（光大环保危废处置（淄博）有限公司 山东 255400）

1.危废处置中心焚烧工艺研究概述

（1）危险废物概述。危险废物即为有害废物，这一词汇在20世纪70年代初期得到了社会的认可。通常情况下危险废物的危害都具有一定的潜伏性，同时其造成的伤害也都是具有不可恢复性的。除放射性物质外能够对人类生存环境产生危害的废物都能够被称为有害废物，无论其组成类型是否单一或其出现在生产或运输的过程当中都能够被称为危险废物。目前危险废物的来源主要有生活来源、工业来源及农业来源，因其造成的伤害大多不可逆，因此对其进行处置应当遵循对应的处置条例[1]。

（2）危险废物处置技术概述。目前对于危险废物进行处置处理方式有很多，首先可以通过物理处理的方式来进行压实、粉碎、脱水等类型的处理。其次其处理方式还包含化学处理，化学处理简而言之就是通过化学方式来对其中有害成分的含量进行降低，逐步实现无害化处理。第三危险废物的处理能够使用生物处理的方式完成，这也是目前较为流行的处理方式之一，通过细菌能够完成有机物的处理，从而将其危害降低。最后处理方式包含固化处理，使用固化基材料对废物进行包裹，这样既能降低其对环境的影响，又可以方便运输流程。本文的研究以焚烧处理为基础展开，其属于物理处理的一种[2]。

2.焚烧处理工艺设计

（1）回转窑结构设计。对其焚烧工艺进行研究的过程当中需要完成不同结构设计上的研究，首先回转窑在窑衬耐火层的选择上需要选用适合的耐火砖，其耐火砖的热导率应当满足较低的条件，这样其不仅能够耐火更能达到隔热的效果。在滚圈的选择上应当选择举行滚圈，举行滚钱的截面是简单的实心矩形，没有较多的缺陷，能够固定在筒体之上。最后垫板方面其存在的意义即为降低筒体与滚圈之间的摩擦系数，通过这样的方式完成荷载传递。因此其应当尽可能的追求最大的散热面积，同时需要注意的则是筒体之间与垫板的磨损程度呈正比例关系，随着回转窑速度的上升其磨损速度也会上升。

（2）回转窑热损失验证。在回转窑中产生的热力过程来源时天然气燃烧过程当中出现的热量其能够使危险废物在很短的时间中得到极大的温度提升，从而实现热解及干燥。而回转窑当中的热量来源是燃料燃烧，因此其传热的具体过程是高温烟气的热量由对流及辐射作用作用在窑壁内，同时危险肥料与窑壁之间相互传热，此后耐火层、耐热层、钢板之间进行热量传递至窑外表面部分，因此其热损失共有排烟热损失、灰渣物理热损失及未完全燃烧热损失，其中占比最大的则是未完全燃烧热损失。

（3）炉排炉部分结构设计。炉排炉在工作的过程当中所起到的作用就是对危险废物进行堆积，同时使其能够得到有效的燃烧。其最为重要的组成部分是炉排，炉排的构成材料通常为铸铁，且炉排之间有恰当的距离保证在燃烧的过程当中能够有充足的空气进入。其次在炉排炉中还需要供风系统对其进行助燃，通常情况下其分为三个部分分别是炉内部分、回转窑部分及二燃室部分。而对炉排炉的支撑结构进行固定的位置通常选用的材料是角钢，角钢又称为角铁，其是一种两边相互垂直的长条形钢材材料，能够根据不同的结构进行改变。

（4）炉排炉热损失验证。在炉排炉中的主要的热源来源即为在回转窑中没有完全燃烧的危险废物，为此在炉排炉中的内部传热主要是由废物产生的热量及高温烟气进入带来的热量所构成，其整体的传热经过分析能够总结为危险废物与炉排炉避免之间的传热及炉排炉内部通过防火层、隔热层向外进行的传热。由此可知在炉排炉当中出现的热损失由工业废物没有完全燃烧而出现的热损失，同时还有机械部件进行水冷时出现的热损失及回转窑与二燃室之间密封不严所造成的热损失，由此也能够证明上文提及的回转窑热损失构成合理，且炉排炉热损失无法完全避免。

（5）二燃室部分结构设计。在整体的焚烧系统当中位于二燃室之前设备为炉排炉，而将炉排炉与二燃室二者进行连接的部分则是由一个长方形的面所完成，二燃室在整体的造型方面是一个球面，因此其在隔热结构方面应当是由耐火砖、隔热层及钢板三个内容进行构成的，但是这样做在实际施工的过程中较为困难，因此通常选用相同材质的耐火混凝土完成建筑。由二燃室向外排出的热气温度很高，因此如其后续的处理不当可能会产生二噁英等有毒有害物质，因此在二燃室的烟气排出结口方面通常选择弯头结构。

（6）二燃室热损失验证。二燃室内部的主要热量来源是炉排炉当中的炉气进入二燃室当中所产生的，因此当炉气温度不足时就需要启动备用烧嘴，而当燃料燃烧到一定量时，其产生的热量也能够作为热量来源之一。二燃室当中的热损失首先同样来自于烟气带走的大量热量，其次避免出现散热及进料时天然气没有完全燃烧所产生的热损失。

3.废气处理设施

（1）废气成分及处理工艺。在对危险废物焚烧产生的主要废气进行分析后能够发现其具体的成分分别包含颗粒物、氯化氢、氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳等，而我国对其有着明确的控制标准，详情见下表1。

表1 烟气处理系统进出口烟气参数表

而其具体的烟气净化流程需要通过余热锅炉至湿法去酸装置来完成处理，此后经过处理废气的烟囱向外进行排放。此过程需要由人工操作与自动操作相结合来完成，以自动操作为主，人工操作为辅，为了对其整体流程及信息采集过程进行概括下文将以图片的形式对其进行展示，详情见图1。

图1 废气流程处理示意图

（2）烟气净化系统工艺。由上文图中内容可知废气处理过程当中需要经过余热锅炉等设备的处理，废气自余热锅炉中出来其温度能够达到1100℃-1200℃，通过使用余热系统能够将其中的余热完成回收再利用，在经过回收利用后其温度能够降低至600℃左右，此后进入急冷塔装置对其进行处理在设备当中的温度能够进一步降温，为了是其品味能够满足不同的需求，其通常将参数设置为1.0MPa。

4.环境因素分析

(1)回转筒长径对燃烧过程的影响

首先环境因素方面的影响来自于回转筒的长径，回转窑的长径是窑内气体运动情况及燃料燃烧时的重要参数之一，其如出现长径过长可能导致窑尾的温度出现过低的情况，导致无法正常进行预热，同时在窑内的热量会直接辐射在窑体的表面，从而出现由于温度较高而导致的结圈现象。当长径较大时能够说明其整体体积较大，因此运输难度也会随之上升，而长径比较低时则会导致燃料无法充分燃烧，其会由于不完全燃烧二次产生有毒有害物质。

(2)过剩空气对燃烧过程的影响

在窑内的另一项燃料指标即为过剩空气系数，当过剩空气系数过大时，其实际进入的空气要远大于理论上的空气需求量，从而可能进一步影响到火焰的温度及烟气的量，从而回转窑在热效率方面也会受到影响。通常情况下此举会导致氮氧化物的产量快速上升，在出现大量烟气外排时其热损失也会上升。从而大量的回转窑窑壁部分会出现氧化的情况。但是当出现空气系数较小时，其可能会导致燃料燃烧不充分，从而降低工作效率。

(3)烧嘴安装角度对燃烧过程影响

回转窑烧嘴安装角度对燃烧过程的影响首先体现在其会对气体的运动方向及实际的燃烧情况产生影响。在回转窑的入口处会有两个烧嘴，因此在安装角度上要对其对称性进行考量，如两个烧嘴的安装位置不对称则可能造成火焰不对称的情况，进而影响炉内燃烧的均衡性，同时烧嘴的位置也要与入料口保持距离，否则可能会出现局部温度过高的情况对回转窑筒体产生巨大的影响。

5.结语

我国工业水平不断发展的过程当中，危险废物的产出量也在逐年上涨，希望通过本文的研究能为其焚烧处理工艺的发展提供一定的理论依据，同时在本文的写作过程当中使用了流体力学、热学及燃料学方面的知识来对其完成了焚烧工艺的简化设计。但是本文的研究也仅仅是局限在了模拟的层面上，危险废物焚烧工艺的发展还需要更多的实际数据作为支撑来促进发展，这也是需要所有相关从业人员共同努力才能够完成的事业。