危险废物(危废)的焚烧处理是当前环保领域的关键技术之一,它通过高温氧化分解有害物质,实现废物的无害化、减量化。本文将系统介绍危废焚烧的核心工艺,并附上详细流程导图,帮助读者快速掌握这一重要技术。
一、危废焚烧处理的核心工艺
危废焚烧是一个复杂的系统工程,主要包括以下几个核心工艺环节:
- 预处理与配伍系统:这是确保焚烧稳定、达标排放的前提。不同来源的危废(如废溶剂、废油、污泥、废包装物等)其热值、成分、形态差异巨大。预处理包括破碎、混合、均质化等,目的是使入炉物料满足焚烧炉的设计要求。科学的配伍更是关键,需通过计算和实验,将高热值与低热值、高水分与低水分的废物按比例混合,使混合废物的热值稳定在适宜范围(通常设计热值在12-18 MJ/kg),并控制有害元素(如氯、硫、重金属)的含量,避免对炉体造成腐蚀或产生新的污染。
- 进料系统:根据废物的形态(液态、浆状、固态),采用不同的进料方式。液态废物通常通过喷嘴雾化后喷入炉膛;固态或包装废物则通过专用的液压推进器或行车抓斗送入进料斗,再经给料机连续、均匀地推入炉内。该系统必须确保密封性,防止炉内烟气外泄和空气渗入。
- 焚烧炉系统:这是整个工艺的心脏。目前应用最广泛的是回转窑焚烧炉。其主体是一个略微倾斜、可旋转的钢制圆筒。废物在窑内随着筒体旋转不断翻滚、移动,经历干燥、热解、燃烧和燃烬四个阶段。回转窑的优点在于对废物的适应性极强,可处理固态、液态、浆状及桶装废物。窑内温度通常控制在850℃以上,确保有机物充分分解。从回转窑出来的未完全燃烧的残渣会进入二燃室。
- 二燃室(二次燃烧室):二燃室的作用是彻底销毁从回转窑出来的烟气中可能含有的微量有害有机物(如二噁英的前驱物)。通过向二燃室喷入过量助燃空气并辅以燃烧器,使烟气在更高温度(通常≥1100℃)和更长停留时间(≥2秒)下充分燃烧,实现烟气中有害成分的深度分解。
- 余热回收系统:从二燃室排出的高温烟气(约1100℃)携带大量热能。通常会在烟气通道上设置余热锅炉,利用烟气热量生产蒸汽,蒸汽可用于发电、供热或驱动设备,显著提高整个系统的能源效率和经济性。
- 烟气净化系统:这是确保尾气达标排放、防止二次污染的核心环保单元。经过余热回收后的烟气温度降至约200℃,进入复杂的净化流程,主要包括:
- 急冷塔:将烟气在1秒内急速冷却至200℃以下,快速跳过二噁英再合成的温度区间(250℃-450℃)。
- 干法/半干法脱酸:向烟气中喷入石灰粉或石灰浆,去除酸性气体(如HCl、SO₂等)。
- 活性炭吸附与布袋除尘:喷入活性炭粉末吸附重金属(如汞、镉)及残留的二噁英,随后通过布袋除尘器将粉尘(包括反应产物、活性炭等)高效捕集下来。这部分收集物作为飞灰,属于危险废物,需安全处置。
- 湿法洗涤(可选):对于含氯量高或排放标准极严的情况,可能增设湿法洗涤塔,进一步深度脱酸和去除细微颗粒。
- 烟气再加热与排放:净化后的低温、湿烟气通常需要再加热,以提升抬升高度,最后通过烟囱排入大气。在线监测系统(CEMS)对烟气中的颗粒物、SO₂、NOx、HCl、CO等指标进行24小时连续监测,确保数据实时上传并达标。
- 灰渣处理系统:焚烧产生的固体残留物包括从回转窑排出的炉渣(经过高温熔融,毒性降低,经鉴定后可能可按一般固废处置)和从烟气净化系统收集的飞灰(富集了大量重金属和二噁英,属于高危危废)。飞灰必须进行稳定化/固化处理(如水泥固化、螯合剂稳定化)后,送入安全填埋场进行最终处置。
二、危废焚烧详细流程导图
为了更直观地展示上述工艺的全貌,以下为危废焚烧处理的详细流程导图:
开始
│
├── 危废接收与贮存
│ └── 分类、检测、暂存于危废仓库
│
├── 预处理与配伍中心
│ └── 破碎、混合、均质、科学计算配伍比例
│
├── 进料系统
│ ├── 固态废物 → 液压推进/给料机
│ ├── 液态废物 → 雾化喷嘴
│ └── 桶装废物 → 专用进料装置
│
├── 焚烧主系统
│ ├── 回转窑 (850-1000℃)
│ │ └── 废物经历:干燥 → 热解 → 燃烧 → 燃烬
│ └── 二燃室 (≥1100℃,停留≥2秒)
│ └── 彻底分解有害有机物
│
├── 能源回收系统
│ └── 余热锅炉 → 产生蒸汽(发电/供热)
│
├── 烟气净化系统 (核心环保单元)
│ ├── 急冷塔 (1秒内急冷至200℃以下)
│ ├── 脱酸系统 (干法/半干法喷入石灰)
│ ├── 吸附与除尘 (喷活性炭 + 布袋除尘器)
│ ├── 湿法洗涤 (可选,深度净化)
│ └── 烟气再加热与烟囱排放 (附带CEMS在线监测)
│
├── 灰渣处理系统
│ ├── 炉渣 → 鉴定后处置 (可能资源化利用或填埋)
│ └── 飞灰 → 稳定化/固化 → 安全填埋场
│
└── 结束 (实现无害化、减量化、部分能源化)
三、
危废焚烧是一项技术密集、标准严格的系统工程。其成功运行不仅依赖于先进的设备,更离不开精细化的预处理配伍、严格的运行参数控制和深度高效的烟气净化。通过上述工艺介绍与流程导图,我们可以清晰地看到,现代危废焚烧厂已从简单的‘烧掉’废物,转变为集安全处置、污染控制和能源回收于一体的环保设施,是构建‘无废城市’和循环经济的重要技术支撑。理解和掌握这套流程,对于环保从业者、相关企业及监管人员都具有重要的实用价值。