摘要：危險(xiǎn)廢物簡(jiǎn)稱危廢，具有腐蝕性、毒性、易燃易爆性、反應(yīng)性、傳染性等特性。其特殊的危險(xiǎn)性會(huì)對(duì)人類、動(dòng)植物和環(huán)境造成重大的傷害，不同于一般廢物，危險(xiǎn)廢物必須對(duì)其特殊處理，即危險(xiǎn)廢物的無(wú)害化處理，尤其是以焚燒處置的技術(shù)已得到了廣泛應(yīng)用。近年來(lái)國(guó)內(nèi)對(duì)危險(xiǎn)廢物危害性的重視，其焚燒技術(shù)也越來(lái)越受到廣泛的關(guān)注與重視。本文從危險(xiǎn)廢物的焚燒技術(shù)指標(biāo)、焚燒控制參數(shù)、焚燒過(guò)程以及焚燒過(guò)程污染物的形成進(jìn)行描述，并對(duì)利用水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物進(jìn)行建議說(shuō)明。
關(guān)鍵詞：危險(xiǎn)廢物 焚燒 技術(shù)指標(biāo) 參數(shù)控制 水泥窯協(xié)同處置
1 概述
危險(xiǎn)廢物處置分為預(yù)處置和處置兩個(gè)環(huán)節(jié)，其中預(yù)處置是危險(xiǎn)廢物處置行為前的處理過(guò)程，包括物理法、化學(xué)法、固化穩(wěn)定化等；處置包括焚燒處置、非焚燒處置、安全填埋處置等。焚燒技術(shù)是將危廢置于焚燒爐中，在高溫和氧氣含量足夠的條件下充分氧化反應(yīng)，分解或降解危險(xiǎn)廢物的過(guò)程。經(jīng)焚燒后，焚燒技術(shù)是一種同時(shí)具有減量化、無(wú)害化和資源化的處理技術(shù)，在近年來(lái)的實(shí)際工程中，得到了廣泛的應(yīng)用。
2 危險(xiǎn)廢物焚燒技術(shù)指標(biāo)
危險(xiǎn)廢物進(jìn)行焚燒處置過(guò)程，常用到許多有關(guān)能量、質(zhì)量、效率以及其他熱力參數(shù)，為了統(tǒng)一概念和定義，分別對(duì)減量比、熱灼減率、燃燒效率、煙氣有害物質(zhì)排放濃度指標(biāo)等基本參數(shù)進(jìn)行介紹。
減量比，經(jīng)過(guò)焚燒處理之后，危險(xiǎn)廢物的殘?jiān)帮w灰質(zhì)量與初始投入焚燒爐的物質(zhì)總量的百分比；熱灼減率，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，該參數(shù)定義為殘?jiān)?00℃±25℃ 下，經(jīng)過(guò)3h 焚燒后減少的質(zhì)量占原焚燒殘?jiān)陌俜謹(jǐn)?shù)；燃燒效率，燃燒效率是指可燃危險(xiǎn)廢物在進(jìn)行焚燒過(guò)程中排放煙氣中CO的濃度與CO2之間對(duì)比關(guān)系的參數(shù)；煙氣有害物質(zhì)排放濃度指標(biāo)，危險(xiǎn)廢物在經(jīng)過(guò)焚燒處理后，大量煙氣排出焚燒室，其中主要成分為CO2、H2O 和NOx。雖然有害成分僅是其中的少部分成分，但是其危害性可能非常巨大，因此需要對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)、分析和控制，并在凈化系統(tǒng)中進(jìn)行凈化處理。
根據(jù)《危險(xiǎn)廢物焚燒污染標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，危廢物在焚燒過(guò)程中必須具備以下技術(shù)條件：①焚燒爐內(nèi)溫度應(yīng)不低于110℃；②煙氣在爐內(nèi)停留時(shí)間大于2s；③燃燒效率大于99.99%；④焚毀去除率大于99.99% ；⑤灰渣的熱灼減率小于5%； ⑥配備凈化系統(tǒng)； ⑦ 配備應(yīng)急和警報(bào)系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)或裝置。
3 危險(xiǎn)廢物焚燒控制參數(shù)
在危險(xiǎn)廢物焚燒過(guò)程中，影響的參數(shù)很多。在選用焚燒爐形式、設(shè)計(jì)焚燒爐及其操作管理過(guò)程中，需要進(jìn)行綜合分析和對(duì)比，選出主要的控制參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)或使用。在眾多參數(shù)中最重要的參數(shù)有4個(gè)，即焚燒過(guò)程的溫度、焚燒反應(yīng)的時(shí)間、氧化劑的配比和焚燒過(guò)程物料與氧化劑（空氣）的接觸方式。
焚燒溫度，是危險(xiǎn)廢物在焚燒室中進(jìn)行焚燒時(shí)，焚燒室中各部位溫度的平均值。在通常情況下，焚燒火焰的最高溫度可達(dá)到1500℃ 以上。對(duì)于危險(xiǎn)廢物，焚燒區(qū)域爐溫達(dá)到850~1150℃ ，焚燒時(shí)間達(dá)到2s以上時(shí)，如果給予充足的氧氣，則絕大多數(shù)的臭氣、有毒有機(jī)物以及其他有害物質(zhì)均可以被分解或除去(99.9% ) 。
接觸性能，同其他可燃物質(zhì)的燃燒過(guò)程一樣，在危險(xiǎn)廢物焚燒過(guò)程中，在空氣與焚燒處理的廢物材料有足夠時(shí)間的接觸時(shí)，才有可能進(jìn)行焚燒。接觸性能的提高和改善可以通過(guò)爐內(nèi)氣流分布、機(jī)械翻滾或擾動(dòng)、焚燒前預(yù)先破碎以及機(jī)械爐排送料翻料和推料等方式實(shí)現(xiàn)。對(duì)液體或氣體危險(xiǎn)廢物，可以采用機(jī)械預(yù)混、介質(zhì)霧化、乳化等方式與輔助燃料一起混合后進(jìn)行焚燒。
反應(yīng)時(shí)間，在危險(xiǎn)廢物進(jìn)行焚燒過(guò)程中，由于其中尺寸大小不一的廢物的燃盡時(shí)間不同，因此需要確定一個(gè)較為合理的確保全部廢物燃燒分解的時(shí)間參數(shù)。
燃燒反應(yīng)燃盡的時(shí)間與溫度、燃料顆粒程度、物理化學(xué)特性、爐排結(jié)構(gòu)、送風(fēng)方式及配比有關(guān)。對(duì)于具體的危險(xiǎn)廢物，應(yīng)該針對(duì)其特性進(jìn)行反應(yīng)時(shí)間的控制和管理。
空氣過(guò)剩系數(shù)，危險(xiǎn)廢物焚燒過(guò)程中，一般先進(jìn)行廢物焚燒，然后對(duì)煙氣進(jìn)行高溫焚燒處理，其目的是徹底分解危險(xiǎn)廢物中的有毒有害物質(zhì)，使排放的煙氣的污染指標(biāo)盡可能降低。由大量的實(shí)踐燃燒經(jīng)驗(yàn)得知，對(duì)廢氣焚燒，一般空氣過(guò)剩系數(shù)α為1.01~1.10；對(duì)廢液焚燒，空氣過(guò)剩系數(shù)為1.05~1.25，而對(duì)固體廢物及其混合物，空氣過(guò)剩系數(shù)為1.2~2.0。對(duì)某些難以焚燒的廢物，則其空氣過(guò)剩系數(shù)可以進(jìn)一步增大。
4 危險(xiǎn)廢物焚燒過(guò)程
危險(xiǎn)廢物的焚燒過(guò)程通常需要借助于自身可燃物質(zhì)或輔助燃料進(jìn)行，調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)目諝廨斎?，可以在適當(dāng)?shù)母邷胤秶鷥?nèi)和時(shí)間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)較高的焚毀率、較低的熱灼減率，最大限度地降解或分解其中有毒有害有機(jī)物和殺死病毒病菌，同時(shí)實(shí)現(xiàn)較低的污染排放指標(biāo)。
固體危險(xiǎn)廢物焚燒過(guò)程，其燃燒過(guò)程一般是指其中固體可燃成分的焚燒分解和高溫氣化處理全部組成的過(guò)程，由于通常含有水分、灰分和金屬及無(wú)機(jī)物類成分，故焚燒過(guò)程中需視其組成特性進(jìn)行烘干、著火及穩(wěn)定燃燒等技術(shù)控制。
液體危險(xiǎn)廢物焚燒過(guò)程，液體危險(xiǎn)廢物一般可以分為油性、水性或混合性物質(zhì)。按其特性，一般需在焚燒前進(jìn)行預(yù)熱和蒸發(fā)，隨后進(jìn)行焚燒，對(duì)大部分液體危險(xiǎn)廢物而言，需要加入可燃油料或燃?xì)膺M(jìn)行助燃焚燒。在焚燒過(guò)程中，燃燒的進(jìn)行與加熱特性、蒸發(fā)接觸面積、氣氛以及催化劑有關(guān)。
氣體危險(xiǎn)廢物焚燒過(guò)程，與固體和液體危險(xiǎn)廢物相比，氣體危險(xiǎn)廢物的焚燒處理要容易一些。但是氣體危險(xiǎn)廢物在焚燒過(guò)程中極易發(fā)生泄漏污染、中毒和爆炸，或者因?yàn)槿紵^(guò)程中的其他因素造成二次危害。常見(jiàn)的危險(xiǎn)氣體廢物的燃燒方式如下：① 摻混氣體燃料的預(yù)混燃燒焚燒法；②不摻混氣體燃料的焚燒法；③ 摻混合液體燃料的混合燃燒處理法。
5 焚燒過(guò)程中污染物
在危險(xiǎn)廢物焚燒過(guò)程，由于流動(dòng)、傳熱、化學(xué)反應(yīng)以及其他多方面的復(fù)雜因素的影響，焚燒結(jié)束后會(huì)有大量的污染物的煙氣產(chǎn)生， 其中包括灰塵、一氧化碳、氮氧化物、重金屬、酸性氣體以及有毒有機(jī)物，這些物質(zhì)的產(chǎn)生與焚燒過(guò)程有關(guān)。
灰渣，危廢經(jīng)過(guò)焚燒處理以后產(chǎn)生的固體物質(zhì)可以分為兩類：即隨煙氣流動(dòng)的灰塵和爐底排山的爐渣。
飛灰污染物，危廢經(jīng)過(guò)焚燒產(chǎn)生大量的煙氣，含有灰塵。焚燒過(guò)程結(jié)束后，危廢中的某些重金屬也會(huì)附著于灰塵顆粒上一起飛出，其尺度一般為0.5~1000μm，飛灰中還存在一些未燃盡的廢物顆粒和燃燒過(guò)程析出的碳粒子混雜在正常飛灰中隨煙氣流動(dòng)，其尺度0.1~100μm。
爐渣，是指在焚燒爐中焚燒結(jié)束以后，從爐底排州的固體殘余物質(zhì)或液體參與物質(zhì)。包括金屬及其氧化物、無(wú)機(jī)鹽、殘余可燃物、玻璃等物質(zhì)，其中重金屬（以元素存在）是爐渣中最危險(xiǎn)的成分。
6 水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物
通過(guò)對(duì)危險(xiǎn)廢物焚燒技術(shù)原理的介紹，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)有焚燒技術(shù)，采用新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯協(xié)同處理危廢物，其具有的處理溫度高、燃燒狀態(tài)穩(wěn)定、焚燒停留時(shí)間長(zhǎng)、能夠固化重金屬元素、有效防止大氣污染等特點(diǎn)，使得利用回轉(zhuǎn)窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物充分體現(xiàn)了廢物處置的減量化和無(wú)害化原則，而廢物中的可燃組分和其他礦物成分在水泥窯高溫煅燒分解過(guò)程中，也可部分替代水泥回轉(zhuǎn)窯的燃料和原料，實(shí)現(xiàn)真正意義的固廢資源化。
利用水泥窯協(xié)同處置固體廢棄物相較于安全填埋、專業(yè)焚燒爐等方式具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，或許也是當(dāng)前水泥行業(yè)和廢物處置行業(yè)的最佳選擇。
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