危险废物焚烧处置技术

张超，申巧蕊

（中材建设有限公司，北京 100176）

1 引言

根据《中华人民共和国固体废物污染防治法》的规定，危险废物是指列入《国家危险废物名录》或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险性的废物。危险废物具有毒性、易燃性、易反应性、腐蚀性、爆炸性、传染性的废物，对人类和环境构成严重威胁[1]。

2 背景及现状

2.1 行业发展历程

危险废物处置行业的发展高度依赖法律法规和政策引导，环保法规越健全、环境标准与环境执法越严格的国家，危险废物处理行业也就越发达。我国虽然早在1989年参与签署了《控制危险废物越境转移及其处置的巴塞尔公约》，但直到1995年，才出台《固体废物污染防治法》，是第一次从法律方面涉及危险废物管理。2003年非典事件的爆发，使得我国危险废物和医疗废物处置需求和处置技术的矛盾凸显，加快了危险废物控制管理的步伐。2004年，相继发布《危险废物和医疗废物处置设施建设规划》，修订《固体废物污染环境防治法》，出台《危险废物经营许可证管理办法》《危险废物和医疗废物处置设施建设项目环境影响评价技术原则》等一系列的法律法规；2013年两高的司法解释和2014年新环保法的颁布成为环保行业加速发展的重要催化剂，到2016年，我国已发布第三版《国家危险废物名录》。

2.2 危险废物处置技术

危险废物的处置技术包括物理、化学、生物处置技术、固化/稳定化处置技术和热处置技术。热处置技术包括焚烧、热解、气化、熔融等，其中焚烧因具有减容、减量、无害化程度高、可回收能量等特点，是危险废物处置最有效的手段之一[2]。

国内大多数项目为区域性危险废物处置，处理的废物种类繁多，热值、形态、有害成分波动大，易造成焚烧工况不稳定、烟气排放不达标等问题，形成治污企业不自洁的现象。而焚烧处理对象是焚烧技术选择的重点，目前回转窑焚烧技术因其适应性强，可以焚烧处置不同形状、物态的危险废物，是最主要的焚烧技术。

本文针对以上问题，提出将焚烧控制过程前移，通过智能仓储和预配伍系统的控制管理，根据物料特性进行分类预处理，将焚烧控制过程前移，保证入窑焚烧的危险废物热值、元素含量等稳定在一定范围内，有效提高窑炉焚烧工况的稳定性。

3 焚烧处置技术工艺流程

危险废物焚烧处置工艺系统主要包括：仓储系统、预处理系统、进料系统、焚烧系统、余热利用系统、烟气处理系统、灰渣收集及运输系统。工艺流程如图1所示。

图1 焚烧处置工艺流程

危险废物从产废单位运输至处置单位后，先放入暂存库暂存，经过化验员检测结果出来后，配伍软件结合库存，给出配伍方案。固态废物经过破碎等预处理后，通过进料机构送入回转窑；液态废物经乳化后由喷枪直接喷入回转窑；进入回转窑后的废物在窑内不停翻动、加热、干燥、气化和燃烧，回转窑的燃烧温度为850℃～950℃，残渣自窑尾的冷却风箱冷却后落入出渣机连续排出。

回转窑燃烧产生的烟气从窑尾进入二燃室再次高温燃烧，燃烧温度达1100℃以上，烟气在二燃室的停留时间大于3.5s，确保进入焚烧系统的危险废物能充分彻底地燃烧。经过二燃室完全燃烧后的高温烟气进入余热锅炉回收能量。烟气经过急冷脱酸、布袋除尘、湿法脱酸净化后，经过烟气加热器再加热后排入大气。

4 主要技术特点

4.1 智能仓储管理系统

老式的仓储大多为平面库，占地面积大，空间利用率低，且危险废物依靠人工管理，容易出错，造成入炉焚烧前配伍混乱焚烧不稳定的情况。

智能仓储系统通过无人叉车和互联网系统实现危险废物仓储的自动化管理。利用该系统，可及时掌握库存，确保信息传输的高效性和准确性，可以合理保持控制库存，实现通过数据信息协助生产部门完成配伍工作，有利于提高仓库管理效率，节省人工成本。该系统主要分为两部分：入库管理、出库管理。

（1）入库管理

当入库接收区取样工作完成后，库管系统操作员下达入库指令。库房管理系统收到物料入库指令后，其将为每个单元危险废物分配存放位置，并将危险废物存放的位置指令分配给自动定位叉车，系统同时把指令发给入库的滚筒输送机，滚筒输送机运行，托盘或料箱经过输送机上的重量计量装置和射频门，RFID卡上的信息和重量信息数据将被传输至库房管理系统。托盘或料箱输送至库内的接收平台后，自动定位叉车从接收平台把货物取走，自动定位叉车通过库房定位系统，按规划的路径将单元废物送到相应类别存储区域的指定货位上。送完货后自动定位叉车返回再根据库管系统指令，执行下一次任务。

货物入暂存库后，因物料化学成分、热值等信息尚未检测出来，货物还不能满足配伍条件，此时处于冻结状态，不能用于生产。检测完成后，实验数据根据样品上的条码信息，找到对应货物，并且把此信息赋给此货物，此时货物解除冻结。这样从RFID卡读取的信息，计量设备计量的信息、系统派发的位置信息、实验检测的信息，构成这个货物的完整信息链存放在数据库，为配伍等其它应用提供基础支持。

（2）出库管理

中控操作员根据生产计划和库内物料的储存情况，制定合理的配伍方案和生产任务，并把此指令发送给库管系统。库管系统接到指令后，应用数据库储存的物料信息计算出需要哪些货架上的料进行搭配，及不同物料适宜的处理系统。并向自动定位叉车下达取料指令。自动定位叉车按指令取出相应的单元废物后，相应货架上的货位显示为空置，等待接收下批次废物。自动定位叉车将取出的单元废物送入预处理车间相应的预处理设备。

物料处理后，空箱或空托盘由自动定位叉车输送到空箱及托盘储存区入口处，入口处装有RFID卡信息抹除装置，信息抹除后由自动叉车将空箱（托盘）放到储存区内。当产废单位需要车辆去厂家收储废物时，根据产废单位需求，按需配备相应数量的托盘（或料箱）去接收危险废物。

4.2 预处理系统

针对危险废物的种类和理化性质共设计了7种预处理单元：1）大块料破碎预处理单元；2）粉状类筛分预处理单元；3）污泥类烘干预处理单元；4）精蒸馏残渣类加热脱桶及流体化预处理单元；5）铁桶等不适合和其他物质混合大块料预处理单元；6）序号5处理后的物料和不能同其他料混合的料走悬挂链输送单；7）液态类危险废物预处理单元。其中1～4类危险废物经过预处理后通过混合搅拌混合均匀，暂存在窑头仓，经过计量喂入回转窑。5类和6类危险废物通过悬挂链直接入窑焚烧，7类危险废物过滤和乳化处理后暂存入3个废液储罐，通过泵和废液喷枪喷入窑内焚烧。预处理过程中，在处理后的混合搅拌器处增加石灰粉的加入点，让石灰粉和预处理后的物料均匀混合，使酸碱中和部分前置，减少酸性气体对焚烧系统的腐蚀。

包装类危险废物：AGV无人叉车根据系统指

令，将包装类危险废物输送至提升机处，提升机将废物提升输送到破碎机，经过两级破碎后，由皮带机输送至缓冲仓内。

粉状物料：粉状物料采用吨袋进行包装，卡车将物料运输进厂后，由电动葫芦将物料提升至散料仓顶，由人工解袋后将粉状物料卸入散料仓，经破包机破包后，由皮带机输送到弹跳筛进行筛选，大粒径物料进入主破碎机进行破碎，小粒径物料输送到缓冲仓储存。

污泥类危险废物：由叉车卸入料斗后，经由污泥造粒机造粒和污泥盘式干燥机脱水后由皮带机输送至缓冲料仓。

固体废物、粉状废物、污泥类废物进入缓冲仓后，通过料仓下方的计量螺旋输送至铰刀和皮带机输送至混合器，与其他物料混合均匀后进入圆盘成球机，与流体化后的精蒸馏残渣混合成球，成球后由皮带机、Z型提升机输送到料仓。

精蒸馏残渣类：废物由精蒸馏残渣流体化后，分三路进行预处理。第一路由高温浓浆泵喷入圆盘成球机，与经由搅拌机混合均匀的固体废物、粉状废物和污泥类废物搅拌成球；第二路由高温浓浆泵直接喷入窑头罩内进行焚烧；第三路由高温浓浆泵直接喷入热解炉进行焚烧。

固态/半固态物料处理流程图如图2。

图2 固态/半固态物料预处理流程

液态废物经粗过滤、细过滤器过滤后，再经乳化泵乳化，根据热值调配混合后由喷枪喷入回转窑或热解炉进行焚烧。在生产过程中，液态废物将与固态废物搭配焚烧。正常情况下，固态废物的热值高，可搭配中、低热值的液态废物；如果固态废物热值偏低，则可搭配高热值的液态废物。液态废物预处理流程见图3。

图3 液态物料预处理流程

4.3 进料系统

回转窑以入料溜子的方式实施连续喂料。溜子为Y型，窑头缓冲仓中经过预处理的物料由筒仓卸料器从仓内取出，经过皮带秤计量喂入Y型溜子上一端，此端配备回转锁风阀。Y型溜上另一端喂入悬挂链输送过来的物料，此端采用双层气动阀锁风。整个进料过程均在密封负压状态下运行，确保无烟气漏出，防止二次污染。

4.4 灰渣收集及运输系统

回转窑出渣口采用风冷代替水冷，通过合理的炉温控制，排出的灰渣不会出现大块排渣。风冷代替水冷的主要优点是：灰渣中基本没有水份，减少了填埋费用；没有水冷时产生的水蒸汽，减小了系统废气量；部分二次风在冷却风箱中和残渣进行热交换，提高了二次风的温度；部分二次风通过冷却风机进入二燃室，等于二次风提前和可燃气体接触，增加了气体在二燃室的停留时间。

产生的灰渣和飞灰经由输送机分别输送入密闭的储存仓储存。灰渣经包装机包装后，用专用车运到填埋厂固化填埋；焚烧飞灰用罐车运到填埋场进行固化填埋。

5 结语

因我国危险废物焚烧处置工程大多为区域性处置，废物来源复杂，成分波动范围较大，对后续焚烧处置带来很大的困难，造成焚烧线运行负荷率低，形成治污企业不自洁的现象。智能仓储和预处理系统的技术投入，可从源头上保证入窑炉物料的均质性，将焚烧控制过程前移，有效提高窑炉焚烧工况的稳定性。