危险废物焚烧处置技术的分析

薛琦(江苏龙环环境科技有限公司，江苏 常州 213000)

0 引言

相比西方国家，我国危险废物(以下简称“危废”)焚烧处置和净化工艺起步时间较晚。早在20世纪80年代，西方国家便着重研究危废焚烧处置工艺，而且取得了一定成就。在废物集中处置、运载以及监管等方面，已经形成了完备的体系。我国目前主要针对危废焚烧整体体系进行主要研究，采用先进技术进行焚烧处理，通过高温改变废物内部结构，进而达到改变废物有害化学特性的目的，减少废物体量。本文针对我国危废焚烧处置和净化技术进行分析，探讨进一步提高工艺技术的思路。

1 危废焚烧处置技术分析

焚烧处置，是高温处理技术方法。在经过高温焚烧之后，危废的体积会有所减少，其中有毒物质以及有害物质随之得以降解，或者被彻底去除。同时，在高温焚烧后，会形成烟气，使用有关设备进行处理。危废焚烧处置技术在应用方面，主要结合危废种类、危废特性及危废燃烧特点等要素进行分类处理，选择对应的焚烧炉和具体工艺流程进行着重处置。

单从危废焚烧处置技术工艺流程这一方面来看，危废焚烧处置技术涵盖焚烧系统、烟气急冷系统、预热利用系统以及预处理系统等诸多系统。预处理和进料系统，主要是针对危废易燃物质做防爆处理以及防火处理，能够保障危废在破碎过程中，始终持有安全性。在进料密封以及处理这一方面，为了保障焚烧系统足够安全，通过设置双液压翻板门的方法进料，无需同时启动两级阀门，在单独进料，上部进料斗料位达到设定值，便会自动打开上部液压门，在落料完成后，会自动关闭上部液压门，再继续打开下部液压门。结合具体实践进行分析，在处置危废时，通过焚烧处置方法，处置过程中回转窖、流化床焚烧炉以及炉排焚烧炉等，都是常见的装置。使用炉排焚烧炉处置普通危废，使用立式焚烧炉处置液体危废和气体危废，使用回转砖窖处置医疗危废。不同的危废，需要使用不同装置进行处理。

2 危废焚烧处置相关工艺介绍

2.1 回转窖焚烧系统

回转窖焚烧系统，主要是由回转窖以及二燃室、辅助系统和其他除渣装置共同构成。回转窖内部材料通常都属于耐火材料，而且可以有效地适应危险废物，能够针对各类危险废物进行高效处理。一般来讲，回转窖在处理危险废物之际，需要严格控制温度，主要通过燃烧器燃料量调节温度。二燃室的存在与应用，能够把回转窖中并未完全燃烧颗粒进行进一步处理，充分燃烧，并且排除。除此之外，二燃室还有一个功能，则针对焚烧炉中的烟气进行分离，通过这种方式，能够分解烟气内存在的有害成分。

2.2 安全填埋法

安全填埋法主要是把焚烧飞灰在现场内，通过简单方式进行处理，再将其运送到安全填埋场进行填埋处理。这种方法是目前极其可靠的处理焚烧飞灰的有效手段，然而在建设安全填埋场之际，运行费用居高不下，是很多垃圾焚烧单位无法承受的，而且不能达到减量化以及兼容化效果，所以在日后应尽量避免应用这种方法。

2.3 尾气净化及灰渣处置

危险废弃物在燃烧过程中，可能会分解出其他的物质。在其产生高温烟气后，会自动换气，导致温度变低，也可能促进其他物质重新合成。若想解决这种问题，就需要通过急冷装置，为高温烟气急速降温，保障其温度达到理想效果，才能高效处理烟气内的各种酸性气体、重金属以及粉尘，从而达到净化危险废弃物尾气的目的。危险废弃物焚烧后，会产生各种各样的灰渣，可能包含无机物，以及没有燃尽的有机物，甚至还会存在带有毒性的物质。如果不针对这些灰渣进行高效处理，势必会污染自然环境。为了有效处理焚烧后产生的各种灰渣，则应采用稳定固化技术，从而包容灰渣中的各种污染成分，达到迁移危险废弃物毒性的目的。

3 焚烧处理工艺设计

3.1 回转窑热损失验证

在回转窑产生热力过程中，以天然气燃烧时产生的热量为能源，能够促使危险废物在短暂时间内迅速提高温度，进而热解或干燥。但是，在回转窖中存在的热量来源是各种燃料燃烧后成的热量。所以，其传热的过程是高温烟气热量通过辐射作用，在窑壁内产生作用，进而把危险废物和窑壁互相传热。在耐热层、钢板以及耐火层作用下，将所有热量传到窑表面。这时，热损失和排烟热损失、灰渣物理热损失等并未被完全燃烧以及损失掉。

3.2 炉排炉部分结构设计

炉排炉在具体工作过程中，所发挥的作用就是堆积危险废物，而且能够保障所有危险废物被充分燃烧[1]。这一组成部分以炉排为核心，炉排构成采样多为铸铁，在炉排和炉排间，要保持恰到好处的距离，这样才能保证后期燃烧过程中进入充足空气。同时，在炉排炉中，还需要添加供风系统，达到助燃效果。一般情况下，会将这一部分划分成三大部分，分别是回转窖部分、二燃室部分以及炉排部分。针对炉排炉的支撑结构进行固定，通常会选择角钢材料来发挥固定的作用，角钢其实也可以称之为“角铁”，主要是一种两边互相垂直的长形条钢材料，可以结合不同结构做出对应改变，最终实现有效的处理效果。

3.3 炉排炉热损失验证

在炉排炉内，主要热源就是回转窖内未曾完全燃烧的危险废物。所以，在炉排炉内部传热，主要是通过废物产生的热量达到传热效果。整体传热，在经过分析后，可以将其总结为危险废物和炉排炉壁面间的传热以及炉排炉内部通过防火层、隔热层向外进行传热。这样一来，便可以发现在炉排炉之内出现热损失，多为工业废物并未完全燃烧而导致的热损失。与此同时，在机械部件冷却过程中，也会出现热损失，把热损失回传到二燃室内，由于密封不严，进而加剧热损失。不可否认，炉排炉内的热损失，是无法避免的，所以这一点仍需在日后持续研究。

3.4 二燃室部分结构设计

在整体的焚烧系统内，炉排炉位于二燃室的前面，而把炉排炉和二燃室进行连接，需要通过一个长方形面才能完成连接任务。二燃室在整体造型方面，如同球面，所以在其隔热结构这一方面，通常是由钢板、隔热层和耐火砖共同组成。但是，在具体施工过程中，具有一定难度。所以，通常会选择相同材质的耐火混凝土进行建筑。由于二燃室向外排出的热气温偏高，所以在后续处理的时候，如果处理不当，就会散发出很多有害物质以及有毒物质，这就需要在二燃室烟气排口处设置弯头结构[2]。

3.5 二燃室热损失验证

二燃室内部主要热量来源，是炉排炉内进入到二燃室中的炉气。所以，炉器温度不高时，就需要器启动备用烧嘴。当燃料燃烧达到具体热度时，其所产生的热量，便成为了最佳热量来源。二燃室之内的热损失，同样是来自于烟气带走大量热量这一点，所以应避免异常散热，或者是在进料时，天然气并未完全燃烧，产生了热损失[3]。

4 危废焚烧处置技术的烟气浓度波动指标分析

一般来讲，焚烧炉烟气中的污染物有粉尘、SO2、CO2、CO、HCl等。危险废物燃烧在目前面临着较大的难题，危险废物成分较为复杂，存在很多形态，而且不同的危险物质会产生不同的破坏性影响。所以，急需针对焚烧后产生的各种烟气、尾气进行实时监控，分析烟气中每一种成分的含量以及比例。只有充分测量与分析，并通过在线监控设备进行检测，实时观察颗粒物、CO、氮氧化物、O2以及SO2成分浓度，并测试烟气温度值、湿度值以及压力值[4]。另外，还需要在燃烧炉装置中添加监控设备，通过在线检测方法检测二燃室内气温以及出口处的氧气含量。结合具体数据，控制烟气浓度。另外，也可以通过烟气急冷的方法，减少烟气浓度，防止烟气浓度异常波动。通过急冷塔，发挥急冷塔优势作用，在空气中迅速压缩，进而导致冷水迅速雾化，烟气在雾化冷却过程中，温度会迅速下降，进而可以防止出现有毒气体，真正达到净化烟气的效果。

5 危废焚烧处置工程的优化路径

5.1 加强危废焚烧处置技术的认识

在处理污染物问题时，由于人类缺少分类处理意识，而且长期受粗放式经济发展理念的影响，导致环境备受污染，而且污染程度极其严重。为此，在日后应持续增强人们关于环境护的意识，通过电视、微信、微博等平台全面宣传危险废物处理的重要性，以便能在思想层面增强人们关于危险固废处理认知[5]。

5.2 健全顶层制度设计及监督日常管理

分别在垃圾分类、废物转移监管以及碳减排等方面强化顶层制度设计，以便能进一步优化我国固废协同处理机制。从垃圾产生源头这一方面，针对垃圾进行分类运输以及预处理。目前，我国仅在危废这一方面制定了转移联单制度以及分类名录。所以，在日后仍需持续完善危废分类管理机制和监管体系。针对危废焚烧处置设置“一企一策”的管理制度，并且严格细化每一项管理内容，重点加强危废接收环节管理、储存环节管理以及预处理环节管理，严谨控制每一环节品质。当然，要以焚烧处置环节管理为重点，针对烟气排放控制以及焚烧处置残渣管理等方面加强日常监督[6]。最后，要探索行之有效的分级管理机制，把危废焚烧处置列入到环保信用体系之内，并严格检测环保主体是否存在责任落实不到位等问题，如若存在环境违法行为以及安全生产违法行为，则要立即进行处罚。

5.3 研究核心技术及装配并提升认知水平

相关部门应结合我国危废焚烧处置需求，研发新的技术，并且可以和相关企业或者是高校进行合作，共同学习先进的技术和管理方法。结合国情，探索适合我国国情的危废焚烧处置技术，并研究相关专业装备和智能设施，加速危废焚烧处置机制研究脚步，增强环境安全管理水准，并且进一步研究危废焚烧处置处理问题以及资源化利用问题[7]。除此之外，条件允许情况下，应加强示范工程建设。目前，大多公众关于危废焚烧处置过程中的污染物控制以及风险控制关键环节的管理重点并不了解，所以可以创建示范工程，全面推广危废焚烧处置技术，增强社会公众关于危废燃烧处置技术的认知水准，并促进该项技术迅速发展。

5.4 注重应用余热回收利用技术

危险废物焚烧烟气温度可达1 100℃左右，这些热能若不能有效利用，是对资源的浪费。但由于废物焚烧烟气中存在腐蚀性气体以及烟尘，难以直接应用，所以需要使用余热锅炉换热把热源变成饱和蒸汽。

因危险废物焚烧烟气具有特殊性，所以常常出现积灰以及腐蚀性现象。因此，选择合适的余热锅炉非常重要。相对于传统的水管式对流换热余热锅炉，自主研发的单锅筒膜式壁余热锅炉具有较大的优点。单锅筒膜式壁余热锅炉通常以辐射换热为主，不设对流换热面，锅炉本体以及烟道内并不会展产生大量烟尘，所以不会有严重的堵塞现象，阻力偏小，而且能长期运行。余热锅炉选定后，就是对余热进行梯级回收利用。一级余热回收利用主要是对饱和蒸汽的使用。余热锅炉产生150～160 ℃的饱和蒸汽，作为优质热源，可以充分开发利用到危险废物焚烧系统中，比如用于危废焚烧的烟气加热器和空气加热器，以及危废污泥的烘干脱水。二级余热发电技术目前在危险废物焚烧单位中应用较少，介于危废焚烧可发电的热能较少、工况稳定性差、发电机组维护要求高等因素，考虑使用螺杆发电机组进行发电。三级余热回收利用主要是利用一级、二级余热回收利用后的乏汽中的热焓，通过汽水换热器，将热能置换出来。

危废焚烧单位通过以上余热梯级利用，可进一步提高能源利用效率，并且取得一定的经济效益及社会效益，符合清洁生产及循环经济理念。

6 结语

综上所述，危险废物处置能力的建设，是危险废物污染防治工作的关键前提以及必要基础。但是，建设危废焚烧处置能力，绝非一件容易之事，这属于危废处置能力建设时的重点内容。本文主要针对现有的危废焚烧处理现状做出了分析，并总结了难点，提出了对应的建议和对策，希望能全面完善危险废物焚烧处置体系，为我国日后高效处理危险废物带来保障。