2019-07-25
淺析回轉窯處理危險廢棄物技術
根據《國家危險廢物名錄》的定義，危險廢物為具有下列情形之一的固體廢物和液態廢物：具有腐蝕性、毒性、易燃性、反應性或者感染性等一種或者幾種危險特性的 ; 不排除具有危險特性，可能對環境或者人體健康造成有害影響，需要按照危險廢物進行管理的。廢棄物是現代社會發展必然會出現的問題，對于廢棄物的處理研究工作由來已久，關于如何進行廢棄物種類區別，如何完成不同類型廢棄物處理，優化廢棄物處理效率的相關研究工作一直沒有停止。
1 我國廢棄物整體情況
面對工業化生產和城市化發展每天產生的大量廢棄物，如果不能找到合適的辦法對其進行及時的處理，會浪費大量的放置空間，廢棄物自身也會引發嚴重的環境污染。解決得越慢，廢棄物造成的污染程度越深，對其污染進行治理的困難程度就越大。最終，為了進行污染物治理，城市需要花費大量的資源，造成資源浪費。
我國《國家危險廢物名錄》規定的危廢有49大類、600多種，涉及行業近百，重點行業20余項，種類繁雜，處理難度大。危廢分類主要有物理形態、化學組成、熱值、危險性及危廢來源等方式。危廢來源決定其性質即熱值和危害性，危廢的性質影響危廢的處理方式。按照危廢來源簡要對危廢進行分類，并對其污染類型及處理等特點進行梳理。危廢來源主要有生活商業、農業種植、工業生產、醫療科研及環保設施5個方面。
目前，農業種植以及冶煉、選礦、化工等用地，對土壤等環境造成了污染，但由于資金、技術等原因很少進行土壤修復。生活商業產生的危廢多以生活垃圾及廢水的形式轉嫁到環保設施中，轉移到水處理的污泥、垃圾焚燒飛灰甚至填埋場中。工業系統產生的固廢、污泥和電子垃圾存在綜合利用的空間，這些需要專業領域針對性進行有價元素的提取和相應產品的制造。垃圾焚燒飛灰含有大量二噁英、重金屬，工業危廢中含砷等劇毒元素的危廢往往難以綜合利用，須采用高溫焚燒玻璃化、水泥固化等方式處理。固化、穩定化處理后滿足有害元素浸出標準再進行儲存。
2 危險廢棄物處理流程和回轉窯焚燒爐簡介
2.1 危險廢棄物處理流程
焚燒法因為其在廢棄物處理過程中能夠大量處理廢棄產品而受到廣泛使用，在處理過程中能夠減少廢棄物數量，同時不會造成二次污染，被認為是目前掌握的最有效的一種危險廢棄物處理辦法。目前，我國所有的危險廢棄物處理中心采用的主要辦法也是通過焚燒法進行廢棄物處理，該技術在西方國家已經有了長時間的應用，達到了相當成熟的水平，每年西方國家通過焚燒法對廢棄物處理的比率在 60% 以上。近幾年，危險廢棄物無害化處理要求越來越高，焚燒法也會逐漸替代那些在處理過程中可能產生二次污染的處理辦法，焚燒法對廢棄物處理的比例還會增加。
目前，國內外最常使用的廢棄物焚燒爐一共分為四種類型，分別為爐排焚燒爐、爐床焚燒爐、流化床焚燒爐、回轉窯焚燒爐。與其他幾種焚燒爐相比，回轉窯焚燒爐能夠進行更加廣泛的廢物處理，適應性更強，能夠同時處理液態、固態、氣態的廢棄物，對于處理對象的寬容性也很高。正是基于以上兩種特點，目前回轉窯焚燒爐污染物處理領域占有 85%的份額，是目前污染物處理過程中采用的主要設備。
2.2 回轉窯焚燒爐介紹
回轉式焚燒窯爐體的主體采用的是耐火磚或水冷壁爐墻，一般為圓柱形滾筒。在工作時通過轉動爐體，保證內部的垃圾可以更加均勻地混合。為了保證燃燒效果，在內部燃燒室的設置上增加了二燃室。在對垃圾進行焚燒之前，首先將垃圾根據氣體、液體、固體的特點進行分類。利用多種傳熱形式，完成垃圾干燥、揮發分析出、垃圾著火直至燃盡的過程，并在二燃室內實現完全焚燒。回轉窯式焚燒爐對焚燒物變化適應性強，特別對于含較高水分的特種垃圾均能實行燃燒，解決了之前焚燒爐對于水分含量大的垃圾焚燒效果不佳的問題。
3 回轉窯焚燒的三種焚燒方法
3.1 回轉窯灰渣式焚燒
灰渣式焚燒爐， 回轉窯溫度控制在800～900℃，危險廢物通過氧化熔燒達到銷毀，回轉窯窯尾排出的主要是灰渣，冷卻后灰渣松散性較好，由于爐膛溫度不高，危險廢物對回轉窯耐火材料的高溫侵蝕性和氧化性不強。為此，耐火材料的使用壽命較長，內爐體“掛壁”現象也不嚴重。
3.2 回轉窯熔渣式焚燒
熔渣式回轉窯焚燒爐主要是處理一些單一的、毒性較強危險廢物，溫度一般在1500℃以上，目的是提高銷毀率。由于處理對象各不相同，成分復雜，一些危險廢物熔點在1300～1400℃，因此該類型焚燒爐溫度控制較難，對操作要求較高。由于熔渣式回轉窯焚燒爐爐膛溫度較高，輔助燃料耗量增大，帶來的最直接的后果是回轉窯耐火材料、保溫材料燃料消耗、機械損耗及操作難度均較高。
3.3 回轉窯熱解式焚燒
熱解式回轉窯焚燒窯內溫度控制在700 ～800℃，危險廢物在回轉窯內熱解氣化產生可燃氣體進入二燃室燃燒，可以大大降低耗油量。另外，由于溫度低，熱損失少，其煙氣量在三種處理工藝中最低，使得裝機容量降低，運行成本大大降低，但是其缺點是灰渣殘留量高，灰渣焚燒不徹底。目前，某些關鍵技術已有突破，此種焚燒方法代表了回轉窯焚燒危險廢棄物技術發展方向，尤其是對資源節約型社會來講，這一點尤為重要
4 回轉窯焚燒爐的處理流程
回轉窯焚燒爐是由一個稍傾斜的爐膛與一個二燃室組成。爐膛是一個內嵌耐火磚的空心鋼式圓筒。對爐膛進行加入的能源主要來自輔助燃料或者廢棄物燃燒。焚燒熱值低的廢棄物，需要有相應的輔助燃料進行助燃。焚燒熱值高的廢棄物，僅需要輔助燃料對廢棄物進行引燃即可。在設備運轉過程中，廢棄物由機械設備從爐膛的高端投入，在重力影響下自動進入爐膛，沿著爐膛緩慢下滑，在下滑過程中經歷干燥、燃燒、燃盡的三個階段。
燃燒之后的主要產物為氣體和灰渣，某些廢棄物質含有重金屬元素，在對其進行安全填埋之前，需要進行固化穩定處理。在二燃室中安裝一至多個燃燒器，這種氣體產物與二燃室內的過量空氣混合后在高溫下進行燃燒，除去氣體中所含有的有毒物質。熱值高的液態廢棄物既可以與固體廢棄物混合，也可以借助空氣霧化直接噴入二燃室進行焚燒。整個處理過程，最后產生的廢氣由二燃室排出并進入余熱鍋爐送煙氣凈化系統進行凈化
5 回轉窯焚燒系統處理危險廢棄物流程
首先需要對廢棄物進行預處理。預處理的作用是對固液廢物進行分類，絞碎大塊廢棄物。在這一過程中，固液廢棄物將會分離投放到不同的區域，大塊廢棄物在絞碎之后得到尺寸均勻的物料，以達到提高燃燒效率的目的。絞碎能夠顯著減少燃燒過程所產生的有毒氣體，如一氧化碳的含量。
在對廢棄物預處理結束后，將廢棄物處理成品放入傳送帶或螺旋給料機中，將固體廢物投入回轉窯。對于液體廢棄物，可以通過噴頭直接通過燃燒器傳送，也可以與固態廢棄物進行混合以提高給料的均勻性。其間要注意的是必須采取連續給料的方式，避免批量給料過程中產生的給料高峰引起處理過程不當，面對高熱值的液體廢棄物，可以采用直接投入二燃室的方法進行處理
當廢棄物進入回轉窯的一燃室后，大部分廢棄物會進行焚燒，這一過程實現脫毒并對固體廢棄物進行減容，將廢棄物中的有機成分和水分轉化為煙氣通往二燃室。在這一過程中，工作人員通過調節窯體的傾斜角度和傳送速度來控制固體廢棄物在窯內的具體停留時間，以及廢棄物產物與空氣的混合程度。
進入二燃室后，在一燃室內沒有完全燃盡的可燃氣體，可以繼續燃燒直至燃盡。完全燃燒后，脫除煙氣中的有毒氣體。
6 結語
隨著城市發展，每天產生的廢棄物數量居高不下，在這些廢棄物中，有很多可能對環境造成嚴重污染，如醫療廢棄物和重金屬生產產生的廢棄物。如果不能及時處理這些廢棄物，它們就會對周圍環境造成嚴重的影響，有的甚至會造成不可逆的影響。隨著相應經驗教訓的積累，回轉窯焚燒爐逐漸得到推廣和應用，它是目前最為成熟的危險廢棄物處理方式。
