危險廢物焚燒處置工藝

文_應杰 魯郁馨 杭州杭新固體廢物處置有限公司

1 危險廢物處理技術概述

1.1 物理處理技術

物理處理技術就是采用濃縮或者是相變的方式使危險廢物形態發生改變，促使廢料體積減小并產生相應的濃縮殘渣，便于存儲、運輸以及利用，這種技術在深度處理處置前的預處理使用中較為常用。增稠、萃取、液固分離、破碎、分選等是比較常見的工藝。應用范疇包括石棉的壓實，含重金屬污泥的脫水濃縮等。

1.2 化學處理技術

通過化學方法對將危險廢物化學性質進行改變就是化學處理技術，通過這種處理方式使危險廢物的危害性以及有害成分有效降低，或者是將其轉化成另一種形態，再進行進一步處理。其中酸堿中和、重金屬沉淀以及化學氧化還原等是比較常見的化學處理技術。在氰化物、重金屬廢液以及無機廢物等的處理上應用較多，廣泛應用于電鍍、冶金以及化工等工業中。

1.3 生物處理技術

通過微生物對廢物當中的可降解有機物進行分解就是生物處理技術，這種技術可實現綜合利用或者是無害化。該技術對有機物污染的土壤有一定的修復作用，可以通過土壤當中多種微生物分解廢物，將其中的有害物質消除。

1.4 熱處理技術

熱處理技術就是以高溫的方式對廢物當中的有機、毒害物質進行破壞，以此實現無害化和減量化。熔融或燒結、熱解氣化、焚燒等是比較常見的幾種熱處理技術。

1.5 安全填埋處置技術

危險廢物的處置中最終方式就是安全填埋，這種技術基于傳統垃圾衛生填埋。危險廢物對于環境有極大的危害性，所以危險廢物的填埋場結構以及相應的安全措施和一般的垃圾填埋場相比嚴格的多，對于典型的安全填埋場來說，采用的主要是先地下后地上的一種填埋方式，通過天然以及人工屏障，達到危險廢物和生態環境相互隔離的目的。

2 危險廢物焚燒機理及處置工藝

2.1 危險廢物焚燒機理

燃燒根據其反應物的形態可分為均相與非均相燃燒，一般而言氣體燃料燃燒是一種均相燃燒的過程，而液體以及固體燃料燃料則是一種非均相燃燒的過程。

其中均相燃燒涉及到燃料和氧化劑分子進行質量交換的擴散以及混合物發生反應的兩個過程，分別為物理和化學過程。物理過程較長的話，那么由擴散的時間來決定其燃燒的時間，被稱為“擴散燃燒”；相反，由化學反應速率來決定其燃燒的時間，那么就是“動力燃燒”。

在高溫燃燒下的化學反應速度較快，分別提供空氣還有燃料，讓其在進入爐內之后進行混合并燃燒，那么不管混合過程如何，化學反應的時間總是會少于擴散的時間，因此這個時候的燃燒就是擴散燃燒。當提前將燃氣還有全部的助燃空氣進行均勻混合之后送進爐內進行燃燒，由于擴散的時間是0，不管化學反應有多快，依然是決定燃燒時間的一個主要因素，因此這個時候的燃燒就是動力燃燒。

而非均相燃燒可以理解成是在均相燃燒的基礎上其燃燒現象更多，而且也更為復雜。從類型上來看還是屬于擴散燃燒，采用的是一種紊流擴散燃燒的形式。

2.2 危險廢物焚燒處置工藝

垃圾的焚燒技術涉及到回轉窯式燃燒技術、流化床燃燒技術以及層狀燃燒技術，而危險廢物的處理中最常用的則是回轉窯式燃燒技術。但是，如果只采用單一技術，有機物焚燒的去除率，以及殘渣的熱灼減率等無法達到國家標準。因此，采用組合式的焚燒爐（回轉窯、二燃室、爐排爐）可有效彌補只采用一種方法的不足。

該焚燒爐不僅保留了回轉窯適應力強以及運行穩定可靠的優點，并借助二燃室還有爐排爐對煙氣及廢渣在高溫下進行持續燃燒，使廢棄排放得到了有效降低。

其工藝流程為：危險廢物首先在回轉窯的頭部完成氣化，然后在中部完成熱解燃燒，裂解則在尾部完成，經過多次循環讓危險廢物變成可燃氣體還有廢渣的形式；緊接著在爐排上對廢渣進行持續高溫燃燒，一直到燃盡。在二燃室內完成可燃氣體的完全燃耗，從而快速分解原有有機物，使其成為無機物。

該過程中需要注意以下事項：①在回轉窯中應加入少量空氣，使有機物分解和溫度得以平和，轉窯內“結焦”問題盡量避免。②適當地在爐排中加入爐排風，以確保焚燒充分。③對可燃氣體進行處理的時候，空氣一定要充足，以確保可燃氣體燃燒充分，將有機物有效轉化成無機物。④在整個過程中焚燒爐內氣壓應處于微負壓的狀態。

3 危險廢物焚燒煙氣凈化工藝

3.1 凈化工藝選擇

本文只針對危險廢物焚燒之后產生污染物中的硫化物的脫除進行分析。煙氣脫硫工藝主要包括如下幾種：

3.1.1 濕法脫硫

濕法脫硫工藝相對比較成熟，如石灰-石膏法，是通過碳酸鈣漿液或者是它的水溶液來作為脫硫劑的，其生成的亞硫酸鈣呈現狀態是濕態，在水溶液或者是漿液中存在。濕法脫硫工藝優點頗多，如效率高、設備簡單以及反映迅速等，不過也存在一些缺點，如系統維護費用較高、易造成二次污染等。

3.1.2 干法脫硫

干法脫硫技術指的是其脫硫劑處于干態，其脫硫的最終產物也是干態，這種方法也有很多優點，如凈化之后的排煙溫度高以及在整個過程中溫度沒有明顯降低等，不過也存在一些不足之處，如設備龐大、效率低以及反映慢等。

3.1.3 半干法脫硫

半干法脫硫技術指的是其脫硫劑為漿液或者是堿水溶液，最終的生成物是干態。其優點是效率高企業反映迅速，不僅如此其因為有干法無污水廢液產物易處理的優點受到了更多人的關注。

3.2 半干式噴霧干燥法煙氣脫硫工藝

蒸發干燥的過程是一種物理變化的過程，在干燥的過程中，發生變化的包括漿滴溫度、速度、含水量以及尺寸，還有濕度以及煙氣溫度。而漿滴性質的變化對反應表面和傳質阻力的大小有直接的影響，也會影響反應過程。其蒸發過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，漿滴表面在恒速期非結合水較為充分，水表面的汽化速度決定其蒸發速度，隨著蒸發的不斷進行，漿滴的粒徑也有所減小。當其減小到能夠讓分散的懸浮顆粒相互接觸導致顆粒運動受到限制的時候，物料的表面對于全部的濕潤不能維持，部分表面汽化的是結合水，此時蒸發速度就由漿滴表面速度決定，當顆粒的溫度不斷上升時就到了第一降速干燥期，也就是不飽和表面干燥的階段。第二降速干燥期是從漿滴表面都沒有結合水的時候開始的，該階段物料中水分移動速度決定汽化速度，汽化面從表面逐漸向干燥的漿滴內部進行移動，其所需熱量就會通過已經干燥的固體顆粒逐漸傳遞到汽化面。干燥過程的結束體現在顆粒含濕量和煙氣當中的溫濕度達到平衡。

3.3 除塵器

3.3.1 靜電除塵器

靜電除塵器的內部是集塵板還有一系列交錯組合的負電極，當帶有粒狀污染物的煙氣沿著水平方向經過集塵區段的時候，在電場感應下粒狀物就會帶負電，在電場引力的作用下，又會逐漸移動到集塵板而被收集。在集塵板上通過“敲擊”的方式產生震動，將吸附在集塵板上的粒狀物震落，最終落到除塵器底部的飛灰收集的漏斗上。

3.3.2 布袋除塵器

帶有煙塵的煙氣通過濾布，將煙塵分離，除塵效率高，其中濾布包括聚丙烯、聚酷等織布還有摻入毛氈的耐熱尼龍以及玻璃纖維等。

4 結語

焚燒是目前處置危險廢物一種最為便捷且有效的技術，同時是實現廢物減量化最佳的一種方式。對于危險廢物的處置除了要選擇相對有效的處置工藝外，針對其處置之后的再凈化也尤為重要，必須選取相對合理且有效的凈化工藝。同時，相關部門也應加強對危險廢物的監管，針對危險廢物的處置行為應予以規范，采用現代化和高科技相結合的管理手段，最大限度地降低環境污染。