化工园区危险废物回转窑焚烧系统概述

2废物预处理系统

1废物预处理

危险废物由专用运输车辆运至厂区暂存库，并进行化验和分类。将需要进行破碎预处理的危险废物用叉车转运至预处理车间的进料准备区，通过水平传送带和提升机将其送入废物破碎间的进料口。桶装废弃物通过托盘送入被氮气填充的破碎间，当破碎间内氧气含量较低时(<7%)，桶装废弃物通过落料槽落到粉碎塔的刀片上，托盘通过回收系统返回进料准备区，循环使用。破碎后的废物经螺旋输送机送入料坑中存储。

卸料站和罐区可供废液和柴油的卸料和暂存使用，并根据进料的废液性质设置卸料和存储分区。

2废物进料系统

废物进料系统主要包括固体和半固体废物进料装置及废液进料系统。

(1)固体和半固体废物进料装置破碎后的废物存储在料坑中，由抓斗送至回转窑。进料形式有推杆进料、溜槽进料和螺旋输送进料。工程实践证明，溜槽进料可以防止回火、堵塞，且能够防止废物在进料装置中产生粘结、结焦。

(2)废液进料系统 主要由废液过滤系统、废液输送系统、废液雾化喷入系统及有关的控制、维护等辅助设备组成。在废液送入喷嘴前必须经过预处理，去除废液中的固体杂质，以便于泵的输送和喷嘴的雾化。

由于危险废物处置接受的废液来源较为广泛，种类极为复杂，多为废矿物油、有机溶剂和乳化液类。该类废液大多含有颗粒物质，因此必须对废液进行过滤，除去杂质，使其所含固体粒径降低至合适水平以下。有些液体废物黏度较高，还需在罐区设置伴热保温措施，以保证废液不在输送系统中堵塞。

在设备调试过程中确定伴热温度，如果伴热温度过高，废液中某些沸点低的组分就会挥发出来，形成气液两相流，对下游的焚烧设备及输送系统产生危害。

3燃烧系统

废物的焚烧处理只有在特定的工况下才能保证完全燃烧，即足够高的温度、足够长的停留时间、良好的湍流接触，以及过量的氧气含量。该过程在回转窑燃烧系统中一般是分成两步完成。首先，废物进入窑内进行干燥、气化及燃烧，这一过程中温度较低，废物中的有机成分可以充分挥发;然后，带有大量有机成分的烟气进入下游二燃室进行充分燃烧，燃尽后的灰渣落入二燃室下方的除渣机中。上述工艺为常用的废物燃烧处理工艺。

1回转窑

各类废物均须通过预处理和合适的配伍才能送至回转窑，因此良好的预处理和配伍掺混对废物在窑内稳定安全的焚烧是十分重要的。固体废物由抓斗起重机送入输送机中，并通过输送机定量送入窑前溜槽中滚入窑内。

废物依靠窑筒体的斜度和窑的转动在窑内搅拌混合。物料在燃烧的过程中与助燃空气充分接触，完成干燥、燃烧和燃尽的全过程，最后将燃尽的灰渣排出。废弃物中的不可燃烧部分(灰渣)将逐渐移向转窑末端的出渣口，灰渣滞留时间为60～150min。

回转窑的运行温度范围为800～1050℃，建议运行温度为950℃，以防止灰分熔融结渣。若废物中的碱金属含量较高，应适当降低运行温度，以延长窑内耐火材料的使用寿命。

当发生回转窑内温度过高、燃烧器意外熄火、炉膛压力过高或进料装置消防紧急动作等情况时，都将导致废物进料的中止。如果回转窑内没有足够的氧气，则不允许废物进料，这样可以确保有机物的充分燃烧。同样，如果炉内温度低于预设限度时，也将导致进料装置停止进料。

2二燃室

为保证回转窑出来的烟气中未燃尽的有机成分能够在二燃室中充分燃烧，在进行二燃室的工艺设计和选型时，应满足以下要求：烟气温度可以达到1100℃以上，烟气停留时间在2s以上;顶部设置紧急排放烟囱，在发生紧急停炉情况时，可以开启烟囱，将烟气排入大气，以保证下游设备的安全，且在每次排烟后，能够自动恢复原来位置。经回转窑及二燃室焚烧后的灰渣热灼减率应小于5%，燃烧效率应大于99.9%。

4余热锅炉系统

二燃室出口处的烟气温度为1100℃以上，为了满足后续阶段中烟气处理对温度的要求，减少二噁英的再合成，提高重金属在灰尘颗粒上的凝结度，采用膜式壁锅炉降温法。从二燃室出来的1100℃烟气进入余热锅炉内，通过与锅炉水充分换热，降温至550℃。

利用烟气热量产生过热蒸汽，供内部及厂区外使用。该蒸汽锅炉既可以降低尾气温度，又能充分利用焚烧产生的热能。锅炉采用闭式循环，由软化装置、除氧水装置、给水泵等设备提供符合锅炉要求的除氧软化水。

余热锅炉产生的蒸汽可并入园区蒸汽管网，按照平均每吨蒸汽200元的价格，一台蒸发量为8t/h的锅炉，约3个月即可收回建设成本。

由于焚烧产生的烟气中含有腐蚀性气体(如HCl和HF)，因此在设计锅炉时必须考虑长期运行时的耐腐蚀性，并在锅炉材料的选择，以及烟气温度和蒸汽温度的控制方面做特殊的处理。另外，由于烟气中含有灰分，而这些灰分在高温状态下呈熔融状态且具有很大的黏性，因此应通过辐射将烟气温度降至灰分的熔点以下，从而避免受热面因灰分粘结而受到腐蚀，以及锅炉效率下降的不利情况。

炉内脱硝采取选择性非催化还原技术。该技术是将尿素等还原剂喷入余热锅炉内与NOx进行反应，脱除烟气中的氮氧化物。还原剂喷入炉膛温度为900～1050℃的区域，迅速热分解成NH3，与烟气中的NOx反应，生成N2和H2O。烟气中的氧气却极少与还原剂发生反应，从而达到了对氮氧化物选择性还原的效果。

5烟气处理系统

从余热锅炉出来的550℃高温烟气在急冷塔中降至200℃以下。冷却介质采用下游洗涤塔中排放的废水和市政给水。冷却水通过雾化喷枪后，雾化成细小的颗粒，与高温烟气充分接触换热，并在短时间内蒸发，迅速带走热量，使烟气温度急速下降。

在烟道中喷入消石灰、活性炭等还原剂，捕集降温后烟气中的酸性物质，并通过布袋除尘器达到除尘脱酸的目的。经过除尘后的烟气进入下游碱性洗涤塔，使用碱性还原剂将烟气中未脱除的酸性气体脱至达标。

经湿法处理后的烟气中含水率较高，若直接排入空气，当烟气接触到空气时，温度迅速下降，变为过饱和烟气，产生烟雾，将破坏周边地区的景观，视觉效果较差。为解决上述问题，可以在下游引风机后设置烟气加热器，将烟气加热至120℃后，送至烟囱进行排放。

6结论

(1)回转窑+二燃室焚烧工艺能够有效处理集中式化工园区的各类指定危险废物。根据现有的工程检测结果，焚烧后的灰渣热灼减率和燃烧效率较高。

(2)焚烧后的高温烟气通过余热锅炉回收热量，产生了一定的经济价值，对锅炉烟气和蒸汽温度的合理控制可延长锅炉寿命。

(3)根据现有的工程检测结果，通过选择性非催化还原+烟气急冷+布袋除尘+干法脱酸+湿法脱酸烟气的处理流程，可使得烟尘含量小于30mg/m，二氧化硫含量小于200mg/m，氮氧化物含量小于400mg/m3，二噁英排放浓度小于0.1ngTEQ/m3，能够满足GB18484—2001《危险废物焚烧污染控制标准》的要求。

延伸阅读：

危险废物回转窑耐火材料的选用及维护技术

危险废物集中焚烧处置工程建设技术规范HJ/T176 2005

危险废物焚烧处置系统余热回收梯级利用技术

危险废物焚烧中烟气净化装置的防腐蚀研究