危險廢物焚燒處置技術

張超，申巧蕊

（中材建設有限公司，北京 100176）

1 引言

根據《中華人民共和國固體廢物污染防治法》的規定，危險廢物是指列入《國家危險廢物名錄》或者根據國家規定的危險廢物鑒別標準和鑒別方法認定的具有危險性的廢物。危險廢物具有毒性、易燃性、易反應性、腐蝕性、爆炸性、傳染性的廢物，對人類和環境構成嚴重威脅[1]。

2 背景及現狀

2.1 行業發展歷程

危險廢物處置行業的發展高度依賴法律法規和政策引導，環保法規越健全、環境標準與環境執法越嚴格的國家，危險廢物處理行業也就越發達。我國雖然早在1989年參與簽署了《控制危險廢物越境轉移及其處置的巴塞爾公約》，但直到1995年，才出臺《固體廢物污染防治法》，是第一次從法律方面涉及危險廢物管理。2003年非典事件的爆發，使得我國危險廢物和醫療廢物處置需求和處置技術的矛盾凸顯，加快了危險廢物控制管理的步伐。2004年，相繼發布《危險廢物和醫療廢物處置設施建設規劃》，修訂《固體廢物污染環境防治法》，出臺《危險廢物經營許可證管理辦法》《危險廢物和醫療廢物處置設施建設項目環境影響評價技術原則》等一系列的法律法規；2013年兩高的司法解釋和2014年新環保法的頒布成為環保行業加速發展的重要催化劑，到2016年，我國已發布第三版《國家危險廢物名錄》。

2.2 危險廢物處置技術

危險廢物的處置技術包括物理、化學、生物處置技術、固化/穩定化處置技術和熱處置技術。熱處置技術包括焚燒、熱解、氣化、熔融等，其中焚燒因具有減容、減量、無害化程度高、可回收能量等特點，是危險廢物處置最有效的手段之一[2]。

國內大多數項目為區域性危險廢物處置，處理的廢物種類繁多，熱值、形態、有害成分波動大，易造成焚燒工況不穩定、煙氣排放不達標等問題，形成治污企業不自潔的現象。而焚燒處理對象是焚燒技術選擇的重點，目前回轉窯焚燒技術因其適應性強，可以焚燒處置不同形狀、物態的危險廢物，是最主要的焚燒技術。

本文針對以上問題，提出將焚燒控制過程前移，通過智能倉儲和預配伍系統的控制管理，根據物料特性進行分類預處理，將焚燒控制過程前移，保證入窯焚燒的危險廢物熱值、元素含量等穩定在一定范圍內，有效提高窯爐焚燒工況的穩定性。

3 焚燒處置技術工藝流程

危險廢物焚燒處置工藝系統主要包括：倉儲系統、預處理系統、進料系統、焚燒系統、余熱利用系統、煙氣處理系統、灰渣收集及運輸系統。工藝流程如圖1所示。

圖1 焚燒處置工藝流程

危險廢物從產廢單位運輸至處置單位后，先放入暫存庫暫存，經過化驗員檢測結果出來后，配伍軟件結合庫存，給出配伍方案。固態廢物經過破碎等預處理后，通過進料機構送入回轉窯；液態廢物經乳化后由噴槍直接噴入回轉窯；進入回轉窯后的廢物在窯內不停翻動、加熱、干燥、氣化和燃燒，回轉窯的燃燒溫度為850℃～950℃，殘渣自窯尾的冷卻風箱冷卻后落入出渣機連續排出。

回轉窯燃燒產生的煙氣從窯尾進入二燃室再次高溫燃燒，燃燒溫度達1100℃以上，煙氣在二燃室的停留時間大于3.5s，確保進入焚燒系統的危險廢物能充分徹底地燃燒。經過二燃室完全燃燒后的高溫煙氣進入余熱鍋爐回收能量。煙氣經過急冷脫酸、布袋除塵、濕法脫酸凈化后，經過煙氣加熱器再加熱后排入大氣。

4 主要技術特點

4.1 智能倉儲管理系統

老式的倉儲大多為平面庫，占地面積大，空間利用率低，且危險廢物依靠人工管理，容易出錯，造成入爐焚燒前配伍混亂焚燒不穩定的情況。

智能倉儲系統通過無人叉車和互聯網系統實現危險廢物倉儲的自動化管理。利用該系統，可及時掌握庫存，確保信息傳輸的高效性和準確性，可以合理保持控制庫存，實現通過數據信息協助生產部門完成配伍工作，有利于提高倉庫管理效率，節省人工成本。該系統主要分為兩部分：入庫管理、出庫管理。

（1）入庫管理

當入庫接收區取樣工作完成后，庫管系統操作員下達入庫指令。庫房管理系統收到物料入庫指令后，其將為每個單元危險廢物分配存放位置，并將危險廢物存放的位置指令分配給自動定位叉車，系統同時把指令發給入庫的滾筒輸送機，滾筒輸送機運行，托盤或料箱經過輸送機上的重量計量裝置和射頻門，RFID卡上的信息和重量信息數據將被傳輸至庫房管理系統。托盤或料箱輸送至庫內的接收平臺后，自動定位叉車從接收平臺把貨物取走，自動定位叉車通過庫房定位系統，按規劃的路徑將單元廢物送到相應類別存儲區域的指定貨位上。送完貨后自動定位叉車返回再根據庫管系統指令，執行下一次任務。

貨物入暫存庫后，因物料化學成分、熱值等信息尚未檢測出來，貨物還不能滿足配伍條件，此時處于凍結狀態，不能用于生產。檢測完成后，實驗數據根據樣品上的條碼信息，找到對應貨物，并且把此信息賦給此貨物，此時貨物解除凍結。這樣從RFID卡讀取的信息，計量設備計量的信息、系統派發的位置信息、實驗檢測的信息，構成這個貨物的完整信息鏈存放在數據庫，為配伍等其它應用提供基礎支持。

（2）出庫管理

中控操作員根據生產計劃和庫內物料的儲存情況，制定合理的配伍方案和生產任務，并把此指令發送給庫管系統。庫管系統接到指令后，應用數據庫儲存的物料信息計算出需要哪些貨架上的料進行搭配，及不同物料適宜的處理系統。并向自動定位叉車下達取料指令。自動定位叉車按指令取出相應的單元廢物后，相應貨架上的貨位顯示為空置，等待接收下批次廢物。自動定位叉車將取出的單元廢物送入預處理車間相應的預處理設備。

物料處理后，空箱或空托盤由自動定位叉車輸送到空箱及托盤儲存區入口處，入口處裝有RFID卡信息抹除裝置，信息抹除后由自動叉車將空箱（托盤）放到儲存區內。當產廢單位需要車輛去廠家收儲廢物時，根據產廢單位需求，按需配備相應數量的托盤（或料箱）去接收危險廢物。

4.2 預處理系統

針對危險廢物的種類和理化性質共設計了7種預處理單元：1）大塊料破碎預處理單元；2）粉狀類篩分預處理單元；3）污泥類烘干預處理單元；4）精蒸餾殘渣類加熱脫桶及流體化預處理單元；5）鐵桶等不適合和其他物質混合大塊料預處理單元；6）序號5處理后的物料和不能同其他料混合的料走懸掛鏈輸送單；7）液態類危險廢物預處理單元。其中1～4類危險廢物經過預處理后通過混合攪拌混合均勻，暫存在窯頭倉，經過計量喂入回轉窯。5類和6類危險廢物通過懸掛鏈直接入窯焚燒，7類危險廢物過濾和乳化處理后暫存入3個廢液儲罐，通過泵和廢液噴槍噴入窯內焚燒。預處理過程中，在處理后的混合攪拌器處增加石灰粉的加入點，讓石灰粉和預處理后的物料均勻混合，使酸堿中和部分前置，減少酸性氣體對焚燒系統的腐蝕。

包裝類危險廢物：AGV無人叉車根據系統指

令，將包裝類危險廢物輸送至提升機處，提升機將廢物提升輸送到破碎機，經過兩級破碎后，由皮帶機輸送至緩沖倉內。

粉狀物料：粉狀物料采用噸袋進行包裝，卡車將物料運輸進廠后，由電動葫蘆將物料提升至散料倉頂，由人工解袋后將粉狀物料卸入散料倉，經破包機破包后，由皮帶機輸送到彈跳篩進行篩選，大粒徑物料進入主破碎機進行破碎，小粒徑物料輸送到緩沖倉儲存。

污泥類危險廢物：由叉車卸入料斗后，經由污泥造粒機造粒和污泥盤式干燥機脫水后由皮帶機輸送至緩沖料倉。

固體廢物、粉狀廢物、污泥類廢物進入緩沖倉后，通過料倉下方的計量螺旋輸送至鉸刀和皮帶機輸送至混合器，與其他物料混合均勻后進入圓盤成球機，與流體化后的精蒸餾殘渣混合成球，成球后由皮帶機、Z型提升機輸送到料倉。

精蒸餾殘渣類：廢物由精蒸餾殘渣流體化后，分三路進行預處理。第一路由高溫濃漿泵噴入圓盤成球機，與經由攪拌機混合均勻的固體廢物、粉狀廢物和污泥類廢物攪拌成球；第二路由高溫濃漿泵直接噴入窯頭罩內進行焚燒；第三路由高溫濃漿泵直接噴入熱解爐進行焚燒。

固態/半固態物料處理流程圖如圖2。

圖2 固態/半固態物料預處理流程

液態廢物經粗過濾、細過濾器過濾后，再經乳化泵乳化，根據熱值調配混合后由噴槍噴入回轉窯或熱解爐進行焚燒。在生產過程中，液態廢物將與固態廢物搭配焚燒。正常情況下，固態廢物的熱值高，可搭配中、低熱值的液態廢物；如果固態廢物熱值偏低，則可搭配高熱值的液態廢物。液態廢物預處理流程見圖3。

圖3 液態物料預處理流程

4.3 進料系統

回轉窯以入料溜子的方式實施連續喂料。溜子為Y型，窯頭緩沖倉中經過預處理的物料由筒倉卸料器從倉內取出，經過皮帶秤計量喂入Y型溜子上一端，此端配備回轉鎖風閥。Y型溜上另一端喂入懸掛鏈輸送過來的物料，此端采用雙層氣動閥鎖風。整個進料過程均在密封負壓狀態下運行，確保無煙氣漏出，防止二次污染。

4.4 灰渣收集及運輸系統

回轉窯出渣口采用風冷代替水冷，通過合理的爐溫控制，排出的灰渣不會出現大塊排渣。風冷代替水冷的主要優點是：灰渣中基本沒有水份，減少了填埋費用；沒有水冷時產生的水蒸汽，減小了系統廢氣量；部分二次風在冷卻風箱中和殘渣進行熱交換，提高了二次風的溫度；部分二次風通過冷卻風機進入二燃室，等于二次風提前和可燃氣體接觸，增加了氣體在二燃室的停留時間。

產生的灰渣和飛灰經由輸送機分別輸送入密閉的儲存倉儲存。灰渣經包裝機包裝后，用專用車運到填埋廠固化填埋；焚燒飛灰用罐車運到填埋場進行固化填埋。

5 結語

因我國危險廢物焚燒處置工程大多為區域性處置，廢物來源復雜，成分波動范圍較大，對后續焚燒處置帶來很大的困難，造成焚燒線運行負荷率低，形成治污企業不自潔的現象。智能倉儲和預處理系統的技術投入，可從源頭上保證入窯爐物料的均質性，將焚燒控制過程前移，有效提高窯爐焚燒工況的穩定性。