危险废物回转窑焚烧处置工程技术应用

危险废物回转窑焚烧处置工程技术应用

罗铎元张清伟彭兰芳

瀚蓝工业服务（赣州）有限公司江西341601

摘要：以瀚蓝工业服务（赣州）信丰工业固体废物处置中心回转窑焚烧工艺为工程技术实例，从焚烧工艺技术、尾气处理、设备参数等全方面介绍回转窑技术在危险废物处置行业内的应用。

关键词：信丰工业固体废物处置中心、危废处置、回转窑、尾气处理。

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特性的固体废物。【1】

根据《国家危险废物名录》(2016版)【2】，危险废物可分46大类共479小类，具有成分复杂、潜在性、滞后性、危害性大（毒性、腐蚀性、易燃性、反应性、感染性等）、易造成环境污染等特性，成为全球环境保护的重点和难点问题之一。

目前危险废物污染防治主要秉承“减量化、资源化、无害化”的原则，主要处理处置方法有焚烧、物化、填埋、资源化等；焚烧处置由于减容率高、无害化效果明显、占地面积小、适应性好而一直是危险废物处置中应用最广的一种处置方式。

焚烧处置是一种高温处理技术，是指将废物置于焚烧炉内，在高温和足够氧气含量的情况下，将可燃性有机危险废物或利用外加热源将部分无极危险废物转化为稳定的CO2和H2O。

危险废物常用的专用焚烧炉主要包括回转窑焚烧炉、流化床焚烧炉、液体喷射炉等，本文以瀚蓝工业服务（赣州）有限公司信丰工业固体废物处置中心回转窑为例，对回转窑焚烧技术进行工程技术分析。

1.危险废物处置类别

本项目依据江西危险废物市场拟定焚烧处理的工业危险废物以固态、液态废物为主，包括医药废物（HW02）、废药物、药品（HW03）、农药废物（HW04）、有机溶剂废物（HW06）、废矿物油（HW08）、精（蒸）馏残渣（HW11）、染料、涂料废物（HW12）、有机树脂类废物（HW13）、新化学药品废物（HW14）、含酚废物（HW39）、废卤化有机溶剂（HW41）、含有机卤化物废物（HW45）、其他废物（HW49）共13种危险废物，合计15000t/a。

本项目入炉焚烧的危险废物主要成分范围如下：C：12%-45%；H：1%-9%；O：2%-13%；S：0.1%-3%；Cl：0.1%-12%；F：0.1%-6%；P：0-3%；Si：0-15%；K：0-3%；Na：0-4%；V：0-0.1%；水分：15-40%。同时，通过废物配伍后确保入炉废物含氟、含氯量低于3%。【3】

2.回转窑焚烧工艺流程

本项目危险废物回转窑焚烧处理工艺包含废物预处理系统、进料系统、焚烧系统、余热回收系统、烟气处理系统等几个部分。

图1、回转窑焚烧工艺流程图

3.回转窑主要工艺技术指标

3.1焚烧系统技术要求【4】

(1)回转窑处理废物量：按50t/d危险废物考虑。

(2)回转窑炉温：850℃-950℃；二燃室温度：大于1100℃。

(3)烟气在二燃室停留时间：大于2秒钟。

(4)燃烧效率大于99.9%，焚毁去除率大于99.99%，焚烧残渣热灼减率小于5%。

(5)烟气排放口氧含量在6-10%（干烟气）。

(6)年工作日：300天，作业时间为：7200小时。

3.2烟气处理系统技术要求

(1)蒸汽产量：6000kg/h；额定蒸汽压力：1.3MPa饱和蒸汽。

(2)烟气在550℃-200℃区间停留时间小于1秒。

(3)外排烟气成分执行《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484-2001）标准要求。

4主要工艺技术参数

焚烧系统由回转窑和二燃室、出渣机及其过程控制系统组成；烟气处理系统则包括余热回收、急冷半干、干式脱酸、布袋除尘和两级湿法洗涤、烟气再热组成。

4.1回转窑焚烧系统

回转窑焚烧系统由回转窑和一个二次燃烧室组成，以确保废物燃烧完全。回转窑本身是用来沸化及氧化废物中的可燃物，废物中的惰性固体则随着窑体的转动向另一端移动，然后由尾部排出。沸化的蒸汽及燃烧气体经过回转窑后端，进入二次燃烧室在高温下再进行氧化。

(1)回转窑技术参数

1）回转窑尺寸：Φ3600*13000*25mm；窑头、窑尾密封装置:碳硅铝纤维＋不锈钢鳞片；窑尾护铁：高铬铸钢。2）支承轮带段筒体壁厚50mm，耐火内衬厚度250mm；3）斜度：2.5%，主传45KW，辅传5.5KW、转速：0.2-1.15r/min；4）出渣量：300kg/h，水封密封。5）废物充填系数：Fd=4.1%；

(2)二燃室技术参数

1）二燃室尺寸：Φ4000*14000mm；2）燃烧段尺寸：φ4000×11080mm，耐火内衬厚度320mm。3）主材质：Q235-B；4）二燃室紧急排放阀：φ1200×3000，驱动方式：气缸+手动；5）烟气停留时间：1100℃停留时间＞2秒。

4.2炉渣收集装置

回转窑窑尾的出渣口采用水封密封及自动水位控制使排出的灰渣经水封快速冷却后可以被水碎，出渣机采用链板式输渣，系统出渣由标准渣斗接料，由叉车运至暂存库贮存。其主要参数如下：1）正常出料：0.5t/h，最大出：2t/h；2）炉渣密度：1.2-1.5kg/m3；3）炉渣进口温度：750-850℃；4）炉渣出口温度：60～100℃。

4.3余热锅炉

二燃室出口处的烟气温度约为1100℃左右，为满足后续烟气处理工艺对温度的要求，需利用余热锅炉对烟气进行降温，同时回收利用高温烟气热能。锅炉采用自然循环，由另外设置的软化、除氧水设备、给水泵等提供符合锅炉要求的除氧软化水。由热烟气加热产生的饱和蒸汽，部分供园区内使用，其它大部分则经空冷器冷却后循环使用。其主要参数如下：1）余热锅炉进口烟温：1100-1200℃；2）余热锅炉出口烟温：460-550℃；3）蒸汽产量：7200kg/h；4）蒸汽压力：1.3MPa饱和蒸汽；5）余热锅炉蒸汽温度:185℃；6）余热锅炉给水温度:105℃。

4.4急冷半干塔

二噁英在300℃的区间有再合成的，为控制二噁英在此期间再合成，需要对烟气进行急冷操作，使烟气在550℃至180℃的温度区间的停留时间控制下1s以下。同时为减少后面湿法洗涤塔的强度，在急冷过程喷入石灰浆，降低烟气中的酸性气体。其主要技术参数如下：

1）进口烟气温度：500-550℃；出口烟气温度：180-200℃；2）烟气停留时间：1s；3）急冷半干塔尺寸：φ3.6/φ4.5×12.7m（直段）；

4）最大喷水量：6.5m3/h；5）急冷半干塔材质：顶部耐火砌筑，自承重钢架下直段及锥部材质为SUS316L，外保温急冷塔材料。6）石灰浆喷枪流量：3m3/h。

4.5干法脱酸塔

急冷半干塔出来的烟气进入干法脱酸塔，用消石灰中和烟气中的HF、HCl、SO2，用粉末活性炭吸附去除烟气中的重金属与二噁英。其主要技术参数有：1）干法脱酸塔尺寸：φ2.3×12m；2）碳酸氢钠喂料装置：Q=20-200kg/h；3）活性炭喂料装置：Q=2-20kg/h；4）进口烟气温度：180-200℃；5）出口烟气温度：160-180℃。

4.6布袋除尘器

活性炭喷射装置出口烟气进入袋式除尘器，烟气中的粉尘、活性炭及被其吸附的污染物和反应物，均吸附在滤袋外表面。通过滤袋的高效过滤作用，绝大部分的粉尘被全部拦截，以飞灰形式从出灰斗排出，打包运到填埋车间稳定固化填埋。其主要技术参数如下：1）进口烟气温度：160-180℃；2）出口烟气温度：150-170℃；3）除尘效率：＞99.5%；4）除尘器滤袋：Φ154×4000mm（PTFE织物覆膜滤袋），耐温260℃；5）过滤面积：≥1248m2，风速0.6m/min，处理风量55000m3/h，出灰量180kg/h。6）出灰方式：离线脉冲反吹式出灰。

4.7预冷器及湿法洗涤塔

为提高湿法洗涤对烟气的处理效果，减少生产运营成本，在湿法洗涤塔之前设置预冷器，可将布袋除尘器出口的烟气（150-170℃）通过喷水的方式急速降到70℃左右。

经过预冷器的烟气从下往上升的过程与从塔内上部喷淋出来的循环碱液充分混合接触，烟气中的酸性气体（HF、HCl、SO2等）与碱液发生中和反应，从而使烟气中的酸性气体达到去除作用。为加强反应效果，湿法洗涤塔设两级，有效加强烟气中酸性气体的去除力度，保障烟气排放标准。其主要技术参数为：1）进口烟气温度：150-170℃；2）烟气出口温度：70℃；3）脱酸效率：大于90%；4）

一级喷淋洗酸塔：φ3.2×13m，耐温FRP；5）二级碱液洗涤塔：φ3.2×16.5m，耐温FRP。

湿法洗涤后的烟气含有大量水汽，直接排放易在烟囱口形成白烟，影响整个园区环境面貌。为解决“白烟”现象的产生，往往在湿法洗涤之后再加一道烟气再热系统，从而使排放烟气温度升高到，解决“白烟”现象，同时也减少水汽对烟囱管道的腐蚀。

5结论

回转窑作为当今危险废物处置的主要方式之一，通过对危险废物进行高温焚烧、尾气处理、灰渣填埋操作，达到危险废物减量化、无害化的目的。

参考文献:

[1]中华人民共和国固体废物污染环境防治法；2016

[2]《国家危险废物名录》；2016

[3]中机十院国际工程有限公司.信丰工业固体废物处置中心可行性研究报告文件[R].2016

[4]北京国寰环境技术有限公司.信丰工业固体废物处置中心环境影响报告书文件[R].2016