉(zhuǎn)窯結(jié)焦問題。危險廢物焚燒處理設(shè)計過程中，常發(fā)生由于對回轉(zhuǎn)窯結(jié)焦問題的重視程度不足，而導致回轉(zhuǎn)窯長時間處于焚燒狀態(tài)中，大大降低了回轉(zhuǎn)窯的使用壽命。除此之外，在實際焚燒過程中，容易發(fā)生焚燒停止的問題，造成廢物由于未能進行充分焚燒而殘留大量的殘渣和廢物，污染環(huán)境的同時焚燒效果也因此降低。當回轉(zhuǎn)窯長度較短時，容易造成危險廢物焚燒產(chǎn)生的氣體與殘渣無法順利通過相關(guān)二級裝置，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)存在大量剩余垃圾。若未能及時解決上述問題，則會對焚燒效果產(chǎn)生不利影響。因此，在回轉(zhuǎn)窯設(shè)計不合理，未能對回轉(zhuǎn)窯及時檢查的情況下，回轉(zhuǎn)窯焚燒爐則容易發(fā)生結(jié)焦和窯內(nèi)燃燒不徹底等問題。長此以往，一方面增加工作負荷，另一方面由于回轉(zhuǎn)窯結(jié)焦面的膨脹導致窯尾大量結(jié)焦，將浪費更多的時間進行清理。其二，鍋爐灰腐蝕問題。鍋爐由于長期處于工作狀態(tài)，導致內(nèi)部積累了大量的灰分，鍋爐散熱器會因此嚴重受阻，當鍋爐溫度不斷升高直至難以控制時，極易發(fā)生爆裂問題，使得大量的危險廢物外流，嚴重污染環(huán)境，對工作人員的身體健康造成威脅。多數(shù)設(shè)計人員在實際設(shè)計過程中，缺乏對鍋爐積灰問題的重視，忽視排灰裝置的設(shè)計，影響后續(xù)工作的順利開展。除此之外，鍋爐灰的腐蝕會對鍋爐表面造成一定的影響，當表面發(fā)生泄漏時，隨著空洞的擴大會導致大量的廢氣和廢物排出，對環(huán)境產(chǎn)生不利影響。腐蝕面積的擴大對垃圾焚燒進度也具有一定的阻礙作用，影響危險廢物的處理質(zhì)量和效率。

3 危廢焚燒處理工藝技術(shù)分析

3.1 工藝流程

在危險廢物的焚燒處理過程中，主要工藝流程有進料系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)、余熱利用、煙氣凈化系統(tǒng)以及輔助系統(tǒng)。流程如圖2所示。

圖2 危廢物焚燒工藝流程

3.2 回轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)

回轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)主要包括回轉(zhuǎn)窯、二次燃燒室以及除渣裝置等。裝入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的材料耐火性較強，能夠?qū)ξｋU廢物有較高的適應能力，能夠保證各類危險廢物得到充分、安全的處理。一般情況下，回轉(zhuǎn)窯在處理危險廢物時，內(nèi)部的溫度需要控制在880 ℃～920 ℃，為保證能夠合理、科學地控制溫度，需要做好燃燒器內(nèi)燃料量的調(diào)控工作。對于二次燃燒室來說，最主要的作用在于對回轉(zhuǎn)窯內(nèi)未能充分燃燒的顆粒進行后續(xù)的處理，確保顆粒能夠完全、充分地燃燒并順利排出。除此之外，二次燃燒室還能夠?qū)Ψ贌隣t內(nèi)煙氣進行有效分離，確保煙氣中的有毒有害物質(zhì)能夠得到一定的分解[2]。

3.3 余熱利用系統(tǒng)

一般情況下，急冷塔與二次燃燒室中間需要放置余熱鍋爐，該鍋爐能夠有效收集危險廢物在處理過程中產(chǎn)生的煙氣，該煙氣作為可回收的資源，需要及時對其進行有效處理，最大程度降低系統(tǒng)在運行過程中必須投入的成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，有助于降低空氣環(huán)境發(fā)生污染的可能。

3.4 煙氣凈化系統(tǒng)

在煙氣凈化系統(tǒng)中，當急冷塔進行急冷時產(chǎn)生的煙氣一方面能夠有效降低溫度，另一方面能夠達到除塵的效果。與此同時，由于急冷塔底部存在一定的灰塵，因而通常采用干法脫酸的方式進行石灰粉脫酸，最大程度去除氣體中的酸性?；钚蕴课椒ㄖ饕竿ㄟ^在袋式除塵器中裝置相應的活性炭噴射反應器對空氣中的粉塵進行有效吸附。其中，袋式除塵器具有突出性的優(yōu)勢，既能夠?qū)煔庵械挠卸居泻ξ镔|(zhì)去除，還能在尾氣的處理中發(fā)揮積極作用。所以，應加強對袋式除塵器的重視程度，通過科學、合理的設(shè)計，使其能夠在實際應用中發(fā)揮最大的作用[3]。

4 危廢焚燒處理對策

4.1 廢物預處理系統(tǒng)

多數(shù)的危險廢物本身含有較多的易燃易爆物質(zhì)，在進行焚燒前，若未能對其進行科學的預處理，則極易造成危險廢物的易燃易爆物質(zhì)在處理過程中發(fā)生火災等安全事故，不僅會對鍋爐造成損害，還會對相關(guān)工作人員的生命安全造成威脅。因此，危險廢物在焚燒前需要做好預處理工作，通過安裝相應的破碎裝置和配套的控氧系統(tǒng)，對廢物進行預處理。安裝破碎裝置前需要在破碎機的插板前端和后端安裝相應的煙氣監(jiān)控裝置，在實際的檢測過程中發(fā)現(xiàn)氧氣積分高于5%時，需要自動啟動控氧系統(tǒng)，迅速加入氮氣，立即關(guān)閉上下液壓門，避免火災事故的發(fā)生。確保最短時間內(nèi)破碎環(huán)境中的氧氣體積，使其有所降低，保持在相對安全范圍內(nèi)，進一步提升危險廢物的處理效率。

4.2 廢物進料密封處理

在進行危險廢物焚燒時，首先需要進行回轉(zhuǎn)窯焚燒爐的選擇，依據(jù)進料內(nèi)容的不同選擇合理的窯頭進料方式，避免發(fā)生窯頭回火。一般情況下，若選擇的回轉(zhuǎn)窯焚燒爐為雙液壓翻門時，應保證焚燒爐在實際運行過程中始終保持安全的狀態(tài)，在實際進料時兩級的液壓門無法在同一時間段啟動，當焚燒爐的上部進料已經(jīng)到達預設(shè)位置后，再進行上部液壓門的啟動。落料完成后，應及時關(guān)閉上部液壓門，只有上部液壓門完全關(guān)閉后才能夠開啟下部的液壓門，依次按照順序逐步完善相關(guān)步驟。任何狀態(tài)下兩扇門都不得同時啟動，當廢料經(jīng)過溜槽轉(zhuǎn)入到轉(zhuǎn)窯后，在此過程中需要使用軟水冷卻的方式對液壓門間的料頭進行相關(guān)的作業(yè)活動，保證整個進料作業(yè)過程不會因溫度過高而發(fā)生火災或回火問題，使得整個作業(yè)過程能夠完全處于密閉、冷卻狀態(tài)中。

4.3 濕法脫硫系統(tǒng)腐蝕處理

為有效提升危險廢物品的處理質(zhì)量和效果，應保證煙氣凈化系統(tǒng)的洗滌塔和吸附塔與反應物具有較大的接觸面積，從而提高煙氣的整體凈化效果。但需要注意的是，洗滌塔和吸附塔在長期使用的情況下，兩種塔容易發(fā)生腐蝕問題，因此，需要重視洗滌塔和吸附塔的腐蝕問題。在塔的內(nèi)部進行有效的處理，例如，采用加強聚丙烯材料的應用，同時使用具有較高耐腐性的材料作為空心的鮑爾環(huán)。塔體通常選擇具有較強耐腐蝕性的玻璃鋼作為主要材料，能夠避免濕脫硫系統(tǒng)中發(fā)生腐蝕問題[4]。

4.4 鍋爐積灰與腐蝕處理

鍋爐積灰腐蝕是危險廢物焚燒的常見腐蝕內(nèi)容，其中，受熱面腐蝕問題更是危險廢物焚燒的常見現(xiàn)象。上述現(xiàn)象通常發(fā)生在余熱鍋爐中，余熱鍋爐主要分為立式和臥式兩種。臥式余熱鍋爐發(fā)生積灰腐蝕的可能性更大，概率也更高。為有效防止上述問題的發(fā)生，余熱鍋爐在選擇的過程中，應從實際出發(fā)進行科學的設(shè)計，避免鍋爐積灰問題的發(fā)生，條件允許的情況下，最大限度地選擇單鍋筒自然循環(huán)立式鍋爐。相較于臥式和立式的余熱鍋爐，單鍋筒自然循環(huán)立式鍋爐主要包含兩個輻射直立的煙道，在該鍋爐的內(nèi)壁上裝有膜式壁，該種膜式壁不僅能夠有效節(jié)省熱量，還能夠最大限度避免積灰問題的發(fā)生。在實際安裝時不得安裝省煤氣裝置和對流蒸發(fā)面，避免產(chǎn)生積灰，在施工中需要設(shè)置專業(yè)的蒸汽吹灰設(shè)施，有效預防積灰問題的產(chǎn)生。在設(shè)計過程中應做好蒸汽溫度的有效控制和調(diào)節(jié)工作。

4.5 回轉(zhuǎn)窯結(jié)焦處置

通過對回轉(zhuǎn)窯焚燒處理過程進行研究發(fā)現(xiàn)，在實際的焚燒過程中極易發(fā)生回轉(zhuǎn)窯尾結(jié)焦問題。通過實際調(diào)研和分析后得出，之所以產(chǎn)生該種現(xiàn)象，是因為回轉(zhuǎn)窯在焚燒過程中焚燒機通常放置在窯尾的位置。在實際的焚燒過程中，隨著溫度的升高，廢料中的物質(zhì)在分解過程中會產(chǎn)生相應燃點較低的鹽類物質(zhì)，在焚燒時會以熔融的狀態(tài)呈現(xiàn)出來，當上述熔融態(tài)的灰渣逐漸靠近窯尾位置時，灰渣的溫度會不斷降低，當降低到一定程度時會以黏液的形式粘在冷卻的耐火材料上，形成一定的結(jié)焦，成為危險廢物焚燒處理中的關(guān)鍵問題。為進一步優(yōu)化和解決回轉(zhuǎn)窯尾結(jié)焦問題，有效提升回轉(zhuǎn)窯的焚燒效果，避免結(jié)焦問題的擴大化，首先，應將二次燃燒室與回轉(zhuǎn)窯尾部相連，借助二次燃燒室的出渣口有效降低結(jié)焦的概率。在進行出渣口的設(shè)置時，應盡量選擇大口徑的出渣口，出渣口的尺寸范圍保持在3 100 mm×820 mm。該種尺寸有助于短時間內(nèi)保證較大顆粒的渣塊能夠充分掉落。在實際操作中二次燃燒室中設(shè)置較多的分燃燒機，進而保證二次燃燒室的溫度始終不低于900 ℃?？茖W分析回轉(zhuǎn)窯尾的溫度，進而全面掌握鍋爐的整體運行參數(shù)。通過對運行參數(shù)的把握，使得回轉(zhuǎn)窯窯尾溫度高于900 ℃時能夠?qū)⑷墼苯臃湃氲剿鈸圃鼨C中，避免在其他物質(zhì)上停留，影響處理效果。對于危險物品來說，當其進入回轉(zhuǎn)爐焚燒時，應綜合考量廢棄物質(zhì)的調(diào)配，保證危險廢物能夠在該溫度、該鍋爐內(nèi)進行充分的分解，得到高質(zhì)量的處理，防止對環(huán)境造成破壞。做好危險廢物的化學成分分析工作，對于部分含有低熔點、含鹽類的危險廢物來說，應進行科學的配比，保證比例合適的情況下裝入焚燒爐中。在進行焚燒工作時，為保證焚燒溫度始終處于合理的范圍內(nèi)，應加強專業(yè)人員的配備，使其能夠?qū)囟冗M行實時動態(tài)的監(jiān)督和管理，從而確保危險廢物能夠焚燒充分，保持較高的安全性和穩(wěn)定性。相關(guān)操作人員還應對回轉(zhuǎn)窯焚燒爐內(nèi)的結(jié)焦問題予以關(guān)注，通過定期觀察、動態(tài)監(jiān)測的方式進行科學監(jiān)督，當發(fā)現(xiàn)焚燒爐內(nèi)有結(jié)焦問題出現(xiàn)時，能夠迅速在最短時間內(nèi)更換燃點，使其能夠滿足實際焚燒需求。為保證回轉(zhuǎn)窯焚燒處理效率的提升，需要重視工藝流程的操作規(guī)范性，防止在實際的操作過程中為環(huán)境帶來污染問題[5]。

4.6 應用立體循環(huán)立式水管鍋爐

危險廢物的處理應加強循環(huán)立式水管鍋爐的設(shè)計和使用，與此同時，通過科學的安裝，確保鍋爐內(nèi)產(chǎn)生的粉塵能夠在短時間內(nèi)排出廢物廢渣處理管道，采取科學的措施對危險廢物在處理中產(chǎn)生的廢氣進行有效凈化，最大限度地控制和管理污染物質(zhì)，防止產(chǎn)生過多的粉塵，對生態(tài)環(huán)境造成破壞。除此之外，循環(huán)立式水管鍋爐的使用能夠有效降低灰塵產(chǎn)生的概率，實現(xiàn)循環(huán)式的廢物廢氣處理，使廢氣物質(zhì)能夠?qū)崿F(xiàn)迅速清理，保證危險廢物的處理效果。循環(huán)立式水管鍋爐的最大優(yōu)勢在于能夠?qū)崿F(xiàn)溫度的自動化調(diào)節(jié)，防止在焚燒過程中因鍋爐過熱而帶來一系列不利影響。

5 結(jié)語

總而言之，危險廢物的焚燒工作質(zhì)量對焚燒效果有著較為直接的影響，因此，為最大限度降低危險廢物在實際焚燒過程中產(chǎn)生問題的概率，應加強對焚燒難點的把握，積極探索相關(guān)解決對策，有效解決焚燒過程中的問題，同時避免因焚燒不當而造成環(huán)境的污染和破壞。焚燒工藝的更新和進步，為危險廢物處理技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展提供了契機，完善和優(yōu)化焚燒方式有助于提升危險廢物處理的安全性和有效性。