随着我国现代化工业不断发展,各种危险废物数量不断增多,且多种危险废物具有多种危险特性,包括放射性、传染性、腐蚀性、易燃易爆性、化学反应性和毒害性,如果不能对危险废物进行适当的处置和管理,那么很容易污染环境,并严重影响到人类健康和生态环境。因此一种危险废物的无害化处理得到了广泛的应用,目前危险废物处理技术比较成熟的处理方法是焚烧法,废物处理处置的工艺主要是通过回转窑焚烧危险废物。
1、焚烧炉型选择 焚烧炉是焚烧系统最为关键的设备之一。随着焚烧技术的发展,焚烧炉的种类越来越多,炉型结构各有不同。按结构类型分类主要有回转窑、固定床、流化床焚烧炉以及液体喷射炉。回转窑是一种多功能的废物焚烧装置,其集焚烧与热解于一体,可广泛用于各种固体废物、污泥、有毒有害废物、甚至液体废物的焚烧。总的来说,回转窑具备进料方式灵活、设备运行稳定、运行费用相对较低等优点 。对化工危险废物而言,其往往具有数量大、固废种类多、成分复杂等特点。在实际工程应用中,推荐使用回转窑作为化工危险废物处理处置设备。
2、焚烧处理工艺 一般来说,以回转窑焚烧炉为基础的焚烧系统应由配伍预处理、进料系统、回转窑以及二燃室四部分组成。
(1) 配伍预处理
实际工程应用中,待焚烧处理的危险废物往往形态各异、成分复杂。因此,为保证焚烧系统的稳定进料、平稳运转,并在实现无害化处理的同时,降低运行成本,需对进料前的固体废物进行配伍预处理。配伍预处理的控制因子主要有两点:(1)均衡废物的热值和水分,保证焚烧稳定,节省辅助燃料。建议配伍后废物的热值在 3000~3500 kcal/kg 之间;(2)均衡入窑废物的成分,以保证烟气达标排放。通常来说,入炉酸性污染物最高含量为:Cl<2 %,F<0.5 %,S<2 %,Br<0.2 %,I<0.2 %,P<0.5 %,含有有机重金属类物质的危险废物应采用桶装入炉方式以控制整体数量。
(2) 进料系统
针对不同物料类型,应采用不同进料方式。具体来说:(1)对大块物或不易分装的废物,需经过破碎机破碎后进储存在废物储坑,通过抓吊上料进入回转窑;(2)散装固体废物应根据外形尺寸的大小和检测热值,进行简单配伍后储存在废物储坑,最终通过抓吊上料进入料斗,通过液压活塞推送推入回转窑内;(3)废液应通过废液雾化泵及雾化系统喷入焚烧炉进行焚烧处理。
(3) 回转窑
危险废物通过进料机构送入回转窑本体内进行高温焚烧,废物在窑体内被彻底焚烧成高温烟气和灰渣。回转窑本体的合理设计是危险废物处理处置效果的基本保证。在实际工程设计时,焚烧时间一般应控制在 60 min 左右(60~120 min),操作温度控制在 850 ℃左右,炉体转速控制在0.2~5.0 r/min 之间。同时,为保证物料向下的传输,保持回转窑有一定的倾斜度,以 2°为宜。此外,还应根据实际焚烧物料的特性,对窑内耐火材料的选材及砌筑方法进行调整,保证耐火材料的耐久性。从而保证回转窑主体的良好、稳定运转。
(4) 二燃室
经回转窑燃烧产生的高温烟气和灰渣从窑尾进入二燃室。二燃室的主要功能是对一次燃烧产的烟气中未燃尽的有害物质做进一步的彻底分解销毁,以达到排放要求。按国家《危险废物集中焚烧处置工程建设技术规范》HJ/T176-2005 规定,二燃室应按1100 ℃以上烟气停留时间大于 2 s 为设计要求进行计算,以保证有害的臭气和多氯化合物能够充分分解,同时抑制二噁英的生成。根据实际工程案例,二燃室可将烟气中 99.99 %以上的二噁英和其他有害成分彻底分解掉。