固體廢物焚燒處理技術(shù)論文(2)
固體廢物焚燒處理技術(shù)論文
副標(biāo)題#固體廢物焚燒處理技術(shù)論文篇二
焚燒技術(shù)在危險廢物處置中的應(yīng)用
摘要：焚燒技術(shù)是目前應(yīng)用相對較廣的垃圾處理技術(shù)，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(jìn)行焚燒處置時，將危險廢物放入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行熱解干餾和缺氧處理，然后將生成的廢渣以及可燃?xì)怏w分別在爐排和二燃室內(nèi)進(jìn)行持續(xù)、高溫燃燒，使有機(jī)物得到充分燃燒。本文在分析危險廢物成分的基礎(chǔ)上，將焚燒技術(shù)的機(jī)理和設(shè)計工藝進(jìn)行分析，從而提高有機(jī)物焚燒去除率、殘渣的燃燒率和熱灼減率。
關(guān)鍵詞：焚燒技術(shù);危險廢物;焚燒處置
近些年來，因危險廢物處理不當(dāng)導(dǎo)致的安全事故頻出，因此對這類危險廢物進(jìn)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(shù)中，最有效、最快捷的技術(shù)是焚燒技術(shù)。應(yīng)用這種技術(shù)進(jìn)行危險廢物處理，不僅能夠有效破壞燃燒物質(zhì)中的有機(jī)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(shù)應(yīng)用于危險廢物燃燒處置的機(jī)理分析
從燃燒的角度講，當(dāng)危險廢物中含有碳、氫、氧三種成分時，就可對危險廢物進(jìn)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(xué)當(dāng)量進(jìn)行反應(yīng)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(jìn)行焚燒時要更加復(fù)雜些。首先對危險廢物中的水以及溶劑進(jìn)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(jìn)行廢物熱解、干餾，通過熱解、燃燒，干餾出的一氧化碳以及碳?xì)浠衔镌谟龅匠渥愕目諝夂缶蜁邷厝紵纬筛邷責(zé)煔?。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(shù)對危險廢物進(jìn)行焚燒處置的機(jī)理。
在這個過程中，高溫焚燒能夠?qū)⒂卸居泻ξ镔|(zhì)進(jìn)行裂解，廢渣的充分燃燒能夠?qū)⒖扇嘉餆?，而且燃燒之后高溫?zé)煔猱a(chǎn)生的主要是水蒸氣、二氧化碳、氮?dú)?、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(shù)應(yīng)用于危險廢物燃燒處置的工藝設(shè)計分析
眾所周知，垃圾焚燒技術(shù)主要包括三大類，一類是層狀燃燒技術(shù)，一類是流化床燃燒技術(shù)，還有一類是旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù)也即回轉(zhuǎn)窯式燃燒技術(shù)，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(shù)并不能確保有機(jī)物焚燒去除率以及殘渣的燃燒率、熱灼減率等達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，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(jìn)行危險廢物的焚燒處理可以有效彌補(bǔ)僅用回轉(zhuǎn)窯時的不足。這種焚燒爐在保留了回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行穩(wěn)定可靠以及適應(yīng)能力強(qiáng)的基礎(chǔ)上，分別借助爐排爐以及二燃室對廢渣和煙氣進(jìn)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(shè)計流程為：首先，危險廢物在回轉(zhuǎn)窯的頭部進(jìn)行氣化，在其中部進(jìn)行熱解燃燒，在其尾部進(jìn)行裂解，多次循環(huán)后使危險廢物以廢渣以及可燃?xì)怏w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?xì)怏w在二燃室內(nèi)進(jìn)行完全的燃燒，使原有的有機(jī)物快速分解為無機(jī)物。在進(jìn)行以上操作時，需要注意的幾點(diǎn)是，首先，應(yīng)該在回轉(zhuǎn)窯中加入少量的空氣，確保有機(jī)物的分解以及溫度的平衡，盡量避免回轉(zhuǎn)窯內(nèi)“結(jié)焦”，其次，為確保焚燒廢渣的充分，在爐排中加入適當(dāng)?shù)臓t排風(fēng);再次，在二燃室中進(jìn)行可燃?xì)怏w的處理時，應(yīng)該通入足量空氣，確?？扇?xì)怏w的充分燃燒，使原有的有機(jī)物全部轉(zhuǎn)化為無機(jī)物;最后，在對危險廢物進(jìn)行焚燒處理的整個過程中都應(yīng)該確保焚燒爐內(nèi)的氣壓處于微負(fù)壓狀態(tài)。在應(yīng)用焚燒技術(shù)對危險廢物進(jìn)行焚燒處理時還應(yīng)該進(jìn)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(yīng)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(shù)的關(guān)鍵參數(shù)。
三、焚燒技術(shù)在危險廢物焚燒處置中的應(yīng)用
在對危險廢物進(jìn)行焚燒處置時，首先應(yīng)該對危險廢物的熱力進(jìn)行相應(yīng)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(jìn)行分析：
如假設(shè)危險廢物的熱值為1500kcal/kg，焚燒技術(shù)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(shè)備進(jìn)行選型計算，現(xiàn)以文中所用設(shè)備為例進(jìn)行講解：一是進(jìn)行爐排的選型計算，假設(shè)其寬與長分別為1.2m和1.6m，推行桿的行程為80mm，運(yùn)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(jìn)行二燃室的選型計算，假設(shè)二燃室的熱負(fù)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(fù)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(yàn)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(fù)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(jié)語：
面對危險廢物的處理，目前焚燒技術(shù)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(jī)廢物，還能夠針對有毒有害物質(zhì)進(jìn)行處理。在進(jìn)行廢物處理時，可運(yùn)用焚燒爐，需要對危險廢物的元素成分進(jìn)行分析，還需要進(jìn)行焚燒工藝和技術(shù)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(jī)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(shù)的可行性。
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