固體廢物焚燒處理技術論文(2)
固體廢物焚燒處理技術論文
副標題#固體廢物焚燒處理技術論文篇二
焚燒技術在危險廢物處置中的應用
摘要：焚燒技術是目前應用相對較廣的垃圾處理技術，組合式的焚燒爐(由爐排爐、二燃室以及回轉(zhuǎn)窯三部分組成)是處理危險廢物的最佳方式。在對危險廢物進行焚燒處置時，將危險廢物放入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進行熱解干餾和缺氧處理，然后將生成的廢渣以及可燃氣體分別在爐排和二燃室內(nèi)進行持續(xù)、高溫燃燒，使有機物得到充分燃燒。本文在分析危險廢物成分的基礎上，將焚燒技術的機理和設計工藝進行分析，從而提高有機物焚燒去除率、殘渣的燃燒率和熱灼減率。
關鍵詞：焚燒技術;危險廢物;焚燒處置
近些年來，因危險廢物處理不當導致的安全事故頻出，因此對這類危險廢物進行合理正確的處理變得極為重要。在危險廢物的焚燒處置技術中，最有效、最快捷的技術是焚燒技術。應用這種技術進行危險廢物處理，不僅能夠有效破壞燃燒物質(zhì)中的有機廢物以及毒害物體，而且可以有效回收余熱，對于那些含有汞、磷、氟等毒性相對較大且不宜回收的危險廢物更加適用。
一、焚燒技術應用于危險廢物燃燒處置的機理分析
從燃燒的角度講，當危險廢物中含有碳、氫、氧三種成分時，就可對危險廢物進行焚燒處置。危險廢物中的各種成分全部是依照一定的化學當量進行反應的，而且同氣態(tài)以及液態(tài)的危險廢物的焚燒處置相比，固態(tài)的危險廢物在進行焚燒時要更加復雜些。首先對危險廢物中的水以及溶劑進行缺氧蒸發(fā)、氣化，這部分蒸發(fā)、氣化出的溶劑在遇到少量的空氣后就會燃燒，形成焚燒煙氣;繼續(xù)對危險廢物進行廢物熱解、干餾，通過熱解、燃燒，干餾出的一氧化碳以及碳氫化合物在遇到充足的空氣后就會高溫燃燒，形成高溫煙氣。與此同時，危險廢物經(jīng)過熱解、干餾后的廢渣繼續(xù)在爐中燃燒，形成焚燒殘渣。以上過程是借助焚燒技術對危險廢物進行焚燒處置的機理。
在這個過程中，高溫焚燒能夠?qū)⒂卸居泻ξ镔|(zhì)進行裂解，廢渣的充分燃燒能夠?qū)⒖扇嘉餆福胰紵蟾邷責煔猱a(chǎn)生的主要是水蒸氣、二氧化碳、氮氣、二氧化硫等，廢渣燃燒產(chǎn)生的主要是碳酸鹽、金屬氧化物、硫酸鹽、氫氧化物、硅酸鹽等。
二、焚燒技術應用于危險廢物燃燒處置的工藝設計分析
眾所周知，垃圾焚燒技術主要包括三大類，一類是層狀燃燒技術，一類是流化床燃燒技術，還有一類是旋轉(zhuǎn)燃燒技術也即回轉(zhuǎn)窯式燃燒技術，其中最后一類主要用于處理危險廢物。但是，僅用一種焚燒技術并不能確保有機物焚燒去除率以及殘渣的燃燒率、熱灼減率等達到國家標準，因此，使用組合式的焚燒爐(由爐排爐、二燃室以及回轉(zhuǎn)窯三部分組成)進行危險廢物的焚燒處理可以有效彌補僅用回轉(zhuǎn)窯時的不足。這種焚燒爐在保留了回轉(zhuǎn)窯運行穩(wěn)定可靠以及適應能力強的基礎上，分別借助爐排爐以及二燃室對廢渣和煙氣進行持續(xù)、高溫的焚燒，有效較少了廢氣的排放。
組合式的焚燒爐工藝設計流程為：首先，危險廢物在回轉(zhuǎn)窯的頭部進行氣化，在其中部進行熱解燃燒，在其尾部進行裂解，多次循環(huán)后使危險廢物以廢渣以及可燃氣體的形式出現(xiàn);其次，將回轉(zhuǎn)窯中出來的廢渣繼續(xù)在爐排上持續(xù)高溫的燃燒，使其盡量燃盡。與此同時，將回轉(zhuǎn)窯中出來的可燃氣體在二燃室內(nèi)進行完全的燃燒，使原有的有機物快速分解為無機物。在進行以上操作時，需要注意的幾點是，首先，應該在回轉(zhuǎn)窯中加入少量的空氣，確保有機物的分解以及溫度的平衡，盡量避免回轉(zhuǎn)窯內(nèi)“結焦”，其次，為確保焚燒廢渣的充分，在爐排中加入適當?shù)臓t排風;再次，在二燃室中進行可燃氣體的處理時，應該通入足量空氣，確?？扇細怏w的充分燃燒，使原有的有機物全部轉(zhuǎn)化為無機物;最后，在對危險廢物進行焚燒處理的整個過程中都應該確保焚燒爐內(nèi)的氣壓處于微負壓狀態(tài)。在應用焚燒技術對危險廢物進行焚燒處理時還應該進行選型以及熱力的計算，這些主要包括理論上的煙氣量以及空氣量，除此之外還應該計算二燃室以及回轉(zhuǎn)窯的有效容積以及廢物在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的停留時間，這些都是焚燒技術的關鍵參數(shù)。
三、焚燒技術在危險廢物焚燒處置中的應用
在對危險廢物進行焚燒處置時，首先應該對危險廢物的熱力進行相應的計算，下面以某地區(qū)危險廢物集中處理中心項目為例進行分析：
如假設危險廢物的熱值為1500kcal/kg，焚燒技術所能處理的能力為12t/d，在空氣系數(shù)為1.8的條件下，氧氣的含量約為8.1%(干氣)。其次是對設備進行選型計算，現(xiàn)以文中所用設備為例進行講解：一是進行爐排的選型計算，假設其寬與長分別為1.2m和1.6m，推行桿的行程為80mm，運動周期為8min，那么其有效面積約為2.1平方米，則廢渣停留的時間為2.6小時，廢渣移動的時間為每分鐘8毫米。二是進行二燃室的選型計算，假設二燃室的熱負荷為1×105kcal/m3・h，高徑比值為4，那么二燃室的有效容積就為30m3，有效高為8.5m，有效內(nèi)徑為2.2m，煙氣的停留時間為4s，流速為每秒2.5m。三是回轉(zhuǎn)窯的選型計算，如果回轉(zhuǎn)窯的容積熱負荷為1×105kcal/m3・h，轉(zhuǎn)速為每分鐘0.4轉(zhuǎn)，窯體的傾斜角為2度，長徑比為4，燃料的自然堆角為40度，那么回轉(zhuǎn)窯的有效容積則為30m3，有效內(nèi)徑為2.2m，廢料的停留時間為57min，廢料的移動速度為每分鐘0.15m，煙氣的停留時間為18.8s，流速為每秒0.5m。
選型中，危險廢物在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的停留時間計算公式為：
其中，t為廢料的停留時間(一般會在30min至120min之間);24和324分別為經(jīng)驗系數(shù);α為窯體的水平傾角(一般為1度至3度);n為窯體的轉(zhuǎn)速(一般為每分鐘1轉(zhuǎn)至3轉(zhuǎn));θ為廢料的自然傾角(一般為25度至50度)，L/Dt為回轉(zhuǎn)窯的長徑比(一般為3至5)。
二燃室和回轉(zhuǎn)窯的有效容積計算公式為：
其中Q為危險廢物的低位發(fā)熱量;B為危險廢物的處置量;q為燃燒室的容積熱負荷。
而危險廢物混合物的元素成分、焚燒爐的熱力參數(shù)、煙氣濃度分別如下表1、表2、表3所示。
結語：
面對危險廢物的處理，目前焚燒技術是最有效、最快捷，也是最能夠?qū)崿F(xiàn)減量化的最佳方式，不僅適合于處理各種危險廢物中的有機廢物，還能夠針對有毒有害物質(zhì)進行處理。在進行廢物處理時，可運用焚燒爐，需要對危險廢物的元素成分進行分析，還需要進行焚燒工藝和技術參數(shù)的一些計算和說明，通過計算，得出焚燒爐能夠安全有效的處理危險廢物，能夠提高有機物焚燒去除率、殘渣的燃燒率和熱灼減率，從而也證明了焚燒技術的可行性。
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