焚烧技术在危险废物焚烧处置中应用

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1、焚烧技术在危险废物焚烧处置中应用　　摘要:危险废物是威胁人类环境和人体健康的重要污染源，目前，焚烧技术是我国处置危险废物的主要也是最直接的方法。本文分析了焚烧技术处理危险废物的机理，并介绍了焚烧工艺设计，最后结合实例，肯定了焚烧技术应用于危险废物处置中的可行性，可供参考。关键词:危险废物；焚烧技术；机理；回转窑；热力计算；应用中图分类号：V444.3+8文献标识码：A文章编号：随着人们环保意识的增强，国家对环保建设事业的不断加大。危险废物是危害人类生态环境和人体健康的重要污染源之一，目前我国每年产生危险废物2000万吨左右，其中约200万吨进入生态环境。焚烧技术是目前处理危险废物的主要方

2、法,主要适用于那些不能再循环利用或无法安全填埋的废物。焚烧可以有效破坏危险废物中的有害组分,达到减容减量效果,还可以回收热量用于供热或发电。下面，就焚烧技术在危险废物处置中的应用进行探讨。1机理分析危险废物具有成分复杂、来源范围广等特点。但从燃烧的角度分析，各种成分都是按化学当量比反应的。其完全燃烧反应的方程式，可用下式表示：7式中：为危险废物混合物。当危险废物中有氟、磷存在，则可能会有氟化氢、五氧化二磷生成。与液态和气态危险废物相比，固体危险废物的焚烧过程相对复杂一些。一般来说，常温下的固体危险废物混合物，被加热后先要将危险废物中的溶剂和水蒸发、气化出来，这部分低燃点的溶剂与少量的空气

3、接触后会首先燃烧；继续受热后，废物中的大部分有机物会被热解、干馏，生成各种烃类、固定碳及不完全燃烧物；这些可燃气体，在有充足氧的条件下，进行高温焚烧，产生高温烟气。废渣继续燃烧，以残渣固体的形式排出。高温焚烧可以将烟气中的有毒有害物质(如聚合苯环类、多环碳氢化合物等)裂解；废渣的充分燃烧可使其中的可燃物燃尽烧透。焚烧过程中产生的高温烟气主要成分是二氧化碳、水蒸气和氮气，还有少量的二氧化硫、氯化氢，废渣主要是各种金属的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐和硅酸盐等。2工艺设计根据《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2001)的要求，仅使用回转窑不能满足焚烧残渣的热灼减率、燃烧

4、效率和有机物的焚毁去除率等焚烧炉技术性能指标的要求。7由回转窑、二次燃烧室及炉排炉组合而成的组合式焚烧炉，在保留了回转窑的适应能力强、运行稳定可靠的基础上，通过应用二燃室对烟气进行高温焚烧、炉排炉对废渣进行持续焚烧，使危险废物的燃烧效率、有机物的焚毁去除率和焚烧残渣的热灼减率可满足国标的要求，减少了二英和一氧化碳的排放，达到无害化处置的目的。组合式焚烧炉的工艺流程是：危险废物先从回转窑的头部连续进入窑头开始加热，在缺氧的状态下气化；随着窑体的转动，危险废物被移动到温度较高的中部，开始热解，低燃点的物质开始燃烧；接着移动到窑尾，温度进一步升高，危险废物裂解为一氧化碳等可燃气体和废渣。在回转

5、窑内，通过对废料进行反复翻转与持续推进以及低燃点气体的燃烧，使危险废物基本完全分解为可燃气体和废渣。在二燃室内，可燃气体与过量空气完全燃烧，迅速升高温度，使聚合苯环类有机物高温分解为二氧化碳等无机物；在炉排上，废渣与加入的炉排风，进行持续燃烧，使废渣燃尽。回转窑的旋转和少量空气的加入，可以使有机物分解，并控制温度，避免窑内“结焦”；二燃室过量空气的加入，可以提高危险废物的燃烧效率、有机物的焚毁去除率，满足国标的要求；炉排风的加入可以使焚烧废渣燃尽。冷却风是用于窑尾密封的冷却。为防止有毒有害气体的逸出，焚烧炉内应保持微负压状态运行。73主要技术参数3.1热力计算物料平衡与热平衡的计算是以危

6、险废物中的碳、氢、硫等可燃元素和空气中氧的化学反应方程式为依据的，并假定焚烧所需空气为干空气、所需空气和生成的烟气均为理想气体，空气量以1kg的危险废物为计算基础。理论空气量的计算公式为：式中：—焚烧所需的理论空气量，m3/kg；—分别为碳、氢、硫和氧的质量百分比，%。理论烟气量的计算公式为：式中：—焚烧所产生的理论烟气量，m3/kg；—分别为碳、硫、氮、氢和水的质量百分比，%。当过量空气系数α＞1且完全燃烧时，实际烟气的成分只比理论烟气(α=1)多出一项：过剩空气。实际烟气焓为理论烟气焓、过量空气焓和飞灰焓之和，理论烟气焓为CO2、SO2、N2和H2O的焓之和，各成分的理论焓为各成分在

7、θ温度下的容积比焓与各成分的烟气量之积。3.2选型计算危险废物在回转窑内的停留时间计算公式为：式中：t—废料的停留时间，一般为30～120min；24和324—分别为经验系数；θ—废料的自然倾角，一般在25～50度之间；7n—窑的转速，一般取1～3r/min；α—窑体的水平倾角，一般取1.0～3.0度；L/Di—回转窑的长径比，一般取3.0～5.0。回转窑和二燃室有效容积V容的计算公式为：式中：B—危险废物的处置量，kg/h；—危险