摘要:文章介紹了三燃式危險(xiǎn)廢物焚燒技術(shù)，該新型焚燒爐采用回轉(zhuǎn)熱解窯作為一次燃燒處理方式，再由往復(fù)式爐排爐進(jìn)行二次焚化燃燒，未燃盡的氣體、粉塵進(jìn)入三燃室充分分解燃燒，因此燒盡率高、熱能效率高。

關(guān)鍵詞:焚燒爐;三燃式危廢焚燒技術(shù);回轉(zhuǎn)熱解窯;往復(fù)式爐排;垂直空氣燃燒室

1 三燃式危廢焚燒技術(shù)簡(jiǎn)介

三燃式危廢焚燒技術(shù)采用13米長(zhǎng)的回轉(zhuǎn)熱解窯作為一次燃燒處理方式，再由往復(fù)式爐排爐進(jìn)行二次焚化燃燒，未燃盡的氣體、粉塵進(jìn)入三燃室充分分解燃燒，可以達(dá)到高的燒盡率和熱能效率。其工藝流程如圖1。

危險(xiǎn)廢物運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，由自動(dòng)投料裝置定量送入爐本體回轉(zhuǎn)窯爐燃燒室（900℃～1100℃）內(nèi)，經(jīng)二次燃燒室高溫?zé)峤馊紵?100℃～1200℃）后形成的高溫?zé)煔膺M(jìn)入三燃室內(nèi)，再經(jīng)三次燃燒系統(tǒng)高溫（1200℃～1400℃）氧化焚燒。完全燃燒后產(chǎn)生的煙氣經(jīng)余熱鍋爐熱交換，煙氣溫度快速降至600℃并除去大顆粒的粉塵。降溫后的煙氣進(jìn)入干式除酸及活性炭吸收裝置并噴入消石灰（Ca(OH)2）及活性炭以去除SO2、HCl、二惡英等有毒有害氣體，細(xì)微的粉塵由高效袋式除塵器捕集，再經(jīng)脫硝塔脫除氮氧化物。焚燒過程見圖2。

2 主要系統(tǒng)

2.1 焚燒爐自動(dòng)進(jìn)料系統(tǒng)

危險(xiǎn)廢物在焚燒前需進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理系統(tǒng)工藝流程見圖3。

自動(dòng)進(jìn)料裝置可平穩(wěn)地將危險(xiǎn)廢物自動(dòng)送入焚燒爐內(nèi)并可自動(dòng)卸料。該設(shè)備為液壓式推進(jìn)裝置，推進(jìn)速度和退回速度均可以自由調(diào)節(jié)，進(jìn)料斗周圍有保護(hù)裝置，可防止廢物散落，避免因人工操作帶來的二次污染，也可避免因超負(fù)荷投料而造成尾氣處理運(yùn)行負(fù)荷增大。

2.2 焚燒爐系統(tǒng)

回轉(zhuǎn)+往復(fù)式爐排焚燒爐是三燃式危廢焚燒技術(shù)中的關(guān)鍵設(shè)備。當(dāng)窯內(nèi)趨于完全燃燒時(shí)，會(huì)放出大量的熱能，回轉(zhuǎn)窯需承受1200℃以上的高溫；同時(shí)，燃燒過程中還會(huì)產(chǎn)生硫化物、氯化物等，腐蝕性極強(qiáng)，因此要求回轉(zhuǎn)窯的耐高溫性能好，并且耐腐蝕、耐磨損。

三燃式危廢焚燒爐的回轉(zhuǎn)窯筒體鋼板厚約18mm，內(nèi)襯為高強(qiáng)輕質(zhì)保溫磚和磷酸鹽結(jié)合高鋁質(zhì)耐火磚，在焚燒過程中，火焰不與金屬部分接觸，只與耐火材料接觸，從而可大大延長(zhǎng)設(shè)備的使用時(shí)間。回轉(zhuǎn)窯安裝時(shí)要保證一定的傾斜度，筒體可以根據(jù)廢物成分的變化，自由調(diào)節(jié)其回轉(zhuǎn)速度，以控制廢物在窯內(nèi)的停留時(shí)間，從而確保廢物充分完全地焚燒。

焚燒處理后的焦渣、廢油渣液通過螺旋進(jìn)料裝置混合進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯（一燃室），物料由燃燒機(jī)引燃，直接燃燒熱解，一燃室溫度達(dá)到850℃～1100℃，回轉(zhuǎn)窯尾與往復(fù)式爐排爐相連，未燃盡的物料以及熱解氣體進(jìn)入往復(fù)式爐排爐（二燃室），由另一燃燒機(jī)助燃進(jìn)行二次燃燒，溫度達(dá)到1100℃～1200℃，從而可使物料充分燃燒并延長(zhǎng)煙氣停留時(shí)間。在復(fù)式爐排爐設(shè)置垂直煙氣燃燒室（三燃室），溫度達(dá)到1200℃～1400℃，煙氣停留時(shí)間大于4s。從燃燒室出來的高溫?zé)煔饨?jīng)熱交換塔進(jìn)行水冷、余熱利用和空氣預(yù)熱后進(jìn)入后處理系統(tǒng)。

2.3 點(diǎn)火及輔助燃燒系統(tǒng)

該系統(tǒng)由點(diǎn)火系統(tǒng)燃燒器及輔助燃燒系統(tǒng)油槽、濾油器、送風(fēng)機(jī)構(gòu)成。一次燃燒室配備點(diǎn)火燃燒器及輔助燃燒系統(tǒng)，二次燃燒室配備輔助燃燒系統(tǒng)，以確保二次燃燒室能達(dá)到足夠高的溫度。燃燒裝置配有安全保護(hù)裝置，如果發(fā)生點(diǎn)火失敗或故障熄滅，安全保護(hù)裝置能夠自動(dòng)切斷燃料供應(yīng)。

2.4 焚燒爐排渣出灰系統(tǒng)

回轉(zhuǎn)窯、往復(fù)式爐排爐燃盡的爐渣以及尾氣處理裝置收集到的粉塵，可由自動(dòng)出灰裝置收集于儲(chǔ)灰倉(cāng)內(nèi)后直接固化填埋或?qū)⒃现瞥煽招拇u、砌塊等建材再利用。

2.5 冷卻系統(tǒng)

冷卻系統(tǒng)可將煙氣的排放溫度從1400℃驟降至Platform200℃以下，既可避開二惡英合成溫度區(qū)間，又可減少?gòu)U氣體積，保護(hù)袋式除塵器的布袋不被高溫?zé)龎模瑫r(shí)冷卻系統(tǒng)也可以進(jìn)行余熱利用。

2.6 廢油廢液處理系統(tǒng)

對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)生的廢油、廢液、重油等物質(zhì)，在前處理系統(tǒng)中，可采用廢油、廢液過濾和重油蒸汽濃縮裝置進(jìn)行預(yù)處理，而對(duì)含廢油、廢液的工業(yè)廢棄物與高粘度油廢物可采用干燥方式加以處理后再進(jìn)行燃燒。廢油廢液處理系統(tǒng)工藝流程見圖4。

2.7 尾氣處理系統(tǒng)

2.7.1 尾氣處理系統(tǒng)工藝流程（見圖5）

2.7.2 尾氣處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

（1）不影響焚燒爐的穩(wěn)定運(yùn)行。脫酸性氣體系統(tǒng)應(yīng)具有動(dòng)態(tài)適應(yīng)能力，以保證裝置高效穩(wěn)定運(yùn)行；

（2）對(duì)酸性氣體、煙塵、二惡英等污染物進(jìn)行有效脫除，以達(dá)到有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求；

（3）設(shè)備布置力求緊湊合理，節(jié)約用地，最大限度地降低建設(shè)投資；

（4）提高自動(dòng)化生產(chǎn)水平，采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，基本實(shí)現(xiàn)中控室集中控制。

2.7.2 尾氣處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

（1）不影響焚燒爐的穩(wěn)定運(yùn)行。脫酸性氣體系統(tǒng)應(yīng)具有動(dòng)態(tài)適應(yīng)能力，以保證裝置高效穩(wěn)定運(yùn)行；

（2）對(duì)酸性氣體、煙塵、二惡英等污染物進(jìn)行有效脫除，以達(dá)到有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求；

（3）設(shè)備布置力求緊湊合理，節(jié)約用地，最大限度地降低建設(shè)投資；

（4）提高自動(dòng)化生產(chǎn)水平，采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，基本實(shí)現(xiàn)中控室集中控制。

2.7.3 尾氣處理主要設(shè)備

（1）急冷塔

冷卻水霧化后與煙氣在塔內(nèi)混合，水吸熱成為蒸汽后隨著煙氣至半干式除酸塔，系統(tǒng)無廢水排放。急冷塔不僅可使高溫?zé)煔鉁囟认陆担瑵M足半干式除酸塔和袋式除塵器的工作條件，而且可使1400℃的高溫?zé)煔饧眲〗档椭?00℃左右，防止二惡英低溫再合成。阻力約600Pa。

（2）半干式除酸塔

半干式除酸塔實(shí)際上是一個(gè)噴霧干燥除酸系統(tǒng)。利用高效霧化器將消石灰泥漿從塔頂向下噴入塔中，尾氣與噴入的泥漿以逆向流的方式充分接觸并發(fā)生中和作用。由于霧化效果佳，氣液接觸面大，不僅可有效降低氣體溫度，中和氣體中的酸氣，并且可使噴入的消石灰漿中的水分在塔內(nèi)完全蒸發(fā)，不產(chǎn)生廢水。

半干式除酸塔的最大特點(diǎn)是結(jié)合了干法與濕法的優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，壓差小，能源消耗少，液體用量遠(yuǎn)低于濕法系統(tǒng)，比干法的去除效率高，也避免了濕法會(huì)產(chǎn)生過多廢水的問題，操作溫度高于水蒸汽飽和溫度，尾氣不產(chǎn)生白霧狀水蒸汽團(tuán)。

（3）活性炭粉噴射系統(tǒng)

為了減少尾氣中二惡英和重金屬的排放，在除酸塔之后袋式除塵器之前設(shè)置了活性炭噴射裝置?；钚蕴糠垡?yàn)橛昧枯^少，故由人工送入活性炭倉(cāng)，然后通過活性炭噴射器內(nèi)的給料閥實(shí)現(xiàn)微量均勻連續(xù)放料，并由壓縮空氣混合噴射到煙道中。該系統(tǒng)通過噴入活性炭粉，以吸附及去除廢氣中的PCDDS/PCDFS。活性炭粉活性大，用量少，且蒸汽活化安全性高，同時(shí)對(duì)汞金屬具較優(yōu)的吸附性能，是理想的選擇。

該系統(tǒng)使用袋式除塵器，吸附作用發(fā)生在濾袋表面，能為吸附提供較長(zhǎng)的停留時(shí)間，將活性炭粉直接噴入除塵器前的煙道即可。

（4）袋式除塵器

袋式除塵器是一種高效的除塵裝置。一般而言，其去除粉塵的粒徑應(yīng)在0.05pm以上,除塵效率可達(dá)99%以上。使用半干式除酸塔配置袋式除塵器，可以提高對(duì)酸性氣體、重金屬及二惡英的去除率，可利用特殊助劑對(duì)濾布表面進(jìn)行被覆，以延長(zhǎng)酸性氣體與石灰的接觸時(shí)間，增大石灰與酸性氣體的接觸頻率，增加石灰分散的均勻性，降低氣流壓力損失，避免濾布因受到濕廢氣的影響而阻塞。過濾室采用覆膜濾料（Ryton），溫度限值為160℃～250℃；為防止粘結(jié)和灰搭橋等現(xiàn)象，本體、灰斗和輸灰裝置都有伴熱和保溫措施；啟動(dòng)及發(fā)生事故時(shí)有旁路保護(hù)系統(tǒng)；整個(gè)設(shè)備壓力損失不超過1500Pa；覆膜濾料壽命在2年以上。

（5）SCR工藝

SCR工藝又稱選擇性催化還原脫硝工藝。煙氣和氨（液氨或氨水）與空氣的混合物在經(jīng)過SCR裝置的蜂窩式或板式催化劑層時(shí)，煙氣中的NOx（主要是NO及少量的NO2）和NH3、空氣中O2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成無污染的N2和H2O。

（6）煙囪

煙囪對(duì)氣體起擴(kuò)散作用。該系統(tǒng)的煙囪加裝采樣孔、測(cè)溫孔、采樣平臺(tái)，排放符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

（7）飛灰和爐渣的安全處置系統(tǒng)

除塵及灰循環(huán)系統(tǒng)的主要設(shè)備包括：低阻分離器、袋式除塵器、中間緩沖灰倉(cāng)、埋刮板輸送機(jī)和返料器（U型閥）等。

含塵煙氣首先進(jìn)入反應(yīng)塔進(jìn)行脫酸反應(yīng)，經(jīng)反應(yīng)塔的頂部排出后進(jìn)入低阻分離器進(jìn)行初步分離，總的分離效率為60%～85%，低阻分離器分離下來的灰經(jīng)過放粉閥送入中間緩沖灰倉(cāng)。經(jīng)過分離后的煙氣進(jìn)入袋式除塵器除塵并在布袋上形成一層灰膜，煙氣經(jīng)過布袋后有部分脫硫效果（相當(dāng)于固定床），然后排出。袋式除塵器收集下來的灰經(jīng)過埋刮板輸送機(jī)大部分進(jìn)入中間緩沖灰倉(cāng)，另一部分灰通過灰溜管進(jìn)入儲(chǔ)灰倉(cāng)。中間緩沖灰倉(cāng)中的灰通過振動(dòng)料斗和放粉閥進(jìn)入返料器（U型閥）回送到反應(yīng)塔中。儲(chǔ)灰倉(cāng)中的灰由放粉閥送至雙軸攪拌機(jī)加濕到含水率為20%～25%后，送到密閉罐車中拉至廠外處理。

3 技術(shù)分析

（1）采用傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)窯爐與往復(fù)式爐排爐相結(jié)合的焚燒技術(shù)，將回轉(zhuǎn)窯爐的窯爐作為一燃室對(duì)各種垃圾與廢棄物進(jìn)行充分的熱解氣化，回轉(zhuǎn)窯爐的尾端與往復(fù)式爐排爐上下相連，使在回轉(zhuǎn)窯爐（一燃室）里熱解氣化的物料或沒有燃盡的物料隨著轉(zhuǎn)爐旋轉(zhuǎn)自動(dòng)進(jìn)入往復(fù)式爐排進(jìn)行二次焚化（二燃室），從而徹底解決了因垃圾廢棄物料密度不同而帶來的燃燒不充分和煙氣停留時(shí)間短等問題；在往復(fù)式爐排上方設(shè)置垂直空氣燃燒室（三燃室），讓煙氣進(jìn)行再次燃燒，使煙氣停留時(shí)間大于4s，可從根本上解決垃圾焚燒所產(chǎn)生的煙氣帶來的二次污染問題。焚燒爐新舊工藝的焚燒特點(diǎn)對(duì)比見下表。

（2）采用移動(dòng)床式貯存、輸送、排渣裝置。在整個(gè)焚燒前處理系統(tǒng)采用負(fù)壓狀態(tài)的密封式移動(dòng)床式裝置，該移動(dòng)床裝置采用倉(cāng)軌式傳送技術(shù)，是利用耐高溫陶瓷板傳送底倉(cāng)與耐高溫鋁材制成的一種倉(cāng)軌式物料傳送倉(cāng)，以軌道式進(jìn)行往復(fù)傳送。

（3）采用廢液、重油、污泥干燥裝置，利用焚燒爐高溫余熱對(duì)廢液、污泥、重油、高粘度廢物進(jìn)行干燥、粉碎、焚燒。

（4）采用蒸汽濃縮裝置對(duì)含水量大的廢油、重油進(jìn)行濃縮，然后對(duì)廢油、廢液進(jìn)行助燃貯存混合，利用燃燒機(jī)對(duì)一燃、二燃、三燃室進(jìn)行助燃。

（5）采用灰溶蝕技術(shù)裝置，在1300℃～1400℃的超高溫中連續(xù)24小時(shí)燃燒時(shí)，可使設(shè)備在大風(fēng)量集塵情況下發(fā)揮高性能，有效去除98%的酸性廢氣，去除90%以上重金屬，二惡英排放濃度在0.01ng/m3以下。

（6）采用液壓給料裝置進(jìn)行焚燒進(jìn)料，首先將粉碎的垃圾、廢棄物輸送到進(jìn)料口，然后進(jìn)行液壓推進(jìn)，將物料推入回轉(zhuǎn)窯（一燃室）。物料在一燃室隨著回轉(zhuǎn)窯旋轉(zhuǎn)燃燒自動(dòng)落入二燃室往復(fù)式爐排上進(jìn)行二次燃燒。

4 結(jié)語

三燃式危廢焚燒技術(shù)為結(jié)合新舊工藝特點(diǎn)而研制出的一種新型焚燒技術(shù)。該新型焚燒爐采用回轉(zhuǎn)熱解窯作為一次燃燒處理方式，再由往復(fù)式爐排爐進(jìn)行二次焚化燃燒，未燃盡的氣體粉塵進(jìn)入三燃室充分分解燃燒，因此燒盡率高、熱能效率高，有較強(qiáng)的應(yīng)用推廣價(jià)值。
 

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