張國平

現(xiàn)代化危險(xiǎn)廢物焚燒處置廠技術(shù)改進(jìn)措施的探討

張國平

（上海燦州環(huán)境工程有限公司，上海200129）

危險(xiǎn)廢物焚燒處置項(xiàng)目日益增多，但在技術(shù)方面仍然存在較大隱患，需要在安全、衛(wèi)生、節(jié)能和機(jī)械自動(dòng)化方面做更多的改進(jìn)，以建成真正意義上的現(xiàn)代化危險(xiǎn)廢物焚燒處置廠。

危險(xiǎn)廢物；焚燒；環(huán)保

1 技術(shù)背景

由于工藝細(xì)節(jié)、設(shè)計(jì)水平、運(yùn)營管理水平，包括投資規(guī)模、環(huán)保檢測力度等多方面的原因，危險(xiǎn)廢物焚燒工程項(xiàng)目存在很多不足之處，無法達(dá)到既定的和全面的環(huán)保檢測要求，有些項(xiàng)目雖然投產(chǎn)數(shù)年，卻一直無法通過環(huán)保驗(yàn)收。這些不足體現(xiàn)在以下方面。

（1）危險(xiǎn)廢物焚燒工藝通常采用回轉(zhuǎn)窯與二燃室燃燒模式，時(shí)常因廢棄物種類變化頻繁，造成潔凈燃燒難以組織，易回火、爆燃、漏風(fēng)，爐溫忽高忽低不穩(wěn)定，停留時(shí)間不夠，易結(jié)焦，冒黑煙，耐火材料使用時(shí)間短，爐渣結(jié)團(tuán)，含碳量超標(biāo)現(xiàn)象成為常態(tài)。

（2）煙氣處理效率低，尤其排放煙氣中二惡英值超標(biāo)，由于受潔凈燃燒技術(shù)和有害物質(zhì)焚燒效率影響，加之防止再合成的急冷和活性碳的吸附環(huán)節(jié)達(dá)不到技術(shù)要求，很多已建成項(xiàng)目中二惡英排放值大多遠(yuǎn)超過二惡英國家排放限制0.5 TEQng/m3，與歐盟標(biāo)準(zhǔn)0.1 TEQng/m3更是相差甚遠(yuǎn)。

（3）危險(xiǎn)廢物配伍不合理，熱值不穩(wěn)定，需要補(bǔ)充輔助燃料，加上設(shè)備故障率高，連續(xù)運(yùn)行時(shí)間短等諸多原因，因此綜合運(yùn)行成本高；為降低成本，運(yùn)營方又會(huì)降低煙氣處理各種藥劑的用量，造成尾氣排放不達(dá)標(biāo)。如此惡性循環(huán)，造成環(huán)保項(xiàng)目危害環(huán)境的情況。

（4）由于破碎機(jī)火花、回火和窯頭串風(fēng)等原因，容易造成火災(zāi)和人身安全事故，垃圾儲(chǔ)坑失火等安全事故情況頻發(fā)。

（5）不重視臭氣收集和處理，作業(yè)環(huán)境差，勞動(dòng)人員易受到人身危害。

（6）蒸汽產(chǎn)生后無處利用，能源浪費(fèi)情況嚴(yán)重。

為了進(jìn)一步消除這些問題，筆者通過技術(shù)改進(jìn)措施，提升危險(xiǎn)廢物焚燒處置項(xiàng)目的運(yùn)行環(huán)境，為危險(xiǎn)廢物焚燒處置廠的提標(biāo)改建和新建提供參考。

2 系統(tǒng)設(shè)置

常規(guī)的危險(xiǎn)廢物焚燒處置廠系統(tǒng)設(shè)置如下：運(yùn)輸貯存及配伍（固態(tài)、半固態(tài)和液態(tài)廢物）、自動(dòng)跟蹤泡沫滅火系統(tǒng)、破碎系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)（包括回轉(zhuǎn)窯、二燃室、余熱鍋爐、煙氣急冷系統(tǒng)、活性炭消石灰噴射系統(tǒng)、布袋除塵系統(tǒng)、濕法脫酸系統(tǒng)、煙氣加熱系統(tǒng)、灰渣及飛灰收集系統(tǒng)、公用工程系統(tǒng)（工藝水系統(tǒng)、輔助燃料系統(tǒng)、堿液循環(huán)系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)等）、動(dòng)力配電系統(tǒng)、自控系統(tǒng)和煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)等。

3 設(shè)計(jì)理念及設(shè)計(jì)改進(jìn)措施

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和基本設(shè)計(jì)要求，建成更為穩(wěn)定可靠的危險(xiǎn)廢物焚燒處置廠。該焚燒處置廠在高效焚毀多種類型危險(xiǎn)廢物的基礎(chǔ)上，可以確保各項(xiàng)排放指標(biāo)均達(dá)到或者超過國家標(biāo)準(zhǔn)，且二惡英類物質(zhì)排放可以達(dá)到歐盟標(biāo)準(zhǔn)。

3.1 物料貯存系統(tǒng)的改進(jìn)措施

入爐廢物要先在危廢儲(chǔ)存區(qū)進(jìn)行貯存和配伍，以均化熱值、水分以及硫、氯等污染物成分。危廢儲(chǔ)坑不僅是最大的安全隱患，同時(shí)也是臭氣的來源地。為了確保垃圾儲(chǔ)坑的安全性，并降低臭氣影響，提出以下改進(jìn)措施。

3.1.1 增加自動(dòng)跟蹤泡沫滅火系統(tǒng)

在儲(chǔ)坑內(nèi)增設(shè)了自動(dòng)跟蹤泡沫滅火系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以定時(shí)巡掃儲(chǔ)坑內(nèi)各個(gè)位置，如果發(fā)現(xiàn)有火源，可以在30 s內(nèi)啟動(dòng)泡沫滅火噴射系統(tǒng)，迅速向火源位置噴射大量泡沫滅火。該系統(tǒng)解決了儲(chǔ)坑內(nèi)火災(zāi)不易被發(fā)現(xiàn)和難以滅火等問題，確保了危廢焚燒廠的安全，也避免了人進(jìn)入儲(chǔ)坑滅火的不安全因素。

3.1.2 破碎系統(tǒng)安全保護(hù)措施

由于破碎過程中容易產(chǎn)生火花，落入垃圾儲(chǔ)坑中極易產(chǎn)生火災(zāi)隱患。因此建議在破碎區(qū)域前后增設(shè)閘門，并可以通過制氮系統(tǒng)在閘門和破碎機(jī)主機(jī)之間空間連續(xù)注入氮?dú)?，確保破碎的過程中處于惰性氣體環(huán)境，徹底杜絕火災(zāi)產(chǎn)生隱患，提高安全等級，同時(shí)對于破碎機(jī)處理能力的影響也降低到最小。

3.1.3 除臭系統(tǒng)

危險(xiǎn)廢物在儲(chǔ)存過程中會(huì)釋放大量有毒有害的惡臭氣體，并給整個(gè)廠區(qū)的環(huán)境帶來惡劣影響。特別考慮了增設(shè)除臭系統(tǒng)，將垃圾儲(chǔ)坑、滲濾液儲(chǔ)坑以及廢液暫存區(qū)等處的惡臭氣體經(jīng)臭氣風(fēng)機(jī)收集后，再經(jīng)臭氣洗滌塔洗滌后排放。臭氣洗滌可以采用化學(xué)洗滌的方式，惡臭氣體由臭氣風(fēng)機(jī)通過管道送入臭氣洗滌塔后，惡臭氣體自下而上穿過填料層，洗滌液由噴淋管上的噴頭均勻分布在填料上，水氣兩相在填料上得到充分接觸和反應(yīng)，將惡臭物質(zhì)轉(zhuǎn)移至液相，惡臭氣體得到凈化。

3.2 進(jìn)料及焚燒系統(tǒng)的改進(jìn)措施

3.2.1 進(jìn)料系統(tǒng)改進(jìn)

進(jìn)料系統(tǒng)推薦采用上海燦州公司專有的技術(shù)——液壓進(jìn)料系統(tǒng)裝置，該進(jìn)料系統(tǒng)主要由進(jìn)料料斗、溜槽、壓緊裝置、推料機(jī)、壓力滑板、液壓系統(tǒng)及相關(guān)密封組成，并設(shè)置有窯頭下灰口，并可以增加醫(yī)療提升進(jìn)料裝置，廢液噴槍開口和廢藥瓶的投加口等設(shè)施，確保各類醫(yī)廢、廢液和固體廢物都可以同時(shí)焚燒處置。

3.2.2 回轉(zhuǎn)窯密封結(jié)構(gòu)改進(jìn)

為了保證完全燃燒，回轉(zhuǎn)窯密封結(jié)構(gòu)起到了非常重要的作用。建議采用上海燦州公司專有的技術(shù)——組合式鋼柔性密封結(jié)構(gòu)，長時(shí)間運(yùn)行結(jié)果證明其具有良好的效果，避免了回轉(zhuǎn)窯因密封不佳造成的大量不可控制的漏風(fēng)進(jìn)入爐內(nèi)，擾亂了爐內(nèi)的氧含量和溫度場。

3.2.3 焚燒系統(tǒng)增設(shè)爐排設(shè)備

推薦采用回轉(zhuǎn)窯+窯尾爐排的二級燃燒技術(shù)，使焚燒殘?jiān)臒嶙茰p率確保＜3%。該尾部焚燒爐排為往復(fù)式順推爐排，其緊接在回轉(zhuǎn)窯尾，從回轉(zhuǎn)窯排出的正在燃燒的殘?jiān)苯拥袈湓谠撐膊繝t排上，通過爐排的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，逐步將來自回轉(zhuǎn)窯未燃盡的殘?jiān)吶紵呁苿?dòng)、翻動(dòng)、向前慢速移動(dòng)。

3.2.4 先進(jìn)的控氧低氮燃燒技術(shù)應(yīng)用

回轉(zhuǎn)窯密封、改進(jìn)的進(jìn)料系統(tǒng)、增設(shè)爐排的基礎(chǔ)上研發(fā)的控氧低氮燃燒技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了回轉(zhuǎn)窯內(nèi)控氧燃燒、爐排上充分燃燒、二燃室無添加輔助燃料的充分燃燒，操作簡單，對進(jìn)料要求更低，有效降低結(jié)焦情況出現(xiàn)，同時(shí)由于運(yùn)行中無需添加輔助燃料，耐火材料的使用壽命也更長，對于運(yùn)行成本降低效果非常明顯。

3.3 余熱利用系統(tǒng)的改進(jìn)

余熱利用系統(tǒng)主體設(shè)備為單鍋筒膜式壁余熱鍋爐，該類余熱鍋爐設(shè)備已經(jīng)在大多數(shù)危險(xiǎn)廢物焚燒處置系統(tǒng)中使用。回收的蒸汽余熱由于總量并不是很大，因此建議可以通過以下多種方式應(yīng)用蒸汽余熱，實(shí)現(xiàn)能源的階梯回收利用。

3.3.1 充分考慮系統(tǒng)自身用汽

余熱鍋爐系統(tǒng)設(shè)置有分汽缸，可以同時(shí)向除氧器、空氣加熱器、煙氣加熱器等系統(tǒng)設(shè)備供氣，滿足系統(tǒng)自身用汽需求?？諝饧訜崞骱蜔煔饧訜崞骼谜羝謩e加熱空氣和煙氣，可用于輔助燃燒和消除煙氣中的白煙。

3.3.2 用于污泥干化

危廢廢物中包括有大量的危廢污泥，此類危廢含水量高（超過80%含水率），熱值低，少量可以配伍后進(jìn)爐焚燒，如果危廢污泥量大，就需要添加輔助燃料，提高焚燒成本。因此在危險(xiǎn)廢物焚燒廠可以特別考慮設(shè)計(jì)污泥干化系統(tǒng)，以提高對危廢污泥的處理能力。

針對危廢污泥，推薦采用雙軸槳葉式干燥機(jī)，熱源來自余熱鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽，通過槳葉式葉片的攪動(dòng)和換熱，將濕污泥中水分蒸發(fā)，使?jié)裎勰鄰暮?0%降至40%以下，體積減少三分之二，熱值得到進(jìn)一步提高，且為顆粒狀，更容易燃燒。

3.3.3 用于蒸汽發(fā)電設(shè)備

推薦采用螺桿膨脹發(fā)電機(jī)，可以充分利用小流量、低品質(zhì)的蒸汽進(jìn)行發(fā)電，該設(shè)備占地面積小，對蒸汽品質(zhì)和穩(wěn)定性要求低，可以將系統(tǒng)中剩余蒸汽充分利用發(fā)電，產(chǎn)生的電量可以滿足廠內(nèi)近50%的自用電需求。

3.3.4 其他低品質(zhì)蒸汽或熱源的回收利用

對于剩余無法充分利用或者已經(jīng)經(jīng)過利用的蒸汽及熱源，建議可以設(shè)置汽水換熱器，制備熱水，供車間冬天供暖或者平時(shí)洗澡及生活用水。

以上通過蒸汽余熱回收梯級利用，減少了能耗，降低了運(yùn)行成本，將危險(xiǎn)廢物焚燒產(chǎn)生的余熱做到了最大化的利用。

3.4 煙氣凈化系統(tǒng)的改進(jìn)措施

3.4.1 高效干法脫酸系統(tǒng)的應(yīng)用

常規(guī)危險(xiǎn)廢物焚燒處置廠多采用半干法或者濕法脫酸系統(tǒng)，去除煙氣中的酸性氣體。半干法脫酸設(shè)備易出現(xiàn)結(jié)壁、脫酸效率低等問題；濕法脫酸雖然效率高，但是產(chǎn)生的大量含鹽廢水卻很難處理，污染問題依然非常嚴(yán)重。

因此推薦采用新型高效的干法脫酸系統(tǒng)。煙氣進(jìn)入干法吸收系統(tǒng)的反應(yīng)煙道，在反應(yīng)煙道中，先后噴入NaHCO3和活性炭，充分反應(yīng)吸收后，進(jìn)入下游布袋除塵器。該系統(tǒng)再結(jié)合布袋除塵器設(shè)備，非常適用于中小規(guī)模的煙氣脫酸系統(tǒng)，脫酸效率可以達(dá)到99%以上，且運(yùn)行簡單、維護(hù)方便，對于提高廠區(qū)的生產(chǎn)環(huán)境、降低污染物排放水平具有顯著的效果。

3.4.2 脫硝設(shè)備的應(yīng)用

采用NSCR和SCR等脫硝設(shè)備裝置，可以有效降低氮氧化物的排放濃度，達(dá)到新的排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.4.3 活性焦煙氣集成凈化系統(tǒng)

針對危廢焚燒處理中易產(chǎn)生二惡英及重金屬類物質(zhì)，上海燦州公司專有技術(shù)的活性焦煙氣集成凈化裝置，可以有針對性、高效率地去除煙氣中的二惡英和重金屬類物質(zhì)，其相關(guān)排放指標(biāo)可以更好滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)該裝置也兼具有一定的脫硫、脫銷及脫塵作用，可以進(jìn)一步提高煙氣凈化能力，使得整套煙氣處理系統(tǒng)綜合能力達(dá)到國際先進(jìn)水平。

經(jīng)過活性焦煙氣凈化裝置的煙氣，通過煙囪達(dá)標(biāo)排放至大氣中。

3.5 灰渣收集系統(tǒng)的改進(jìn)

焚燒產(chǎn)生的灰渣通過排渣機(jī)排出，收集后外運(yùn)。在收集時(shí)，灰渣經(jīng)過排渣機(jī)掉到皮帶輸送機(jī)上，再通過磁選機(jī)將灰渣中的廢鐵吸出，廢鐵經(jīng)過打包機(jī)打包后外售，而剩余灰渣需送至填埋場填埋處置。通過改進(jìn)，整套設(shè)備自動(dòng)化操作，減輕了出渣工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并可回收廢鐵資源，提高經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

對危險(xiǎn)廢物焚燒處置廠在工藝設(shè)計(jì)方面做出的大量的改進(jìn)和完善工作，不僅確保了危險(xiǎn)廢物焚燒處置廠處理能力和水平都能充分滿足設(shè)計(jì)要求和國家的各項(xiàng)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，而且在安全、衛(wèi)生、節(jié)能和機(jī)械自動(dòng)化水平上都有了長足的進(jìn)步，為建成國內(nèi)最為現(xiàn)代化的危險(xiǎn)廢物焚燒處置廠奠定基礎(chǔ)。

Technical improvement measures for hazardous waste incineration firm

ZHANG Guoping
（Shanghai Canzhou Environment Engineering Company Limited,Shanghai 200129,China）

As the increasing of hazardous waste incineration projects,technology problems is still serious.To build modern hazardous waste incineration plants,it will make more progress in safety,sanitation,energy saving and mechanical automation.

hazardous waste,medical waste,incineration,environmental protection

X327

A

1674-0912（2015）06-0022-03

2015－05－06）

上海市科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目：基于余熱回收梯級利用和灰渣、尾氣無害化處理技術(shù)的高效PLC智控危險(xiǎn)廢物焚燒爐成套設(shè)備（1405H121900）

張國平（1979-），男，安徽蕪湖市人，碩士研究生，工程師，研究方向：廢物焚燒處置領(lǐng)域的研發(fā)、設(shè)計(jì)和管理工作。