摘 要：化(hua)工(gong)產(chan)(chan)業在生產(chan)(chan)過(guo)程中不可避免地會出現有(you)(you)毒(du)有(you)(you)害(hai)(hai)的(de)危險廢料，并且其中潛(qian)存易(yi)燃易(yi)爆物質(zhi)以及腐蝕性(xing)和傳(chuan)染(ran)放射性(xing)等(deng)物質(zhi)，不僅對(dui)人體有(you)(you)巨大傷(shang)害(hai)(hai)，同時(shi)對(dui)于(yu)自然環境也有(you)(you)較(jiao)大影響，因此減(jian)輕這些有(you)(you)害(hai)(hai)物質(zhi)的(de)危險性(xing)進行無公害(hai)(hai)化(hua)處理是化(hua)學(xue)工(gong)程當中最(zui)需要(yao)解決(jue)的(de)問題。隨著工(gong)業領域(yu)對(dui)化(hua)學(xue)技術的(de)應用逐漸增多，組合形式(shi)的(de)復雜性(xing)逐漸提升，越來(lai)越多的(de)新材料制(zhi)造所產(chan)(chan)生的(de)的(de)廢料需要(yao)更為(wei)有(you)(you)效的(de)處理措施，焚燒一直(zhi)是采用頻(pin)率最(zui)高的(de)處理方式(shi)，不過(guo)對(dui)于(yu)焚燒煙氣的(de)處理技術，一直(zhi)處于(yu)研究和優化(hua)當中。

關鍵(jian)詞(ci)：化工；危險廢(fei)物；焚(fen)燒煙氣；處理處置

引 言

隨著我國現代化(hua)(hua)(hua)工(gong)業不(bu)斷發展，各種(zhong)危險(xian)(xian)廢(fei)物(wu)(wu)(wu)數量不(bu)斷增多(duo)，且多(duo)種(zhong)危險(xian)(xian)廢(fei)物(wu)(wu)(wu)具有多(duo)種(zhong)危險(xian)(xian)特性(xing)(xing)(xing)，包括(kuo)放射性(xing)(xing)(xing)、傳染(ran)性(xing)(xing)(xing)、腐蝕性(xing)(xing)(xing)、易(yi)燃易(yi)爆(bao)性(xing)(xing)(xing)、化(hua)(hua)(hua)學反(fan)應性(xing)(xing)(xing)和(he)毒害性(xing)(xing)(xing)，如果不(bu)能對(dui)危險(xian)(xian)廢(fei)物(wu)(wu)(wu)進行適當(dang)的(de)處置(zhi)和(he)管理，那么很容易(yi)污染(ran)環(huan)境，并(bing)嚴(yan)重影(ying)響到(dao)人類健康(kang)和(he)生態(tai)環(huan)境。因此(ci)一種(zhong)危險(xian)(xian)廢(fei)物(wu)(wu)(wu)的(de)無害化(hua)(hua)(hua)處理得到(dao)了廣泛的(de)應用，目前(qian)危險(xian)(xian)廢(fei)物(wu)(wu)(wu)處理技(ji)術比(bi)較成熟的(de)處理方法(fa)是焚(fen)燒(shao)法(fa)，廢(fei)物(wu)(wu)(wu)處理處置(zhi)的(de)工(gong)藝主要是通過回(hui)轉窯焚(fen)燒(shao)危險(xian)(xian)廢(fei)物(wu)(wu)(wu)。文章(zhang)主要闡述(shu)化(hua)(hua)(hua)工(gong)危險(xian)(xian)廢(fei)棄物(wu)(wu)(wu)焚(fen)燒(shao)技(ji)術標(biao)準，并(bing)詳細(xi)介紹危險(xian)(xian)廢(fei)物(wu)(wu)(wu)焚(fen)燒(shao)工(gong)藝和(he)煙氣凈化(hua)(hua)(hua)工(gong)藝。

一、國內化工廢料處理行業現狀

危險(xian)(xian)廢物(wu)(wu)(wu)是指列入國(guo)(guo)家(jia)危險(xian)(xian)廢物(wu)(wu)(wu)名(ming)錄或(huo)根據國(guo)(guo)家(jia)規定的(de)危險(xian)(xian)廢物(wu)(wu)(wu)鑒(jian)別標(biao)準(zhun)和(he)鑒(jian)別方(fang)法認(ren)定的(de)具有腐(fu)蝕性(xing)、毒性(xing)、易燃性(xing)、反應(ying)性(xing)和(he)感染性(xing)等一(yi)(yi)種或(huo)一(yi)(yi)種以(yi)(yi)上(shang)危險(xian)(xian)特性(xing)，以(yi)(yi)及不排除具有以(yi)(yi)上(shang)危險(xian)(xian)特性(xing)的(de)固(gu)體(ti)廢物(wu)(wu)(wu) 。隨著新(xin)冠肺炎疫情(qing)爆發，我國(guo)(guo)危險(xian)(xian)廢物(wu)(wu)(wu)環(huan)境(jing)管理(li)(li)(li)(li)(li)和(he)處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)能力(li)仍(reng)將面臨新(xin)的(de)挑戰(zhan)。據相關(guan)(guan)數(shu)據統計，2019年(nian)，全(quan)國(guo)(guo)大、中城(cheng)市工業危險(xian)(xian)廢物(wu)(wu)(wu)產(chan)生量(liang)為(wei)4643萬(wan)噸(dun)；按年(nian)增(zeng)長率15.7%，預(yu)估2020年(nian)工業危險(xian)(xian)廢物(wu)(wu)(wu)產(chan)生量(liang)將達到5350萬(wan)噸(dun)。疫情(qing)期間，僅2020年(nian)3月3日(ri)當(dang)天，全(quan)國(guo)(guo)收集醫(yi)(yi)療(liao)(liao)廢物(wu)(wu)(wu)3135.7噸(dun)(含定點醫(yi)(yi)療(liao)(liao)機構的(de)涉(she)疫情(qing)醫(yi)(yi)療(liao)(liao)廢物(wu)(wu)(wu)570.4噸(dun))，醫(yi)(yi)療(liao)(liao)廢物(wu)(wu)(wu)新(xin)增(zeng)日(ri)處(chu)置(zhi)能力(li)21.3%(約1045.7噸(dun)/日(ri))；另外，據相關(guan)(guan)機構預(yu)測，2020年(nian)全(quan)國(guo)(guo)新(xin)增(zeng)口罩垃(la)圾和(he)醫(yi)(yi)療(liao)(liao)廢物(wu)(wu)(wu)分別約為(wei)16.2萬(wan)噸(dun)和(he)17.9萬(wan)噸(dun)。危險(xian)(xian)廢物(wu)(wu)(wu)產(chan)生量(liang)快速(su)增(zeng)長的(de)處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)能力(li)需求(qiu)以(yi)(yi)及應(ying)對(dui)突發事(shi)件協(xie)同處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)能力(li)的(de)提(ti)升，對(dui)我國(guo)(guo)危險(xian)(xian)廢物(wu)(wu)(wu)處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)技術提(ti)出了更高的(de)要求(qiu)。目前危險(xian)(xian)廢物(wu)(wu)(wu)回轉窯焚(fen)燒作為(wei)無害化處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)技術應(ying)用(yong)較(jiao)為(wei)廣泛(fan)的(de)工藝，在不同的(de)工程實(shi)踐中仍(reng)存在諸多(duo)不足之處(chu)，從(cong)整(zheng)體(ti)工藝優化設計的(de)方(fang)向進行(xing)研究(jiu)，提(ti)高危險(xian)(xian)廢物(wu)(wu)(wu)無害化處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)的(de)效率效果，有效避(bi)免(mian)生態環(huan)境(jing)風(feng)險(xian)(xian)，是當(dang)前較(jiao)為(wei)緊迫的(de)任務之一(yi)(yi)。

二、危險廢物焚燒工藝

2.1焚(fen)燒(shao)爐型選(xuan)擇

焚(fen)(fen)燒爐(lu)(lu)是(shi)焚(fen)(fen)燒系統(tong)最為關鍵的(de)設(she)備(bei)之一(yi)。隨著焚(fen)(fen)燒技術的(de)發(fa)展，焚(fen)(fen)燒爐(lu)(lu)的(de)種類(lei)(lei)越來(lai)越多(duo)(duo)(duo)，爐(lu)(lu)型結構各有(you)不同。按結構類(lei)(lei)型分類(lei)(lei)主要有(you)回(hui)(hui)(hui)轉(zhuan)窯、固(gu)定(ding)床、流化(hua)(hua)床焚(fen)(fen)燒爐(lu)(lu)以(yi)及液體(ti)噴射(she)爐(lu)(lu)。回(hui)(hui)(hui)轉(zhuan)窯是(shi)一(yi)種多(duo)(duo)(duo)功能的(de)廢(fei)(fei)(fei)物(wu)(wu)(wu)焚(fen)(fen)燒裝置，其(qi)集焚(fen)(fen)燒與(yu)熱解于一(yi)體(ti)，可(ke)廣泛用于各種固(gu)體(ti)廢(fei)(fei)(fei)物(wu)(wu)(wu)、污泥、有(you)毒有(you)害(hai)廢(fei)(fei)(fei)物(wu)(wu)(wu)、甚(shen)至液體(ti)廢(fei)(fei)(fei)物(wu)(wu)(wu)的(de)焚(fen)(fen)燒。總的(de)來(lai)說，回(hui)(hui)(hui)轉(zhuan)窯具備(bei)進料(liao)方式(shi)靈活、設(she)備(bei)運(yun)行穩定(ding)、運(yun)行費用相對(dui)較低等優點 。對(dui)化(hua)(hua)工(gong)(gong)危(wei)險(xian)廢(fei)(fei)(fei)物(wu)(wu)(wu)而言，其(qi)往往具有(you)數量(liang)大、固(gu)廢(fei)(fei)(fei)種類(lei)(lei)多(duo)(duo)(duo)、成分復雜等特點。在實際工(gong)(gong)程應用中，推薦使用回(hui)(hui)(hui)轉(zhuan)窯作為化(hua)(hua)工(gong)(gong)危(wei)險(xian)廢(fei)(fei)(fei)物(wu)(wu)(wu)處理(li)處置設(she)備(bei)。

2.2焚燒處理工藝(yi)

一般(ban)來說，以回(hui)轉(zhuan)窯(yao)焚燒爐為基礎的焚燒系統(tong)(tong)應(ying)由配伍(wu)預處理(li)、進料系統(tong)(tong)、回(hui)轉(zhuan)窯(yao)以及二(er)燃室四部(bu)分組成。

（1）配(pei)伍預處理

實(shi)際工程應用中，待(dai)焚燒(shao)處理(li)(li)(li)的(de)危(wei)險(xian)廢(fei)物(wu)往往形(xing)態各異、成(cheng)分復雜。因此(ci)，為(wei)保(bao)證(zheng)(zheng)焚燒(shao)系(xi)統的(de)穩定進(jin)料(liao)、平穩運轉(zhuan)，并在實(shi)現(xian)無害化處理(li)(li)(li)的(de)同時，降(jiang)低(di)運行(xing)成(cheng)本，需對進(jin)料(liao)前(qian)的(de)固體廢(fei)物(wu)進(jin)行(xing)配伍預(yu)處理(li)(li)(li)。配伍預(yu)處理(li)(li)(li)的(de)控制因子主要(yao)有(you)兩點(dian)：(1)均衡廢(fei)物(wu)的(de)熱值和水分，保(bao)證(zheng)(zheng)焚燒(shao)穩定，節省輔助燃料(liao)。建議配伍后廢(fei)物(wu)的(de)熱值在 3000~3500 kcal/kg 之間；(2)均衡入(ru)窯廢(fei)物(wu)的(de)成(cheng)分，以保(bao)證(zheng)(zheng)煙氣達標排(pai)放。通常來說，入(ru)爐酸性(xing)污染(ran)物(wu)最高含量為(wei)：Cl＜2 %，F＜0.5 %，S＜2 %，Br＜0.2 %，I＜0.2 %，P＜0.5 %，含有(you)有(you)機重金屬(shu)類(lei)物(wu)質的(de)危(wei)險(xian)廢(fei)物(wu)應采(cai)用桶裝入(ru)爐方式以控制整體數量。

進料系統

針(zhen)對不同物(wu)料(liao)類型，應采用(yong)不同進(jin)料(liao)方(fang)式(shi)。具體來(lai)說：(1)對大塊物(wu)或(huo)不易分裝(zhuang)的廢(fei)(fei)物(wu)，需經過破碎(sui)機破碎(sui)后進(jin)儲(chu)存在廢(fei)(fei)物(wu)儲(chu)坑(keng)(keng)，通(tong)(tong)過抓(zhua)吊上料(liao)進(jin)入(ru)回轉窯(yao)(yao)；(2)散裝(zhuang)固體廢(fei)(fei)物(wu)應根據外形尺寸的大小(xiao)和(he)檢測熱值，進(jin)行簡(jian)單配伍后儲(chu)存在廢(fei)(fei)物(wu)儲(chu)坑(keng)(keng)，最終通(tong)(tong)過抓(zhua)吊上料(liao)進(jin)入(ru)料(liao)斗，通(tong)(tong)過液壓活(huo)塞推(tui)送推(tui)入(ru)回轉窯(yao)(yao)內；(3)廢(fei)(fei)液應通(tong)(tong)過廢(fei)(fei)液霧(wu)(wu)化(hua)(hua)泵及霧(wu)(wu)化(hua)(hua)系統噴入(ru)焚(fen)燒爐(lu)進(jin)行焚(fen)燒處理。

回轉窯

危險(xian)(xian)廢物(wu)(wu)通過進(jin)(jin)料機構送入回(hui)轉(zhuan)(zhuan)窯(yao)(yao)(yao)本(ben)體(ti)(ti)內進(jin)(jin)行高溫焚(fen)燒(shao)，廢物(wu)(wu)在(zai)窯(yao)(yao)(yao)體(ti)(ti)內被徹(che)底(di)焚(fen)燒(shao)成(cheng)高溫煙氣和灰渣。回(hui)轉(zhuan)(zhuan)窯(yao)(yao)(yao)本(ben)體(ti)(ti)的(de)合(he)理(li)(li)設計是危險(xian)(xian)廢物(wu)(wu)處理(li)(li)處置效(xiao)果(guo)的(de)基本(ben)保證。在(zai)實際(ji)工程設計時(shi)，焚(fen)燒(shao)時(shi)間一般應控(kong)制在(zai) 60 min 左右(60~120 min)，操作(zuo)溫度控(kong)制在(zai) 850 ℃左右，爐體(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)速控(kong)制在(zai)0.2~5.0 r/min 之間。同時(shi)，為保證物(wu)(wu)料向下的(de)傳輸，保持回(hui)轉(zhuan)(zhuan)窯(yao)(yao)(yao)有一定(ding)的(de)傾斜(xie)度，以 2°為宜。此外(wai)，還應根(gen)據實際(ji)焚(fen)燒(shao)物(wu)(wu)料的(de)特性，對(dui)窯(yao)(yao)(yao)內耐(nai)火(huo)材料的(de)選材及砌(qi)筑方法(fa)進(jin)(jin)行調整(zheng)，保證耐(nai)火(huo)材料的(de)耐(nai)久性。從而保證回(hui)轉(zhuan)(zhuan)窯(yao)(yao)(yao)主體(ti)(ti)的(de)良好、穩定(ding)運(yun)轉(zhuan)(zhuan)。

（4）二燃室

經回轉窯(yao)燃(ran)燒產(chan)生的(de)(de)(de)高溫(wen)煙(yan)氣(qi)和(he)灰渣從窯(yao)尾進入二(er)燃(ran)室(shi)。二(er)燃(ran)室(shi)的(de)(de)(de)主要功能(neng)是(shi)對一次燃(ran)燒產(chan)的(de)(de)(de)煙(yan)氣(qi)中(zhong)未(wei)燃(ran)盡的(de)(de)(de)有(you)害物(wu)質做進一步的(de)(de)(de)徹底分解銷毀，以(yi)達到排放要求。按國(guo)家《危(wei)險廢物(wu)集中(zhong)焚燒處置工(gong)程建設(she)技術規(gui)范》HJ/T176-2005 規(gui)定，二(er)燃(ran)室(shi)應(ying)按1100 ℃以(yi)上煙(yan)氣(qi)停留時間大于 2 s 為設(she)計(ji)要求進行計(ji)算，以(yi)保證(zheng)有(you)害的(de)(de)(de)臭氣(qi)和(he)多(duo)氯化合物(wu)能(neng)夠充(chong)分分解，同(tong)時抑(yi)制二(er)噁(wu)英(ying)的(de)(de)(de)生成(cheng)。根據實際工(gong)程案例，二(er)燃(ran)室(shi)可將煙(yan)氣(qi)中(zhong) 99.99 %以(yi)上的(de)(de)(de)二(er)噁(wu)英(ying)和(he)其他有(you)害成(cheng)分徹底分解掉。

三、煙氣凈化處理工藝

煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)凈化工藝的目的就是保(bao)證(zheng)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)達標排放，通常情況(kuang)下(xia)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)凈化工藝需要用到7種(zhong)(zhong)凈化系(xi)(xi)統(tong)，包括：煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)再加熱(re)及(ji)排放、濕式除酸系(xi)(xi)統(tong)、低溫(wen)SCR、布袋(dai)除塵(chen)器、干式反(fan)應塔(ta)、半干急冷(leng)塔(ta)、余熱(re)利用系(xi)(xi)統(tong)(內置 SCNR)。此(ci)技術可以確保(bao)各種(zhong)(zhong)污染因子(zi)的排放值達標，包括煙(yan)塵(chen)、酸性氣(qi)(qi)(qi)體、重金屬和二(er)噁英，從而實現滿足國家(jia)相關(guan)標準的污染控制(zhi)指標。

（1）余熱利用(yong)系統(tong)包括(kuo)內置SCNR、余熱鍋爐以及附屬(shu)設備。其(qi)目的就是實現(xian)焚燒產生的熱量進行(xing)回收利用(yong)，從而(er)產生蒸(zheng)汽(qi)，這樣可大(da)大(da)降低(di)運行(xing)成本和降低(di)能耗的目的。另外對NOx的處理使用(yong)非催(cui)化(hua)還(huan)原(yuan)脫硝(xiao)法脫硝(xiao)，脫銷效果(guo)可達(da)40%左右。

（2）半(ban)干式急(ji)冷(leng)吸收塔(ta)的(de)目(mu)的(de)是(shi)降(jiang)溫(wen)(wen)和吸收酸性成(cheng)份的(de)作用，通常情況下，二噁英會在250～500℃再(zai)次生成(cheng)，為了(le)有效控制，將煙(yan)氣的(de)溫(wen)(wen)度進(jin)行(xing)急(ji)劇(ju)降(jiang)溫(wen)(wen)。降(jiang)溫(wen)(wen)方式采用的(de)噴(pen)堿液直接冷(leng)卻(que)，這樣不僅可以帶(dai)著大量的(de)熱量，還能將溫(wen)(wen)度迅速降(jiang)到(dao)200℃左(zuo)右(you)，實(shi)現了(le)對(dui)二噁英進(jin)行(xing)良好的(de)控制，對(dui)HCL物質的(de)處理率高達70%以上。

（3）布袋除塵(chen)(chen)器其目的(de)(de)(de)是有效(xiao)(xiao)(xiao)處理(li)煙氣中(zhong)的(de)(de)(de)固體顆粒，對(dui)固體顆粒的(de)(de)(de)處理(li)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)高達99.9%以上。在實際應(ying)用過程(cheng)中(zhong)，為了保證除塵(chen)(chen)效(xiao)(xiao)(xiao)果，煙氣溫(wen)度(du)必須要(yao)控(kong)制在200℃左右(you)，且除塵(chen)(chen)器布袋一定要(yao)是高溫(wen)型材料(liao)，其中(zhong) ePTFE 材質的(de)(de)(de)布袋對(dui)除塵(chen)(chen)效(xiao)(xiao)(xiao)果最(zui)好。

（4）低溫(wen)SCR反應器就(jiu)是在(zai)催化(hua)(hua)劑的作(zuo)用下，能夠將煙氣(qi)中(zhong)的有害物質(zhi)轉化(hua)(hua)為水和(he)氮，實(shi)現(xian)消除(chu)NOx的目的，所以催化(hua)(hua)劑至(zhi)關重要(yao)，在(zai)選擇(ze)(ze)催化(hua)(hua)劑時需要(yao)根據實(shi)際(ji)情況選擇(ze)(ze)。

（5）濕(shi)式除酸(suan)(suan)系(xi)統一(yi)般情況下都是(shi)(shi)在(zai)低溫SCR反應(ying)器(qi)后(hou)面增加，目的(de)是(shi)(shi)將各種(zhong)重金屬(shu)和(he)有機(ji)污染物進行較好的(de)去除。煙氣再加熱和(he)排放系(xi)統，是(shi)(shi)對濕(shi)式除酸(suan)(suan)系(xi)統進行水(shui)汽處理，在(zai)濕(shi)式除酸(suan)(suan)后(hou)增加煙氣加熱器(qi)，可有效減少煙氣中(zhong)的(de)水(shui)分，防止導致(zhi)引風機(ji)出現(xian)積水(shui)和(he)腐(fu)蝕(shi)現(xian)象。

結束語

為(wei)提高危險(xian)(xian)廢(fei)物焚燒(shao)處(chu)理(li)技術水(shui)平，系統研究(jiu)和(he)探(tan)討了以回轉(zhuan)窯焚燒(shao)工(gong)藝為(wei)主的各環(huan)節(jie)設(she)計和(he)實際應用中存在的缺陷和(he)問題(ti)，提出完善(shan)和(he)優化(hua)的設(she)想(xiang)。通過整體工(gong)藝的優化(hua)設(she)計，能有效(xiao)提升危險(xian)(xian)廢(fei)物回轉(zhuan)窯焚燒(shao)和(he)煙氣處(chu)理(li)的效(xiao)率，為(wei)煙氣達到(dao)更嚴格(ge)的排放限值要求提供了技術保障；并完善(shan)應對突然事(shi)件(jian)協同處(chu)理(li)特種廢(fei)物的能力，具有很大的實用性(xing)、普(pu)及(ji)性(xing)。

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