三燃式危險(xiǎn)廢物焚燒技術(shù)探討
摘要:文章介紹了三燃式危險(xiǎn)廢物焚燒技術(shù),，該新型焚燒爐采用回轉(zhuǎn)熱解窯作為一次燃燒處理方式,，再由往復(fù)式爐排爐進(jìn)行二次焚化燃燒，未燃盡的氣體,、粉塵進(jìn)入三燃室充分分解燃燒,，因此燒盡率高、熱能效率高,。
關(guān)鍵詞:焚燒爐;三燃式危廢焚燒技術(shù);回轉(zhuǎn)熱解窯;往復(fù)式爐排;垂直空氣燃燒室
1 三燃式危廢焚燒技術(shù)簡(jiǎn)介
三燃式危廢焚燒技術(shù)采用13米長(zhǎng)的回轉(zhuǎn)熱解窯作為一次燃燒處理方式,，再由往復(fù)式爐排爐進(jìn)行二次焚化燃燒，未燃盡的氣體,、粉塵進(jìn)入三燃室充分分解燃燒,，可以達(dá)到高的燒盡率和熱能效率。其工藝流程如圖1,。
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危險(xiǎn)廢物運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng),，由自動(dòng)投料裝置定量送入爐本體回轉(zhuǎn)窯爐燃燒室（900℃～1100℃）內(nèi)，經(jīng)二次燃燒室高溫?zé)峤馊紵?100℃～1200℃）后形成的高溫?zé)煔膺M(jìn)入三燃室內(nèi),，再經(jīng)三次燃燒系統(tǒng)高溫（1200℃～1400℃）氧化焚燒,。完全燃燒后產(chǎn)生的煙氣經(jīng)余熱鍋爐熱交換，煙氣溫度快速降至600℃并除去大顆粒的粉塵,。降溫后的煙氣進(jìn)入干式除酸及活性炭吸收裝置并噴入消石灰（Ca(OH)2）及活性炭以去除SO2,、HCl、二惡英等有毒有害氣體,，細(xì)微的粉塵由高效袋式除塵器捕集,，再經(jīng)脫硝塔脫除氮氧化物。焚燒過(guò)程見(jiàn)圖2,。
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2 主要系統(tǒng)
2.1 焚燒爐自動(dòng)進(jìn)料系統(tǒng)
危險(xiǎn)廢物在焚燒前需進(jìn)行預(yù)處理,。預(yù)處理系統(tǒng)工藝流程見(jiàn)圖3。
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自動(dòng)進(jìn)料裝置可平穩(wěn)地將危險(xiǎn)廢物自動(dòng)送入焚燒爐內(nèi)并可自動(dòng)卸料,。該設(shè)備為液壓式推進(jìn)裝置，推進(jìn)速度和退回速度均可以自由調(diào)節(jié),，進(jìn)料斗周圍有保護(hù)裝置,，可防止廢物散落，避免因人工操作帶來(lái)的二次污染，也可避免因超負(fù)荷投料而造成尾氣處理運(yùn)行負(fù)荷增大,。
2.2 焚燒爐系統(tǒng)
回轉(zhuǎn)+往復(fù)式爐排焚燒爐是三燃式危廢焚燒技術(shù)中的關(guān)鍵設(shè)備,。當(dāng)窯內(nèi)趨于完全燃燒時(shí)，會(huì)放出大量的熱能,，回轉(zhuǎn)窯需承受1200℃以上的高溫,；同時(shí)，燃燒過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生硫化物,、氯化物等,，腐蝕性極強(qiáng)，因此要求回轉(zhuǎn)窯的耐高溫性能好,，并且耐腐蝕,、耐磨損。
三燃式危廢焚燒爐的回轉(zhuǎn)窯筒體鋼板厚約18mm,，內(nèi)襯為高強(qiáng)輕質(zhì)保溫磚和磷酸鹽結(jié)合高鋁質(zhì)耐火磚,，在焚燒過(guò)程中，火焰不與金屬部分接觸,，只與耐火材料接觸,，從而可大大延長(zhǎng)設(shè)備的使用時(shí)間?；剞D(zhuǎn)窯安裝時(shí)要保證一定的傾斜度,，筒體可以根據(jù)廢物成分的變化，自由調(diào)節(jié)其回轉(zhuǎn)速度,，以控制廢物在窯內(nèi)的停留時(shí)間,，從而確保廢物充分完全地焚燒。
焚燒處理后的焦渣,、廢油渣液通過(guò)螺旋進(jìn)料裝置混合進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯（一燃室）,，物料由燃燒機(jī)引燃，直接燃燒熱解,，一燃室溫度達(dá)到850℃～1100℃,，回轉(zhuǎn)窯尾與往復(fù)式爐排爐相連，未燃盡的物料以及熱解氣體進(jìn)入往復(fù)式爐排爐（二燃室）,，由另一燃燒機(jī)助燃進(jìn)行二次燃燒,，溫度達(dá)到1100℃～1200℃，從而可使物料充分燃燒并延長(zhǎng)煙氣停留時(shí)間,。在復(fù)式爐排爐設(shè)置垂直煙氣燃燒室（三燃室）,，溫度達(dá)到1200℃～1400℃，煙氣停留時(shí)間大于4s,。從燃燒室出來(lái)的高溫?zé)煔饨?jīng)熱交換塔進(jìn)行水冷,、余熱利用和空氣預(yù)熱后進(jìn)入后處理系統(tǒng)。
2.3 點(diǎn)火及輔助燃燒系統(tǒng)
該系統(tǒng)由點(diǎn)火系統(tǒng)燃燒器及輔助燃燒系統(tǒng)油槽、濾油器,、送風(fēng)機(jī)構(gòu)成,。一次燃燒室配備點(diǎn)火燃燒器及輔助燃燒系統(tǒng)，二次燃燒室配備輔助燃燒系統(tǒng),，以確保二次燃燒室能達(dá)到足夠高的溫度,。燃燒裝置配有安全保護(hù)裝置，如果發(fā)生點(diǎn)火失敗或故障熄滅,，安全保護(hù)裝置能夠自動(dòng)切斷燃料供應(yīng),。
2.4 焚燒爐排渣出灰系統(tǒng)
回轉(zhuǎn)窯、往復(fù)式爐排爐燃盡的爐渣以及尾氣處理裝置收集到的粉塵,，可由自動(dòng)出灰裝置收集于儲(chǔ)灰倉(cāng)內(nèi)后直接固化填埋或?qū)⒃现瞥煽招拇u,、砌塊等建材再利用。
2.5 冷卻系統(tǒng)
冷卻系統(tǒng)可將煙氣的排放溫度從1400℃驟降至Platform200℃以下,，既可避開二惡英合成溫度區(qū)間,，又可減少?gòu)U氣體積，保護(hù)袋式除塵器的布袋不被高溫?zé)龎?，同時(shí)冷卻系統(tǒng)也可以進(jìn)行余熱利用,。
2.6 廢油廢液處理系統(tǒng)
對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)生的廢油、廢液,、重油等物質(zhì),，在前處理系統(tǒng)中，可采用廢油,、廢液過(guò)濾和重油蒸汽濃縮裝置進(jìn)行預(yù)處理,，而對(duì)含廢油、廢液的工業(yè)廢棄物與高粘度油廢物可采用干燥方式加以處理后再進(jìn)行燃燒,。廢油廢液處理系統(tǒng)工藝流程見(jiàn)圖4,。
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2.7 尾氣處理系統(tǒng)
2.7.1 尾氣處理系統(tǒng)工藝流程（見(jiàn)圖5）
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2.7.2 尾氣處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
（1）不影響焚燒爐的穩(wěn)定運(yùn)行。脫酸性氣體系統(tǒng)應(yīng)具有動(dòng)態(tài)適應(yīng)能力,，以保證裝置高效穩(wěn)定運(yùn)行,；
（2）對(duì)酸性氣體、煙塵,、二惡英等污染物進(jìn)行有效脫除,，以達(dá)到有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求；
（3）設(shè)備布置力求緊湊合理,，節(jié)約用地,，最大限度地降低建設(shè)投資；
（4）提高自動(dòng)化生產(chǎn)水平,，采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),，基本實(shí)現(xiàn)中控室集中控制,。
2.7.2 尾氣處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
（1）不影響焚燒爐的穩(wěn)定運(yùn)行。脫酸性氣體系統(tǒng)應(yīng)具有動(dòng)態(tài)適應(yīng)能力,，以保證裝置高效穩(wěn)定運(yùn)行；
（2）對(duì)酸性氣體,、煙塵,、二惡英等污染物進(jìn)行有效脫除，以達(dá)到有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求,；
（3）設(shè)備布置力求緊湊合理,，節(jié)約用地，最大限度地降低建設(shè)投資,；
（4）提高自動(dòng)化生產(chǎn)水平,，采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，基本實(shí)現(xiàn)中控室集中控制,。
2.7.3 尾氣處理主要設(shè)備
（1）急冷塔
冷卻水霧化后與煙氣在塔內(nèi)混合,，水吸熱成為蒸汽后隨著煙氣至半干式除酸塔，系統(tǒng)無(wú)廢水排放,。急冷塔不僅可使高溫?zé)煔鉁囟认陆?，滿足半干式除酸塔和袋式除塵器的工作條件，而且可使1400℃的高溫?zé)煔饧眲〗档椭?00℃左右,，防止二惡英低溫再合成,。阻力約600Pa。
（2）半干式除酸塔
半干式除酸塔實(shí)際上是一個(gè)噴霧干燥除酸系統(tǒng),。利用高效霧化器將消石灰泥漿從塔頂向下噴入塔中,，尾氣與噴入的泥漿以逆向流的方式充分接觸并發(fā)生中和作用。由于霧化效果佳,，氣液接觸面大,，不僅可有效降低氣體溫度，中和氣體中的酸氣,，并且可使噴入的消石灰漿中的水分在塔內(nèi)完全蒸發(fā),，不產(chǎn)生廢水。
半干式除酸塔的最大特點(diǎn)是結(jié)合了干法與濕法的優(yōu)點(diǎn),，構(gòu)造簡(jiǎn)單,，壓差小，能源消耗少,，液體用量遠(yuǎn)低于濕法系統(tǒng),，比干法的去除效率高，也避免了濕法會(huì)產(chǎn)生過(guò)多廢水的問(wèn)題,，操作溫度高于水蒸汽飽和溫度,，尾氣不產(chǎn)生白霧狀水蒸汽團(tuán),。
（3）活性炭粉噴射系統(tǒng)
為了減少尾氣中二惡英和重金屬的排放，在除酸塔之后袋式除塵器之前設(shè)置了活性炭噴射裝置,?；钚蕴糠垡?yàn)橛昧枯^少，故由人工送入活性炭倉(cāng),，然后通過(guò)活性炭噴射器內(nèi)的給料閥實(shí)現(xiàn)微量均勻連續(xù)放料,，并由壓縮空氣混合噴射到煙道中。該系統(tǒng)通過(guò)噴入活性炭粉,，以吸附及去除廢氣中的PCDDS/PCDFS,。活性炭粉活性大,，用量少,，且蒸汽活化安全性高，同時(shí)對(duì)汞金屬具較優(yōu)的吸附性能,，是理想的選擇,。
該系統(tǒng)使用袋式除塵器，吸附作用發(fā)生在濾袋表面,，能為吸附提供較長(zhǎng)的停留時(shí)間,，將活性炭粉直接噴入除塵器前的煙道即可。
（4）袋式除塵器
袋式除塵器是一種高效的除塵裝置,。一般而言,，其去除粉塵的粒徑應(yīng)在0.05pm以上,除塵效率可達(dá)99%以上。使用半干式除酸塔配置袋式除塵器,，可以提高對(duì)酸性氣體,、重金屬及二惡英的去除率，可利用特殊助劑對(duì)濾布表面進(jìn)行被覆,，以延長(zhǎng)酸性氣體與石灰的接觸時(shí)間,，增大石灰與酸性氣體的接觸頻率，增加石灰分散的均勻性,，降低氣流壓力損失,，避免濾布因受到濕廢氣的影響而阻塞。過(guò)濾室采用覆膜濾料（Ryton）,，溫度限值為160℃～250℃,；為防止粘結(jié)和灰搭橋等現(xiàn)象，本體,、灰斗和輸灰裝置都有伴熱和保溫措施,；啟動(dòng)及發(fā)生事故時(shí)有旁路保護(hù)系統(tǒng)；整個(gè)設(shè)備壓力損失不超過(guò)1500Pa,；覆膜濾料壽命在2年以上,。
（5）SCR工藝
SCR工藝又稱選擇性催化還原脫硝工藝,。煙氣和氨（液氨或氨水）與空氣的混合物在經(jīng)過(guò)SCR裝置的蜂窩式或板式催化劑層時(shí)，煙氣中的NOx（主要是NO及少量的NO2）和NH3,、空氣中O2發(fā)生化學(xué)反應(yīng),，生成無(wú)污染的N2和H2O。
（6）煙囪
煙囪對(duì)氣體起擴(kuò)散作用,。該系統(tǒng)的煙囪加裝采樣孔,、測(cè)溫孔、采樣平臺(tái),，排放符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
（7）飛灰和爐渣的安全處置系統(tǒng)
除塵及灰循環(huán)系統(tǒng)的主要設(shè)備包括：低阻分離器,、袋式除塵器,、中間緩沖灰倉(cāng)、埋刮板輸送機(jī)和返料器（U型閥）等,。
含塵煙氣首先進(jìn)入反應(yīng)塔進(jìn)行脫酸反應(yīng),，經(jīng)反應(yīng)塔的頂部排出后進(jìn)入低阻分離器進(jìn)行初步分離，總的分離效率為60%～85%,，低阻分離器分離下來(lái)的灰經(jīng)過(guò)放粉閥送入中間緩沖灰倉(cāng),。經(jīng)過(guò)分離后的煙氣進(jìn)入袋式除塵器除塵并在布袋上形成一層灰膜，煙氣經(jīng)過(guò)布袋后有部分脫硫效果（相當(dāng)于固定床）,，然后排出,。袋式除塵器收集下來(lái)的灰經(jīng)過(guò)埋刮板輸送機(jī)大部分進(jìn)入中間緩沖灰倉(cāng)，另一部分灰通過(guò)灰溜管進(jìn)入儲(chǔ)灰倉(cāng),。中間緩沖灰倉(cāng)中的灰通過(guò)振動(dòng)料斗和放粉閥進(jìn)入返料器（U型閥）回送到反應(yīng)塔中,。儲(chǔ)灰倉(cāng)中的灰由放粉閥送至雙軸攪拌機(jī)加濕到含水率為20%～25%后，送到密閉罐車中拉至廠外處理,。
3 技術(shù)分析
（1）采用傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)窯爐與往復(fù)式爐排爐相結(jié)合的焚燒技術(shù),，將回轉(zhuǎn)窯爐的窯爐作為一燃室對(duì)各種垃圾與廢棄物進(jìn)行充分的熱解氣化，回轉(zhuǎn)窯爐的尾端與往復(fù)式爐排爐上下相連,，使在回轉(zhuǎn)窯爐（一燃室）里熱解氣化的物料或沒(méi)有燃盡的物料隨著轉(zhuǎn)爐旋轉(zhuǎn)自動(dòng)進(jìn)入往復(fù)式爐排進(jìn)行二次焚化（二燃室）,，從而徹底解決了因垃圾廢棄物料密度不同而帶來(lái)的燃燒不充分和煙氣停留時(shí)間短等問(wèn)題；在往復(fù)式爐排上方設(shè)置垂直空氣燃燒室（三燃室）,，讓煙氣進(jìn)行再次燃燒,，使煙氣停留時(shí)間大于4s，可從根本上解決垃圾焚燒所產(chǎn)生的煙氣帶來(lái)的二次污染問(wèn)題,。焚燒爐新舊工藝的焚燒特點(diǎn)對(duì)比見(jiàn)下表,。
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（2）采用移動(dòng)床式貯存、輸送,、排渣裝置,。在整個(gè)焚燒前處理系統(tǒng)采用負(fù)壓狀態(tài)的密封式移動(dòng)床式裝置,，該移動(dòng)床裝置采用倉(cāng)軌式傳送技術(shù)，是利用耐高溫陶瓷板傳送底倉(cāng)與耐高溫鋁材制成的一種倉(cāng)軌式物料傳送倉(cāng),，以軌道式進(jìn)行往復(fù)傳送,。
（3）采用廢液、重油,、污泥干燥裝置,，利用焚燒爐高溫余熱對(duì)廢液、污泥,、重油,、高粘度廢物進(jìn)行干燥、粉碎,、焚燒,。
（4）采用蒸汽濃縮裝置對(duì)含水量大的廢油、重油進(jìn)行濃縮,，然后對(duì)廢油,、廢液進(jìn)行助燃貯存混合，利用燃燒機(jī)對(duì)一燃,、二燃,、三燃室進(jìn)行助燃。
（5）采用灰溶蝕技術(shù)裝置,，在1300℃～1400℃的超高溫中連續(xù)24小時(shí)燃燒時(shí),，可使設(shè)備在大風(fēng)量集塵情況下發(fā)揮高性能，有效去除98%的酸性廢氣,，去除90%以上重金屬,，二惡英排放濃度在0.01ng/m3以下。
（6）采用液壓給料裝置進(jìn)行焚燒進(jìn)料,，首先將粉碎的垃圾,、廢棄物輸送到進(jìn)料口，然后進(jìn)行液壓推進(jìn),，將物料推入回轉(zhuǎn)窯（一燃室）,。物料在一燃室隨著回轉(zhuǎn)窯旋轉(zhuǎn)燃燒自動(dòng)落入二燃室往復(fù)式爐排上進(jìn)行二次燃燒。
4 結(jié)語(yǔ)
三燃式危廢焚燒技術(shù)為結(jié)合新舊工藝特點(diǎn)而研制出的一種新型焚燒技術(shù),。該新型焚燒爐采用回轉(zhuǎn)熱解窯作為一次燃燒處理方式,，再由往復(fù)式爐排爐進(jìn)行二次焚化燃燒，未燃盡的氣體粉塵進(jìn)入三燃室充分分解燃燒,，因此燒盡率高,、熱能效率高，有較強(qiáng)的應(yīng)用推廣價(jià)值,。
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