危險廢物進料配伍是焚燒處置工藝中最為基礎(chǔ)也是非常關(guān)鍵的一步，對于燃燒工藝的經(jīng)濟可靠具有重要的意義。科學有效的焚燒配伍有利于焚燒系統(tǒng)運行穩(wěn)定、保護系統(tǒng)設(shè)備、提高處置能力、污染物排放達標、降低運營成本等。
作者：周楓林
摘要：危險廢物進料配伍是焚燒處置工藝中最為基礎(chǔ)也是非常關(guān)鍵的一步，對于燃燒工藝的經(jīng)濟可靠具有重要的意義?？茖W有效的焚燒配伍有利于焚燒系統(tǒng)運行穩(wěn)定、保護系統(tǒng)設(shè)備、提高處置能力、污染物排放達標、降低運營成本等。
1.保證進入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的物料熱值穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，確保系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性與可靠性。
2.控制鹵化物、有機物占比，以降低其燃燒產(chǎn)生煙氣中酸性污染物對余熱鍋爐、煙氣處理設(shè)備的腐蝕。
3.控制鹵化物及重金屬的含量，保證焚燒煙氣處理效果及尾氣排放正常。
4.控制入窯含氯有機廢物含量，從來源降低焚燒過程中二噁英的產(chǎn)生。
5.控制堿金屬等低熔點含量，控制系統(tǒng)結(jié)焦及結(jié)構(gòu)堵塞，降低對耐火材料的影響。
6.充分利用多種進料通道、穩(wěn)定焚燒工況，避免入窯時瞬間波動較大。
7.控制物料水分的穩(wěn)定性，確保廢物干燥階段正常，提高廢物處置效率。
危險廢物來源廣泛、物料復雜，焚燒配伍難度相對較大，合理有效的配伍常采用“三級配伍”方式。 一級配伍： 指通過在對市場上危險廢物的產(chǎn)生行業(yè)、企業(yè)、產(chǎn)量等整體和實時了解并配合系統(tǒng)運行情況及倉儲能力的基礎(chǔ)上，對入廠廢物類別、數(shù)量、頻次及物化性質(zhì)進行合理規(guī)劃分配，以滿足市場及處置單位的相互銜接和各自需求。一級配伍是后續(xù)配伍的基礎(chǔ)，也決定了處置單位在市場上的活力。
二級配伍： 是指危險廢物入庫后進行分析檢測各批次物料的熱值、水分、鹵素、硫化物和金屬鹽含量等廢物信息，并結(jié)合入庫情況及試驗結(jié)果，根據(jù)焚燒廢物配伍方法，科學合理的搭配焚燒物料并制定配比方案。二級配伍是在庫存物料不同性質(zhì)的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化配伍方案用以均衡熱值、規(guī)避反應、稀釋污染因子。二級配伍是配伍工作中的核心內(nèi)容，需要充分考慮配伍的合理性及科學性。
三級配伍： 指危險廢物通過破碎、混勻等過程，在料坑內(nèi)實現(xiàn)物料的最終混合。以決定進入回轉(zhuǎn)窯的物料是否有效均化。三級配伍為最終配伍，由于是整個配伍過程中與危險廢物接觸最為直接的一個環(huán)節(jié)，因此對于操作人員而言危險性最高，對于安全防護的要求也應最為嚴格。同時，為確保配伍后的物料滿足焚燒系統(tǒng)的進入要求，檢測人員需要對其進行取樣檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整物料進入料坑的方案。
高分子廢物組分和結(jié)構(gòu)相當復雜。它們在燃燒過程中連續(xù)不斷地進行多級的熱分解反應才能徹底分解成低分子可燃氣體，最終轉(zhuǎn)化為燃燒反應，并釋放出燃燒熱量。
化工廢物的化學式可用如下通式表示為：CaHbClcOdNe（其中Cl也可以是其他鹵素或硫、磷、金屬元素等，此中以氫為代表，是因為含氫危險廢物焚燒解毒比較困難）。
通過加入空氣，這些廢棄物在燃燒過程中將產(chǎn)生典型的燃燒產(chǎn)物CO2和H2O及一些腐蝕性或污染性的產(chǎn)物，這些污染性產(chǎn)物需要在隨后的煙氣處理中處理掉。因此在焚燒過程中，必須尋找合理的操作參數(shù)，使自由氫、一氧化碳等有害氣體的產(chǎn)生量達到最小。
在空氣中焚燒塑料、橡膠、油漆、瀝青時，滾滾濃煙可以擴散到30-40m的高空。這是因為：一是完全氣化不等于完全熱解。固（液）態(tài)高分子廢物可以很徹底地被氣化，但是完全氣化不等于有機污染的毒性可被無害化；二是熱分解和燃燒，從概念上，熱分解和熱燃燒是兩個完全不同的反應，熱分解是吸熱反應，燃燒是放熱反應，只有比較完全的分解，才能做到比較完全的燃燒；三是高分子濃黑可燃氣體完全分解后，才能進行放熱的完全燃燒反應、比較徹底地對有機污染毒性進行無害化。滾滾黑煙的產(chǎn)生是因為熱分解不徹底、燃燒供氧不均勻、燃燒不完全引起的。 1）保證熱值的穩(wěn)定性： 配伍應使進入焚燒爐的危險廢物的熱值盡可能介于設(shè)計規(guī)定的范圍以減少輔助燃料的用量。熱值太低，需要啟動輔助燃料系統(tǒng)以使廢物燃燒完全，造成運行費用增加；熱值太高，需要用惰性物質(zhì)（過量空氣、水等）限制爐溫，同時使處理能力下降。入爐廢物的熱值要保持穩(wěn)定，使焚燒室熱負荷控制設(shè)計規(guī)定的范圍，保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟可靠。
2）控制酸性污染物和重金屬、堿金屬含量：控制廢物中酸性物含量，保證焚燒設(shè)備不受腐蝕和尾氣達標排放。鹵化物、有機物不僅影響廢物的熱值，也影響燃燒后煙氣的酸性氣體含量和煙氣處理系統(tǒng)的運行效果，控制不當還易造成氬氣的產(chǎn)生，其腐蝕性更大。危險廢物中磷主要是有機磷化物，焚燒產(chǎn)生的P205在400～700℃會對金屬及耐火材料產(chǎn)生加速腐蝕，此溫度區(qū)域為余熱鍋爐區(qū)域，如果不控制好磷的含量，則余熱鍋爐使用壽命會大大縮短。堿金屬是以無機或有機鹽的形式在于危險廢物中，燃燒后變成堿金屬氧化物，出渣時易遇水爆炸。入爐酸性物含量一般宜控制在：Cl：<1%，P、F：<0.2%，S<1%，堿金屬K、Na、Ca等<0.1%。農(nóng)藥等劇毒危險廢物，含有機重金屬類物質(zhì)，應均勻限制數(shù)量入爐焚燒。
3）適當混合處理保持焚燒的持續(xù)性、穩(wěn)定性： 根據(jù)分析、實驗結(jié)果，科學搭配焚燒菜單，使得一些易混合發(fā)生反應的、爆炸的、高腐蝕性的得到預處理，和惰性的泥狀物混合，控制適當?shù)乃?，以利于燃燒；含鉀等堿金屬廢物和含氫等鹵素廢物可以反應生成穩(wěn)定化合物的應適當搭配；快速分解燃燒的和緩慢分解燃燒的適當搭配，使得在爐內(nèi)均勻燃燒等等。
配伍方法主要是按相容性、熱值、形態(tài)性質(zhì)、污染因子等方法進行配伍，在實際作業(yè)時，通常需要按各種方法綜合考慮。
入窯前各級配伍需要充分了解廢物特性和性能，尤其是廢液種類繁多、性質(zhì)復雜。按相容性配伍，可以避免不同物料相互接觸后聚合反應、有毒有害氣體、大量熱量、火焰甚至爆炸等異常狀況的發(fā)生。
配伍時應要求進入回轉(zhuǎn)窯的危險廢物熱值盡可能控制在設(shè)計范圍內(nèi)，以確保物料熱值穩(wěn)定性。當物料熱值越高時，組分中可燃物越多，焚燒越容易開啟進行，但當熱值超過熱負荷區(qū)域時，一方面，導致熔渣、煙氣流速增加、有害氣體分解不徹底、重金屬過度揮發(fā)等問題；另一方面，過高溫度會對回轉(zhuǎn)窯及耐火材料造成破壞，同時需要減少進料降低系統(tǒng)溫度而使系統(tǒng)處理能力下降。當物料熱值太低時，為達到規(guī)定的燃燒分解溫度則需要添加輔助燃料，造成運行成本增加。因此，入爐廢物需要按熱值配伍保持穩(wěn)定，保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟可靠。
根據(jù)危險廢物焚燒污染控制標準（GB18484一2001），為確保焚燒穩(wěn)定、煙氣達標，經(jīng)配伍后入爐危險廢物要求硫、氯、氟、重金屬等污染因子濃度應在設(shè)計范圍之內(nèi)。常見的按污染因子配伍方案如S控制在2.5%以下，CL控制在2%以下，F(xiàn)控制在0. 1%以下，堿金屬K、Na、Mg等物質(zhì)含量一般控制0.3%。
通過配伍氯、氟等鹵素化合物，減少氯化氫、氟化氫等腐蝕性較強氣體，降低對耐火磚材料的破壞；
通過配伍物料中Cl元素含量，從源頭上減少二噁英產(chǎn)生；
通過配伍金屬類鹽，盡量錯開含有堿性金屬和鹵族元素的廢物入窯焚燒時間，降低鈉鹽、鉀鹽等低熔點物質(zhì)導致的腐蝕及結(jié)渣；
通過配伍環(huán)鏈或多鏈有機物，滿足燃燒效率和CO尾氣控制的要求。
一個好的焚燒配伍可以使得燃燒穩(wěn)定、解毒徹底，同時還可以節(jié)約助燃燃料、保護耐火材料、延長焚燒設(shè)施的使用壽命。
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