摘 要：本文研究基于焚燒處置中常見(jiàn)有害物質(zhì)形成原理分析，在簡(jiǎn)要探討進(jìn)料配伍目的和多級(jí)進(jìn)料配伍原理的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)進(jìn)料配伍的方法注意的問(wèn)題進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：危險(xiǎn)廢物;焚燒處置;進(jìn)料配伍

1 引言

根據(jù)國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)鑒定為危險(xiǎn)廢物，或者已經(jīng)被國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄收入的，具有一定腐蝕性、毒性、易燃性、反應(yīng)性或感染性的物質(zhì)，統(tǒng)稱為危險(xiǎn)廢物。危險(xiǎn)廢物通常包括涂料廢物，工業(yè)處理污泥，重金屬?gòu)U物，廢礦物油，廢有機(jī)溶劑等。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)危險(xiǎn)廢物總體規(guī)模逐年上升，來(lái)源廣泛，種類(lèi)繁多，對(duì)危險(xiǎn)廢物的處置提出了巨大挑戰(zhàn)。焚燒工藝以其明顯的減量效果和較強(qiáng)的適應(yīng)性，逐漸成為危險(xiǎn)廢物處置的主要方式之一。

2 焚燒處置中常見(jiàn)有害物質(zhì)形成原理分析

2.1 氯化物形成原理

廢物焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的毒性有機(jī)氯化物主要是二惡英類(lèi)，包括多氯代二苯并呋喃（PCDFs）和多氯代二苯一對(duì)一二惡英（PCDDs），主要來(lái)自兩條途徑：廢物本身、爐內(nèi)形成。①?gòu)U物本身。焚燒危險(xiǎn)廢物本身就可能含有PCDDs/PCDFs類(lèi)物質(zhì)。危險(xiǎn)工業(yè)廢物成分相當(dāng)復(fù)雜，加上分類(lèi)管理混亂，廢物中不可避免含有PCDDs/PCDFs類(lèi)物質(zhì);②爐內(nèi)形成。廢物在焚燒過(guò)程中，可能會(huì)先形成部分燃燒不完全的碳?xì)浠衔?，?dāng)系統(tǒng)溫度不穩(wěn)定，這些碳?xì)浠衔镂茨芗皶r(shí)分解為水和二氧化碳時(shí)，就可能與廢物或廢氣中的氯化物結(jié)合形成PCDDs/PCDFs等物質(zhì)。

2.2 酸性氣體形成原理

廢物焚燒產(chǎn)生的酸性氣體主要包括二氧化硫、氯化氫和氟化氫，上述氣體多是由參與反應(yīng)的危險(xiǎn)廢物中含有的硫元素，氯元素和氟元素在高溫下發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生的。

2.3 氮氧化物形成原理

危險(xiǎn)廢物焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的氮氧化物主要有兩個(gè)來(lái)源，一個(gè)是在高溫焚燒條件下，空氣中的氮?dú)馀c氧氣發(fā)生反應(yīng)，形成氮氧化物;另一個(gè)來(lái)源是，危險(xiǎn)廢物中含有的氮元素在反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)化為氮氧化物。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，空氣中氮?dú)鈪⑴c反應(yīng)形成的氮氧化物較少，氮氧化物主要是廢物中含有的氮元素產(chǎn)生的。

2.4 一氧化碳產(chǎn)生原理

通常情況下，一氧化碳是廢物在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒不充分的產(chǎn)物，在氧氣供給不足時(shí)，焚燒過(guò)程可能產(chǎn)成一氧化碳。

3 進(jìn)料配伍的目的

焚燒過(guò)程中的進(jìn)料配伍指的是，在焚燒之前對(duì)參與焚燒的物質(zhì)，開(kāi)展水分、灰分、揮發(fā)分、熱值等相應(yīng)性質(zhì)的分析，并完成形態(tài)成分的均質(zhì)化處理。進(jìn)料配伍的目的是實(shí)現(xiàn)均衡平衡燃燒，并使燃燒組份穩(wěn)定可控。研究表明，科學(xué)的配伍能夠有效延長(zhǎng)焚燒設(shè)備使用周期，降低焚燒處理的成本，提升焚燒過(guò)程的穩(wěn)定性，并降低有毒有害物質(zhì)產(chǎn)生的概率。除此之外，部分學(xué)者也提出，通過(guò)進(jìn)料配伍，可以有效控制氯化物、重金屬和含氯有機(jī)廢物在焚燒過(guò)程中對(duì)設(shè)備的腐蝕，提升耐火材料的使用壽命。

4 危險(xiǎn)廢物焚燒處置工藝進(jìn)料多級(jí)配伍

由于我國(guó)危險(xiǎn)廢物來(lái)源廣泛，種類(lèi)繁多，參與焚燒處理的物質(zhì)較為復(fù)雜，導(dǎo)致多級(jí)配伍難度較大。通常情況下，國(guó)內(nèi)處理廠商使用三級(jí)配伍方式，提升配伍的科學(xué)性。

一級(jí)配伍：廢物焚燒處置中的一級(jí)配伍指的是在充分調(diào)研危險(xiǎn)廢物產(chǎn)量、行業(yè)特點(diǎn)、系統(tǒng)運(yùn)行狀況和倉(cāng)儲(chǔ)能力的基礎(chǔ)上，對(duì)入場(chǎng)廢物的數(shù)量、頻率和類(lèi)別進(jìn)行控制，滿足處置單位處理能力和廢物處置市場(chǎng)的需求。一級(jí)配伍是后續(xù)配伍的基礎(chǔ)。

二級(jí)配伍指的是在危險(xiǎn)廢物入場(chǎng)之后，通過(guò)對(duì)不同批次物料的重金屬含量、氯元素含量、硫元素含量、水分含量和熱值等各類(lèi)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并依據(jù)測(cè)試結(jié)果，最終確定搭配物料的方案。此次配伍是基于庫(kù)存物料的不同性質(zhì)，目的在于稀釋污染因子，規(guī)避特殊反應(yīng)，同時(shí)均衡熱值。通常情況下，二級(jí)配伍是配伍過(guò)程的核心，有關(guān)單位應(yīng)進(jìn)行深入的研究。但是也應(yīng)注意到二級(jí)配伍容易受到市場(chǎng)因素的影響，難處理的廢物長(zhǎng)期積壓也會(huì)增加安全隱患。

三級(jí)配伍指的是通過(guò)對(duì)危險(xiǎn)廢物的破碎和攪勻，并在焚燒系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行最終混合，稱之為三級(jí)配伍。通常情況下，三級(jí)配伍為最終配伍方式，是整個(gè)配伍過(guò)程中與廢物中的危險(xiǎn)物質(zhì)接觸最多的環(huán)節(jié)，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)操作人員的危險(xiǎn)性也最高，相關(guān)單位應(yīng)制定科學(xué)的安全防護(hù)措施。與此同時(shí)，為確保最終的配伍方案，滿足焚燒處置工藝的要求，應(yīng)安排相應(yīng)的檢測(cè)人員依據(jù)最終檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行適時(shí)調(diào)整。

5 配伍方法

在配伍中常用的原則包括相容性原則，熱值匹配原則，形態(tài)分析原則和污染因子分析，在實(shí)際的工作環(huán)境中，可依據(jù)現(xiàn)實(shí)條件進(jìn)行相應(yīng)的搭配。

5.1 相容性配伍

危險(xiǎn)廢物焚燒處置中的配伍，首先應(yīng)考慮危險(xiǎn)廢物的相容性。這就要求在危險(xiǎn)廢物入爐之前了解處置廢物的性能和特性，尤其是在入場(chǎng)的危險(xiǎn)廢物種類(lèi)較多時(shí)。按照相容性配伍原則，可以避免危險(xiǎn)廢物之間發(fā)生聚合反應(yīng)，產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，科學(xué)控制各種廢物之間的相互反應(yīng)，避免溫度升高甚至火災(zāi)爆炸等危險(xiǎn)后果，做到防患于未然。

5.2 熱值配伍

熱值配伍原則要求入爐的危險(xiǎn)廢物可能產(chǎn)生的熱量，在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)保證焚燒裝置的安全。危險(xiǎn)廢物熱值越高，則其中含有的可燃燒組分越多，焚燒過(guò)程產(chǎn)生的熱量越多，越容易進(jìn)行焚燒處理;但是也應(yīng)注意到當(dāng)熱值超過(guò)設(shè)計(jì)范圍時(shí)，一方面會(huì)產(chǎn)生更多的煙氣，導(dǎo)致廢物燃燒不充分而生成過(guò)多的一氧化碳，另一方面，溫度過(guò)高會(huì)促使廢料形成熔渣腐蝕耐火材料，以至于影響焚燒裝置內(nèi)耐火材料的使用壽命。

5.3 形態(tài)性質(zhì)配伍

通常情況下，危險(xiǎn)廢物多以固態(tài)形式出現(xiàn)，大塊固體，粉狀和膏狀是常見(jiàn)的形式。在入爐進(jìn)行焚燒處理之前，應(yīng)根據(jù)物料的形態(tài)和包裝方式進(jìn)行預(yù)處理。對(duì)于桶裝或者散裝的固態(tài)廢物，通常要求進(jìn)入焚燒裝置長(zhǎng)寬高控制在30cm以內(nèi)，最佳的尺寸范圍是10～15cm。尺寸較大的危險(xiǎn)廢物需要行破碎處理，散裝危險(xiǎn)廢物可使用噸包袋包裝，通過(guò)叉車(chē)進(jìn)行裝運(yùn)，醫(yī)療類(lèi)廢物需單獨(dú)使用醫(yī)療提升機(jī)。液態(tài)廢物可直接焚燒也可轉(zhuǎn)包后焚燒。在混合不同液體時(shí)，應(yīng)逐一進(jìn)行相容性測(cè)試，避免混合過(guò)程中沉淀、發(fā)熱或者產(chǎn)氣，通常情況下可依據(jù)熱值高低、粘度高低、硫氯含量等因素進(jìn)行分類(lèi)，在作業(yè)時(shí)避免將性質(zhì)差異較大的液體混合。粉末狀的危險(xiǎn)廢物在混合過(guò)程中應(yīng)格外注意揚(yáng)塵，過(guò)高的粉末濃度可能導(dǎo)致不完全燃燒甚至發(fā)生爆炸。建議在實(shí)際操作過(guò)程中使用小袋或者小桶包裝，將粉末類(lèi)危險(xiǎn)廢物少量多次的入爐焚燒。

5.4 污染因子配伍

為控制焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)，可依據(jù)危險(xiǎn)廢物焚燒，污染控制標(biāo)準(zhǔn)，從煙氣達(dá)標(biāo)和焚燒穩(wěn)定兩個(gè)指標(biāo)入手，科學(xué)配伍危險(xiǎn)廢物中的重金屬、硫、氯、氟等污染因子。通過(guò)污染因子配伍，主要可實(shí)現(xiàn)以下目的：①對(duì)鹵素化合物進(jìn)行配伍，可減少氟化氫和氯化氫等腐蝕性氣體，避免對(duì)耐火材料的腐蝕，焚燒裝置的使用時(shí)間;②對(duì)氯元素進(jìn)行配伍，實(shí)現(xiàn)源頭上對(duì)二惡英的控制;③對(duì)金屬類(lèi)鹽進(jìn)行配伍，錯(cuò)開(kāi)鹵族元素和堿性金屬元素進(jìn)入焚燒系統(tǒng)的時(shí)間，降低低熔點(diǎn)物質(zhì)（主要包括鈉鹽和鉀鹽等物質(zhì)）的產(chǎn)生，避免對(duì)燃燒裝置的腐蝕;④均衡配伍多鏈有機(jī)物，一方面滿足燃燒速度，一方面有效控制一氧化碳?？傮w而言，一般的污染因子配伍要求，硫元素控制在2.5%以內(nèi)，堿金屬控制在0.3%以內(nèi)，氟元素控制在1%以內(nèi)，氯元素控制在3%以內(nèi)。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上文的分析，可以看到我國(guó)危險(xiǎn)廢物成分復(fù)雜，來(lái)源多樣，在實(shí)際配伍中，需充分考慮揮發(fā)分、熱值、包裝等方面因素，同時(shí)考慮廢料的相容性、形態(tài)性質(zhì)、污染因子等特性進(jìn)行綜合配伍分析。在日益嚴(yán)苛的焚燒處置排放標(biāo)準(zhǔn)要求下，進(jìn)一步提升焚燒處置工藝對(duì)廢料的適用性，并通過(guò)合理的配伍以提升焚燒處置能力，降低環(huán)境污染，是現(xiàn)階段危險(xiǎn)廢物焚燒處置中的重要問(wèn)題。

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作者簡(jiǎn)介：

馬金輝（1980- ），性別：男，民族：漢，籍貫：山東省青島市，學(xué)歷：研究生;現(xiàn)有職稱：中級(jí)工程師，研究方向：固體廢物處置。