危廢處置中心危廢焚燒工藝分析及應用

（光大環保危廢處置（淄博）有限公司 山東 255400）

1.危廢處置中心焚燒工藝研究概述

（1）危險廢物概述。危險廢物即為有害廢物，這一詞匯在20世紀70年代初期得到了社會的認可。通常情況下危險廢物的危害都具有一定的潛伏性，同時其造成的傷害也都是具有不可恢復性的。除放射性物質外能夠對人類生存環境產生危害的廢物都能夠被稱為有害廢物，無論其組成類型是否單一或其出現在生產或運輸的過程當中都能夠被稱為危險廢物。目前危險廢物的來源主要有生活來源、工業來源及農業來源，因其造成的傷害大多不可逆，因此對其進行處置應當遵循對應的處置條例[1]。

（2）危險廢物處置技術概述。目前對于危險廢物進行處置處理方式有很多，首先可以通過物理處理的方式來進行壓實、粉碎、脫水等類型的處理。其次其處理方式還包含化學處理，化學處理簡而言之就是通過化學方式來對其中有害成分的含量進行降低，逐步實現無害化處理。第三危險廢物的處理能夠使用生物處理的方式完成，這也是目前較為流行的處理方式之一，通過細菌能夠完成有機物的處理，從而將其危害降低。最后處理方式包含固化處理，使用固化基材料對廢物進行包裹，這樣既能降低其對環境的影響，又可以方便運輸流程。本文的研究以焚燒處理為基礎展開，其屬于物理處理的一種[2]。

2.焚燒處理工藝設計

（1）回轉窯結構設計。對其焚燒工藝進行研究的過程當中需要完成不同結構設計上的研究，首先回轉窯在窯襯耐火層的選擇上需要選用適合的耐火磚，其耐火磚的熱導率應當滿足較低的條件，這樣其不僅能夠耐火更能達到隔熱的效果。在滾圈的選擇上應當選擇舉行滾圈，舉行滾錢的截面是簡單的實心矩形，沒有較多的缺陷，能夠固定在筒體之上。最后墊板方面其存在的意義即為降低筒體與滾圈之間的摩擦系數，通過這樣的方式完成荷載傳遞。因此其應當盡可能的追求最大的散熱面積，同時需要注意的則是筒體之間與墊板的磨損程度呈正比例關系，隨著回轉窯速度的上升其磨損速度也會上升。

（2）回轉窯熱損失驗證。在回轉窯中產生的熱力過程來源時天然氣燃燒過程當中出現的熱量其能夠使危險廢物在很短的時間中得到極大的溫度提升，從而實現熱解及干燥。而回轉窯當中的熱量來源是燃料燃燒，因此其傳熱的具體過程是高溫煙氣的熱量由對流及輻射作用作用在窯壁內，同時危險肥料與窯壁之間相互傳熱，此后耐火層、耐熱層、鋼板之間進行熱量傳遞至窯外表面部分，因此其熱損失共有排煙熱損失、灰渣物理熱損失及未完全燃燒熱損失，其中占比最大的則是未完全燃燒熱損失。

（3）爐排爐部分結構設計。爐排爐在工作的過程當中所起到的作用就是對危險廢物進行堆積，同時使其能夠得到有效的燃燒。其最為重要的組成部分是爐排，爐排的構成材料通常為鑄鐵，且爐排之間有恰當的距離保證在燃燒的過程當中能夠有充足的空氣進入。其次在爐排爐中還需要供風系統對其進行助燃，通常情況下其分為三個部分分別是爐內部分、回轉窯部分及二燃室部分。而對爐排爐的支撐結構進行固定的位置通常選用的材料是角鋼，角鋼又稱為角鐵，其是一種兩邊相互垂直的長條形鋼材材料，能夠根據不同的結構進行改變。

（4）爐排爐熱損失驗證。在爐排爐中的主要的熱源來源即為在回轉窯中沒有完全燃燒的危險廢物，為此在爐排爐中的內部傳熱主要是由廢物產生的熱量及高溫煙氣進入帶來的熱量所構成，其整體的傳熱經過分析能夠總結為危險廢物與爐排爐避免之間的傳熱及爐排爐內部通過防火層、隔熱層向外進行的傳熱。由此可知在爐排爐當中出現的熱損失由工業廢物沒有完全燃燒而出現的熱損失，同時還有機械部件進行水冷時出現的熱損失及回轉窯與二燃室之間密封不嚴所造成的熱損失，由此也能夠證明上文提及的回轉窯熱損失構成合理，且爐排爐熱損失無法完全避免。

（5）二燃室部分結構設計。在整體的焚燒系統當中位于二燃室之前設備為爐排爐，而將爐排爐與二燃室二者進行連接的部分則是由一個長方形的面所完成，二燃室在整體的造型方面是一個球面，因此其在隔熱結構方面應當是由耐火磚、隔熱層及鋼板三個內容進行構成的，但是這樣做在實際施工的過程中較為困難，因此通常選用相同材質的耐火混凝土完成建筑。由二燃室向外排出的熱氣溫度很高，因此如其后續的處理不當可能會產生二噁英等有毒有害物質，因此在二燃室的煙氣排出結口方面通常選擇彎頭結構。

（6）二燃室熱損失驗證。二燃室內部的主要熱量來源是爐排爐當中的爐氣進入二燃室當中所產生的，因此當爐氣溫度不足時就需要啟動備用燒嘴，而當燃料燃燒到一定量時，其產生的熱量也能夠作為熱量來源之一。二燃室當中的熱損失首先同樣來自于煙氣帶走的大量熱量，其次避免出現散熱及進料時天然氣沒有完全燃燒所產生的熱損失。

3.廢氣處理設施

（1）廢氣成分及處理工藝。在對危險廢物焚燒產生的主要廢氣進行分析后能夠發現其具體的成分分別包含顆粒物、氯化氫、氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳等，而我國對其有著明確的控制標準，詳情見下表1。

表1 煙氣處理系統進出口煙氣參數表

而其具體的煙氣凈化流程需要通過余熱鍋爐至濕法去酸裝置來完成處理，此后經過處理廢氣的煙囪向外進行排放。此過程需要由人工操作與自動操作相結合來完成，以自動操作為主，人工操作為輔，為了對其整體流程及信息采集過程進行概括下文將以圖片的形式對其進行展示，詳情見圖1。

圖1 廢氣流程處理示意圖

（2）煙氣凈化系統工藝。由上文圖中內容可知廢氣處理過程當中需要經過余熱鍋爐等設備的處理，廢氣自余熱鍋爐中出來其溫度能夠達到1100℃-1200℃，通過使用余熱系統能夠將其中的余熱完成回收再利用，在經過回收利用后其溫度能夠降低至600℃左右，此后進入急冷塔裝置對其進行處理在設備當中的溫度能夠進一步降溫，為了是其品味能夠滿足不同的需求，其通常將參數設置為1.0MPa。

4.環境因素分析

(1)回轉筒長徑對燃燒過程的影響

首先環境因素方面的影響來自于回轉筒的長徑，回轉窯的長徑是窯內氣體運動情況及燃料燃燒時的重要參數之一，其如出現長徑過長可能導致窯尾的溫度出現過低的情況，導致無法正常進行預熱，同時在窯內的熱量會直接輻射在窯體的表面，從而出現由于溫度較高而導致的結圈現象。當長徑較大時能夠說明其整體體積較大，因此運輸難度也會隨之上升，而長徑比較低時則會導致燃料無法充分燃燒，其會由于不完全燃燒二次產生有毒有害物質。

(2)過剩空氣對燃燒過程的影響

在窯內的另一項燃料指標即為過剩空氣系數，當過剩空氣系數過大時，其實際進入的空氣要遠大于理論上的空氣需求量，從而可能進一步影響到火焰的溫度及煙氣的量，從而回轉窯在熱效率方面也會受到影響。通常情況下此舉會導致氮氧化物的產量快速上升，在出現大量煙氣外排時其熱損失也會上升。從而大量的回轉窯窯壁部分會出現氧化的情況。但是當出現空氣系數較小時，其可能會導致燃料燃燒不充分，從而降低工作效率。

(3)燒嘴安裝角度對燃燒過程影響

回轉窯燒嘴安裝角度對燃燒過程的影響首先體現在其會對氣體的運動方向及實際的燃燒情況產生影響。在回轉窯的入口處會有兩個燒嘴，因此在安裝角度上要對其對稱性進行考量，如兩個燒嘴的安裝位置不對稱則可能造成火焰不對稱的情況，進而影響爐內燃燒的均衡性，同時燒嘴的位置也要與入料口保持距離，否則可能會出現局部溫度過高的情況對回轉窯筒體產生巨大的影響。

5.結語

我國工業水平不斷發展的過程當中，危險廢物的產出量也在逐年上漲，希望通過本文的研究能為其焚燒處理工藝的發展提供一定的理論依據，同時在本文的寫作過程當中使用了流體力學、熱學及燃料學方面的知識來對其完成了焚燒工藝的簡化設計。但是本文的研究也僅僅是局限在了模擬的層面上，危險廢物焚燒工藝的發展還需要更多的實際數據作為支撐來促進發展，這也是需要所有相關從業人員共同努力才能夠完成的事業。