危險(xiǎn)廢物集中焚燒處置設(shè)施設(shè)計(jì)技術(shù)要求研究
長期以來，由于我國對(duì)危險(xiǎn)廢物處置重視不夠，集中處置設(shè)施建設(shè)嚴(yán)重滯后，大部分危險(xiǎn)廢物處于低水平綜合利用、簡單貯存或直接排放狀態(tài)，F(xiàn)有處置設(shè)施技術(shù)落后，集中處置率低，且二次污染嚴(yán)重，與保障環(huán)境安全和人民健康的要求存在較大差距，形勢(shì)十分嚴(yán)峻。為進(jìn)一步解決危險(xiǎn)廢物所帶來的環(huán)境問題，根據(jù)國務(wù)院頒布的《全國危險(xiǎn)廢物和醫(yī)療廢物處置設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》，未來幾年，我國將規(guī)劃建設(shè)功能齊全的綜合性危險(xiǎn)廢物處置中心31個(gè)，新增危險(xiǎn)廢物處置能力282萬 t/d，醫(yī)療廢物集中處置設(shè)施300個(gè)，新增醫(yī)療廢物處置能力2080t/d，新、改、擴(kuò)建放射性廢物庫31個(gè)，新增庫容15300m3。因此，為世界所廣泛采用的集中焚燒處置方式也自然地成為我國危險(xiǎn)廢物處置設(shè)施建設(shè)的基本選擇。
本文結(jié)合國內(nèi)外危險(xiǎn)廢物焚燒處置技術(shù)現(xiàn)狀，針對(duì)我國危險(xiǎn)廢物焚燒處置設(shè)施建設(shè)缺乏統(tǒng)一的技術(shù)要求和技術(shù)規(guī)范的實(shí)際情況，以堅(jiān)持高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，確保處置設(shè)施穩(wěn)定、安全、高效運(yùn)行為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)危險(xiǎn)廢物焚燒處置設(shè)施各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了切實(shí)可行的技術(shù)要求。
1 預(yù)處理及進(jìn)料系統(tǒng)設(shè)計(jì)
為確保整個(gè)焚燒系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，危險(xiǎn)廢物入爐前需依照其成分、熱值等參數(shù)進(jìn)行搭配，必要時(shí)可對(duì)一些含水率高的廢物（如污泥、廢液）進(jìn)行脫水處理。因此在設(shè)計(jì)危險(xiǎn)廢物混合或加工系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)充分考慮焚燒廢物的性質(zhì)、破碎方式、液體廢物的混合及供料的抽吸和管道系統(tǒng)的布置，確保預(yù)處理過程穩(wěn)定可靠。
在危險(xiǎn)廢物輸送及進(jìn)料裝置設(shè)計(jì)時(shí)，為確保進(jìn)料通道暢通，應(yīng)分別設(shè)計(jì)適合固體、液體和半固體三種形態(tài)的危險(xiǎn)廢物輸送、進(jìn)料裝置，并采用自動(dòng)進(jìn)料裝置；為保證爐內(nèi)焚燒工況的穩(wěn)定，進(jìn)料口應(yīng)配制保持氣密性的裝置；為防止有害氣體逸出，進(jìn)料系統(tǒng)應(yīng)處于負(fù)壓狀態(tài)。
2 焚燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)
焚燒系統(tǒng)是危險(xiǎn)廢物焚燒處置過程的中心環(huán)節(jié)，根據(jù)國內(nèi)外焚燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)和具體應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，其核心設(shè)備-焚燒爐的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)危險(xiǎn)廢物種類和特征選用不同爐型。從目前國際上常用的焚燒爐情況來看，按照設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可分為固定床式、回轉(zhuǎn)窯式和機(jī)械爐排式，按照燃燒方式可分為熱解和有氧燃燒兩種，但不論采用那種方式，在焚燒爐的設(shè)計(jì)過程中都應(yīng)綜合考慮以下問題：
（1）焚燒爐所采用耐火材料的技術(shù)性能應(yīng)滿足焚燒爐燃燒氣氛的要求，質(zhì)量應(yīng)滿足所選擇耐火材料相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，能承受焚燒爐工作狀態(tài)的交變熱應(yīng)力。
（2）焚燒爐必須具備完整的系統(tǒng)配置，以確保焚燒過程的安全性和穩(wěn)定性。尤其是煙氣凈化裝置應(yīng)包括酸性氣體去除裝置、除塵裝置、二惡英控制裝置及防腐蝕裝置。
（3）燃燒空氣設(shè)施的能力應(yīng)能滿足爐內(nèi)燃燒物完全燃燒的配風(fēng)要求，可采用空氣加熱裝置，風(fēng)量調(diào)節(jié)宜采用連續(xù)方式。
（4）焚燒爐應(yīng)設(shè)置防爆設(shè)施；燃燒室后應(yīng)設(shè)置緊急排放煙囪，并設(shè)置聯(lián)動(dòng)裝置使其只能在事故或緊急狀態(tài)時(shí)才可啟動(dòng)。
（5）啟動(dòng)點(diǎn)火及輔助燃燒設(shè)施的能力應(yīng)能滿足點(diǎn)火啟動(dòng)和停爐要求，并能在危險(xiǎn)廢物熱值較低時(shí)助燃。輔助燃料燃燒器宜采用固定方式，燃燒器應(yīng)有良好的燃料分配質(zhì)量和合理配風(fēng)的性能。
（6）從燃燒控制角度，燃燒過程應(yīng)是可控制的，以防止燃燒不足致使溫度不夠或燃燒過度造成爐體燒塌。正常運(yùn)行條件下，焚燒爐內(nèi)應(yīng)處于負(fù)壓燃燒狀態(tài)。必須配備自動(dòng)控制和監(jiān)測系統(tǒng)，在線顯示運(yùn)動(dòng)工況和尾氣排放參數(shù)，并能夠自動(dòng)反饋，對(duì)進(jìn)料速率等工藝參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。
3 余熱利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)
對(duì)一個(gè)特定的危險(xiǎn)廢物焚燒處置設(shè)施，在其設(shè)計(jì)過程中應(yīng)考慮對(duì)其產(chǎn)生的熱能以適當(dāng)?shù)男问郊右杂行Ю。危險(xiǎn)廢物熱能利用方式可根據(jù)焚燒廠的規(guī)模、危險(xiǎn)廢物焚燒特點(diǎn)、用熱條件及經(jīng)濟(jì)性綜合比較確定。但其設(shè)計(jì)過程應(yīng)確保熱能利用避開200℃~600℃溫度區(qū)間以及熱能利用過程中煙氣對(duì)鍋爐的高溫和低溫腐蝕問題。
4 煙氣凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
煙氣凈化系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)可根據(jù)不同的廢物類型、組份含量選擇采用半干法煙氣凈化和濕法煙氣凈化方式。
半干法凈化工藝包括半干式洗氣塔、活性炭噴射、布袋除塵器等處理單元。采用該工藝時(shí)反應(yīng)器內(nèi)的煙氣停留時(shí)間應(yīng)滿足煙氣與中和劑充分反應(yīng)的要求；反應(yīng)器出口的煙氣溫度應(yīng)在130℃以上，保證在后續(xù)管路和設(shè)備中的煙氣不結(jié)露。
濕法凈化工藝包括驟冷洗滌吸收塔（填料塔、篩板塔）等單元，一般來說，當(dāng)廢物含氟較高或含氯量大于5％必須采用該種凈化方式，并必須配備廢水處理設(shè)施去除重金屬和有機(jī)物等有害物質(zhì)。為了防止風(fēng)機(jī)帶水，應(yīng)采取降低煙氣水含量的措施后，再從煙囪排放。應(yīng)配置可靠的防腐蝕、防磨損和防止飛灰阻塞的措施。
煙氣凈化系統(tǒng)的除塵設(shè)備應(yīng)優(yōu)先選用袋式除塵器，不能使用靜電除塵和機(jī)械除塵裝置。如果選擇濕式除塵裝置，必須配備完整的廢水處理設(shè)施。焚燒過程產(chǎn)生的二惡英是重要的危險(xiǎn)廢物，危害極大，必須采取有效措施加以控制，二惡英控制措施可以通過：
（1）危險(xiǎn)廢物應(yīng)完全焚燒，并嚴(yán)格控制燃燒室煙氣的溫度、停留時(shí)間與流動(dòng)工況。
（2）焚燒廢物產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈶?yīng)采取急冷處理，使煙氣溫度在1s內(nèi)降到200℃以下，減少煙氣在200℃~600℃溫度區(qū)的滯留時(shí)間。
（3）在中和反應(yīng)器和袋式除塵器之間可噴入活性炭或多孔性吸附劑，也可在布袋除塵器后設(shè)置活性炭或多孔性吸附劑吸收塔（床）。
活性炭或多孔性吸附劑及相關(guān)設(shè)備應(yīng)具備兼顧去除重金屬功能的設(shè)備。對(duì)于含氮量較高的危險(xiǎn)廢物必須考慮氮氧化物的去除措施，應(yīng)優(yōu)先考慮通過危險(xiǎn)廢物焚燒過程的燃燒控制，抑制氮氧化物有害氣體成分的產(chǎn)生；危險(xiǎn)廢物焚燒煙氣中氮氧化物的凈化方法宜采用選擇性非催化還原法。
煙氣凈化系統(tǒng)采用半干法方式時(shí)，飛灰處理系統(tǒng)應(yīng)采取機(jī)械除灰或氣力除灰方式，氣力除灰系統(tǒng)應(yīng)采取防止空氣進(jìn)入與防止灰分結(jié)塊的措施；采用濕法煙氣凈化方式時(shí)，應(yīng)采取有效的脫水措施。飛灰收集應(yīng)采用避免飛灰散落的密封容器，收集飛灰用的貯灰罐容量宜按飛灰額定產(chǎn)生量確定；貯灰罐應(yīng)設(shè)有料位指示、除塵、防止灰分板結(jié)的設(shè)施，并宜在排灰口附近設(shè)置增濕設(shè)施。
5 殘?jiān)幚硐到y(tǒng)設(shè)計(jì)
殘?jiān)幚硐到y(tǒng)應(yīng)包括爐渣處理系統(tǒng)、飛灰處理系統(tǒng)。爐渣處理系統(tǒng)應(yīng)包括除渣冷卻、輸送、貯存、碎渣等設(shè)施。飛灰處理系統(tǒng)應(yīng)包括飛灰收集、輸送、貯存等設(shè)施。殘?jiān)幚砑夹g(shù)選擇與規(guī)模確定應(yīng)根據(jù)爐渣與飛灰的產(chǎn)生量、特性及當(dāng)?shù)刈匀粭l件、運(yùn)輸條件等經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。殘?jiān)幚硐到y(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)有穩(wěn)定可靠的機(jī)械性能和易維護(hù)的特點(diǎn)。
爐渣處理裝置的選擇應(yīng)是與焚燒爐銜接的除渣機(jī)，應(yīng)有機(jī)械性能和保證爐內(nèi)密封的措施；爐渣輸送設(shè)備應(yīng)有足夠?qū)挾。殘(jiān)惋w灰處理系統(tǒng)各裝置應(yīng)保持密閉狀態(tài)。危險(xiǎn)廢物焚燒過程發(fā)生的爐渣與飛灰須經(jīng)過穩(wěn)定化處理后再進(jìn)行安全填埋。
6 自動(dòng)化控制及在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
焚燒設(shè)施的自動(dòng)化控制必須適用、可靠，應(yīng)根據(jù)危險(xiǎn)廢物焚燒設(shè)施特點(diǎn)設(shè)計(jì)，并應(yīng)滿足設(shè)施安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和防止二次污染要求。
自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)采用控制技術(shù)成熟、可靠性高、性能價(jià)格比適宜的設(shè)備和元件，保證能在中央控制室通過分散控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)危險(xiǎn)廢物處置設(shè)施各系統(tǒng)集中監(jiān)視和分散控制。對(duì)貯存庫房、物料傳輸過程以及焚燒線的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)設(shè)置現(xiàn)場工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)。應(yīng)設(shè)置獨(dú)立于分散控制系統(tǒng)的緊急停車系統(tǒng)。對(duì)重要參數(shù)的報(bào)警和顯示，可設(shè)光字牌報(bào)警器和數(shù)字顯示儀。
危險(xiǎn)廢物焚燒設(shè)施的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)包括主體設(shè)備和工藝系統(tǒng)在各種工況下安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的參數(shù)；儀表和控制用電源、氣源、液動(dòng)源及其他必要條件的供給狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)；電動(dòng)、氣動(dòng)和液動(dòng)閥門的啟閉狀態(tài)及調(diào)節(jié)閥的開度；輔機(jī)運(yùn)行狀態(tài)以及必需的環(huán)境參數(shù)。以上全部測量數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理結(jié)果和設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)能在監(jiān)控系統(tǒng)的顯示器上得到顯示。并應(yīng)對(duì)焚燒煙氣中的煙塵、硫氧化物、氮氧化物、氧或一氧化碳、二氧化碳污染物實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測。另外，還應(yīng)設(shè)計(jì)科學(xué)的熱工報(bào)警系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)應(yīng)包括工藝系統(tǒng)主要工況參數(shù)偏離正常運(yùn)行范圍以及電源、氣源、熱工監(jiān)控系統(tǒng)主要輔機(jī)設(shè)備發(fā)生故障等報(bào)警內(nèi)容，全部報(bào)警項(xiàng)目應(yīng)能在顯示器上顯示并打印輸出。
7 結(jié)論
危險(xiǎn)廢物焚燒處置設(shè)施的設(shè)計(jì)是解決危險(xiǎn)廢物環(huán)境問題的關(guān)鍵。因此，在處置設(shè)施設(shè)計(jì)過程中最大限度的實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)廢物減量化、無害化和資源化；最大限度的較少二次污染，保證環(huán)境安全；最大限度的滿足危險(xiǎn)廢物處置服務(wù)區(qū)域要求，實(shí)現(xiàn)應(yīng)有的環(huán)境效益和社會(huì)效益應(yīng)該成為實(shí)現(xiàn)廢物焚燒處置設(shè)施設(shè)計(jì)的基本指導(dǎo)思想和工作目標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，有關(guān)設(shè)計(jì)單位應(yīng)科學(xué)合理設(shè)計(jì)危險(xiǎn)廢物焚燒處置系統(tǒng)所涉及的預(yù)處理及進(jìn)料系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)、熱能利用及煙氣凈化系統(tǒng)、殘?jiān)幚硐到y(tǒng)、自動(dòng)控制和在線監(jiān)測系統(tǒng)及其他
輔助裝置，實(shí)現(xiàn)最佳的設(shè)計(jì)組合，確保建成后最佳的運(yùn)行狀態(tài)。
參考文獻(xiàn)：
1.危險(xiǎn)廢物污染防治技術(shù)政策，2001.
2.危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)（GB18484-2001）.
3.危險(xiǎn)廢物貯存污染控制標(biāo)準(zhǔn)（GB18597-2001）.
4.危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)（GB5085.1-3-1996）.
5.國家危險(xiǎn)廢物和醫(yī)療廢物處置設(shè)施建設(shè)規(guī)劃，2004.
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