危险废物焚烧炉进料预处理及配伍

危险废物焚烧炉进料预处理及配伍

程鹏

深圳市环保科技集团股份有限公司龙岗分公司

摘要：中国产生大量危险废物，鉴于这些危险废物的危险性，处理这些危险废物已成为当务之急，目前，这种处理各种形式的固体和液体危险废物的方法已被广泛使用，我国还大力提倡这种处理方法，并计划建造许多危险废物焚烧装置，这些焚烧装置已投入建设，目前，确保这些焚烧装置有效运行的措施包括控制焚烧过程和管理焚烧过程，在焚烧技术方面，危险废物的预处理和相容性是关键环节，为了确保危险废物的有效处理，本文主要讨论了危险废物焚烧装置进料预处理和配伍的相关问题。

关键词：危险废物焚烧；预处理；配伍；

1.危险废物焚烧炉进料预处理及配伍的意义和目的

1.1危险废物焚烧炉进料预处理及配伍的意义

焚烧系统是一个非常复杂的系统，该系统强调燃烧温度、进料量、燃烧时间和废气都是系统需要考虑的问题，特别是在燃烧危险废物时，危险废物的组成和危险废物的含水量会极大地影响固有燃烧装置的燃烧质量，不完全燃烧可能造成二次污染，为了实现燃烧平衡、系统稳定性和处理效率，面对形态各异、成分复杂的危险废物，应首先进行预处理，然后在焚烧前，危险废物也应兼容，合理的配伍可以降低运行成本，保证机组的高效焚烧，提高处理效果，这就是危险废物焚烧炉进料预处理和兼容性的重要性。

1.2危险废物焚烧炉进料预处理及配伍目的

（1）确保入炉垃圾热值相对稳定，减少辅助燃料消耗，降低运行成本；（2）控制进入炉膛的酸性污染物、重金属和碱金属的量，减少余热锅炉和烟气净化设备的腐蚀；（3）控制进入熔炉的氯化有机废物（如多氯联苯）的数量，从源头上减少废物焚烧二噁英产生的氯的来源；（4）充分利用现有的进料通道，避免垃圾进入炉内的脉冲波动，稳定焚烧条件；

2.常用的预处理技术

2.1固态废物的预处理

（1）对于固体焚烧废物，通常需要进行破碎和分类处理。具有一定粒径的破碎垃圾不仅有利于焚烧，也有利于宝贵资源的回收利用（如废金属的回收），降低焚烧成本，固体废物的常见包装包括散装、桶装和其他形式，根据常规焚烧炉的进口要求，长度、宽度和高度不应超过0.4m，最佳颗粒尺寸为0.1m×0.1m×0.2m，不符合尺寸要求的废物需要提前破碎，破碎机应布置在预处理室的一端，破碎机应采用氮气保护等方式，避免发生火灾，无论垃圾是否破碎，都应根据热值、卤素、重金属等成分的含量，存放在不同的坑中，整个预处理室应密封在微负压状态，以确保有害气体不会溢出。

（1）将不适合或不能将废物从包装桶中分离出来的情况，桶装废物由垂直升降机提升至水平轨道输送机，然后自动送入炉前的溜槽，散装固体废物首先进入废物储存坑，然后用抓斗起重机在储存坑中混合，以使废物性质和热值尽可能均匀；（2）消除不适合焚烧的危险废物，不适合焚烧的危险废物包括：燃烧值低的危险废物、无法通过焚烧处理的有毒化合物、含有大量重金属的化合物；（3）分离和干燥，对于含水量高的危险废物，不能直接焚烧，应进行分离和干燥，以减少焚烧量，增加燃烧值，可采用离心机、压滤等技术进行分离，干燥可采用直接干燥（接触法）、间接干燥（对流法）、辐射干燥（红外、微波）等技术；（4）沉淀和固化；对于水分含量高、难以分离和干燥的糊状危险废物，可采用沉淀固化技术，减少焚烧量，提高燃烧值，理论上，沉淀技术主要通过添加化学物质来达到固液分离的效果，固化是通过添加新的物质和有毒化合物来实现的，这些物质和化合物不再是流动的，在化学和机械方面更稳定，并且在处理无机/有机污泥和含金属污泥方面更好，事实上，尽管油漆残渣等糊状废物占可焚烧废物总量的比例不高，但其特殊形式使其难以饲养，更可行的方法是在混合粉末材料后直接通过固体废物进料通道如抓斗进料，粉末材料可以是熟石灰、干木屑或其他需要焚烧的粉末材料，在混合和储存期间，应注意避免灰尘。

2.2液态废物的预处理

提取和浮选，对于含水量高的危险废物中的有毒有害物质，也可以采用萃取和浮选技术进行处理，从而提高污染物，减少焚烧量，提取方法包括液体/液体提取和液体/固体提取，可根据危险废物的类型和状态进行选择，浮选是指溶解空气浮选，通常用于浓缩有害废物流，形成含水量低的污泥，以回收有价值的固体物质或去除有毒物质，它通常用于油脂危险废物的预处理。

在实践中，焚烧装置中液体废物的处理可分为两种情况，一种是直接焚烧，另一种是包装后焚烧，前者是指以桶为主要包装的废液，直接喷入焚烧炉处理，在这种情况下，废物的预处理主要需要注意以下几点：（1）提前准备好材料，重点检查不同包装中废液的均匀性，是否存在同类废弃物，是否存在分层、沉淀、挥发等异常情况，避免喷涂不同财产的废液造成焚烧条件大幅度波动或发生喷枪堵塞等工艺事故；（2）在处理过程中，注意进料速度以及与其他形式废物进料量的协调，以避免炉内温度的大幅波动，为了转移包装废物，首先根据废物接收情况设置一个合理的储罐，并为有效的运行控制提供必要的设施，转移包装的体积不应太大；（3）储罐的设置应遵循不同热值和不同腐蚀性的废液分开储存的原则，一般应设置高热值、中热值、低热值和腐蚀性四种废液储罐，以满足不同财产液体的临时储存要求；

（4）它配备了必要的辅助设施，如过滤、伴热、吹阻和沉积物排放等，对废液进行过滤以去除杂质，提高废液的热值，尽量使进入炉膛的废液热值均匀，并将低热值液体喷入回转窑，将高热值液体喷至二次燃烧室，各种废液的运输周期和流量应根据焚烧条件确定；（5） 当不同的液体储存在同一个储罐中时，必须注意它们的相容性，应逐个进行相容性测试，以避免热、沉淀和气体生成等不相容反应。

3.危险废物配伍方法

3.1一级配伍

是指在全面、实时了解危险废物生产行业、企业和市场生产情况的基础上，协调系统运行和存储容量，合理规划和分配输入废物的类型、数量、频率和理化财产，以满足市场和处置单位的相互联系和各自需求，一级配伍是后续配伍的基础。

3.2二级配伍

也称为“仓储级配伍”。危险废物进入工厂后，需要进行综合分析和检测，以确定废物的热值、水分、氯和硫含量、碱金属含量、重金属含量等详细数据，结合库存情况和中试结果，根据危险废物焚烧兼容方法，科学匹配待焚烧废物，制定配伍方案，二级配伍针对具有不同特征的库存废物，通过合理的配伍方案，可以达到平衡热值、避免反应、稀释污染因子的目的。

二级配伍是配伍工作的核心，由于易受影响，对存储容量要求较高，因此需要考虑配伍的合理性和科学性。

3.3三级配伍

三级配伍，也称为“料坑级配伍”，料坑中的危险废物通过人工倾倒、机械破碎、抓斗混合等工艺进行预处理，以实现污染物的分散，达到均匀化的目的，并确保进入窑内废物特性的稳定性，三级配伍是配伍工作的结束，也是与危险废物直接接触的环节，这对操作人员非常危险，需要严格的安全保护，同时，为了确保坑内的配伍废物能够满足回转窑焚烧系统的要求，应对其进行取样和测试，如果测试结果不符合要求，则需要调整入坑废物的配伍方案。

3.4按相容性配伍

在进入窑前，必须充分了解各级废物的特性和性能，特别是废液的种类和复杂性，基于相容性可以避免不同材料接触后发生聚合反应、有毒有害气体、大量热量、火焰甚至爆炸。

3.5按形态、性质配伍

危险废物有不同的形态和性质，通常是固体、液体、糊状物、粉末等，应根据废物形态和性质对废物进行分类或预处理，并注意混合和燃烧。

固体废物通常用袋子或桶包装，固体废物的长度、宽度和高度不得超过30cm，最佳粒径为10cm×10cm×10cm大型废物（如货物倾倒）需要粉碎和预处理，散装废物通过起重机抓斗在坑内混合，不适合与包装桶分离的废物可通过升降机直接放入破碎机。

液体废物的常见包装有吨桶、塑料桶、铁桶等，应采用直接焚烧和坑式配料的方式进行处理，当不同的液体混合时，应进行相容性试验，以避免加热、沉淀、产生气体等，液体废物储存区一般应配备四种类型的液体废物储存罐，包括高热值、低热值、高粘度和高硫氯，在操作过程中，应避免燃烧不同财产的废液，注意废液的进料速度，避免造成窑内燃烧条件的大幅度波动。

粉状物料多以焚烧飞灰、矿渣、活性炭粉等粉状物料为代表，在混合和储存过程中，必须控制粉尘，当回转窑中的粉末浓度过高时，容易发生不完全燃烧和爆燃。

3.6按污染因子配伍

根据《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484-2001），为确保焚烧稳定性和烟气达标，混合后的危险废物的硫、氯、氟、重金属等污染因子浓度应在设计范围内，基于污染因素的常见配伍方案，如S控制在2.5%以下，Cl控制在2%以下，F控制在0%以下，在1%以下，碱金属K、Na、Mg和其他物质的含量通常控制在0.3%。

3.7按热值配伍

在配伍过程中，进入回转窑的危险废物热值应尽可能控制在设计范围内，以确保材料热值的稳定性，当材料的热值较高时，组分中的可燃物越多，就越容易开始焚烧，但当热值超过热负荷面积时，一方面会导致炉渣和烟气流速增加、有害气体分解不彻底、重金属挥发过多等问题，另一方面，过高的温度会对回转窑和耐火材料造成损坏；同时，有必要减少进料，以降低系统温度并降低系统的处理能力，当材料的热值过低时，需要添加辅助燃料以达到规定的燃烧分解温度，从而导致操作成本增加，因此，进入熔炉的废物需要根据热值配伍，以确保系统的经济可靠运行。

结束语

简而言之，危险废物相对危险，作为处理方法之一的焚烧需要谨慎处理，在危险废物焚烧厂运行后，需要继续加强对危险废物焚烧进料的预处理技术和配伍技术的研究，并积累各种焚烧工艺数据，从而为更加干净环保的处理危险废物提供帮助。

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