摘要：在我国快速发展的过程中，我国的废弃物在逐渐的增多，本文对危险废弃物焚烧装置进行了优化，针对危险废弃物焚烧特点对回转窑进行了改进，可焚烧各种形态和种类的垃圾。二级燃烧室上增加了裂解炉烟气入口，可同时处理回转窑焚烧的高温烟气及裂解炉焚烧的高温烟气，应用于两个焚烧系统。二级燃烧室底部安装有风冷式排渣装置，将灰渣打碎后进行风冷式冷却。运行结果表明，该装置焚烧效果好，能够有效节约能源，节省设备投资及运行成本。
关键词：焚烧装置；回转窑；二级燃烧室；灰渣冷却
引言
随着社会的发展，生产生活垃圾也越来越多，而固体废弃物的处理已经成为摆在我们面前的一个难题。固体废弃物的处理方式多种多样，一般有：资源化综合利用、填埋、焚烧、含重金属废物可用作水泥原料“固定”、水泥固化后填埋等。其中固焚烧处理具有减量化，资源化，和无害化的特性。因此，垃圾焚烧技术正逐步成为各国主要的垃圾处理方式。而焚烧处理技术也成为诸多城市处理垃圾的新趋势。采用合理有效的处理方式对固体废弃物的处理有积极作用。开发和创新新型有效的固体废弃物焚烧处理技术成为我们的时代任务。
1废气的来源及组成
主装置废气的主要来源为甲醛制备过程中产生的废气和三聚甲醛生产过程中产生的废气，主要成分见表１。甲醛制备工序废气经离心风机输送至水封槽，然后进入焚烧炉燃烧，燃烧过程稳定，未发生过回火现象。三聚甲醛工序中的废气经洗涤塔洗涤后进入气液分离器，分离出的气体经罗茨风机加压后送至水封槽，然后进入焚烧炉燃烧，由于燃烧不稳定，有时会发生回火现象。目前，三聚甲醛工序废气装置无法长期连续投用，当装置不稳定时会引起废气的组成发生变化，从而引起水封槽水封液中ＴＯＸ、ＨＣＨＯ等物料含量升高，需要定期置换水封槽，以对水封液进行更换，水封液中易燃有机物物料成分含量较高时的组成见表２。此时，水封液按照常规排至污水管网会造成一定浪费，也增加了污水处理的压力，必须进行回收利用。因此，三聚甲醛废气焚烧存在一定的环保风险及安全隐患，需要对系统进行技术改造和优化。
表１ 废气中各组分组成
表２水封槽中水封液易燃有机物物料组成
2结构优化
2.1入料部分
根据废弃物来源及理化特性的不同，采取不同的入料方法。对于固态废弃物的预处理，主要方法包括均形和调质两个方面。为了保证入炉废弃物的粒径、热值、pH值相对稳定，根据废弃物的特点，采用热熔或破碎的方法统一入窑物料的粒径；对于酸性废弃物，加入石灰进行pH值调节；根据废弃物热值的不同，经过计算，确定各种废弃物的处理比例，确保热值维持在一定区间内，以利于回转窑焚烧效果的稳定。为了防止入料废弃物中所含热熔物质入窑，造成下料溜子粘堵，入料溜子必须采取冷却措施。一般的焚烧装置多采用水冷式冷却，缺点是消耗水资源，箱体易腐蚀。如果发生漏水必须停窑维修，且水冷箱体在入料罩耐火材料内部，维修比较困难。本装置采用风冷式冷却法，能够有效避免上述问题。按窑的旋转方向，液态废弃物入窑位置应在固态物料的上方，通过高效雾化设备喷入窑体进料端。液体在耐火材料内部会随温度升高而迅速膨胀，从而导致耐火材料被破坏，因此，需要避免液态废弃物进入耐火材料内部，同时还应避免液态废弃物对耐火材料表面的腐蚀。入料溜子、废液及天然气入口位置见图1。通过对废弃物热值分析计算可知，通常条件下，利用废弃物自身的热值就能够对其进行焚烧。在初始点火时，可利用燃烧器的天然气燃料进行点火，在特殊条件下，也可利用燃烧器的天然气进行补燃，达到焚烧要求。废液燃烧器可以将具有热值的废液注入窑中焚烧处理，具有热值的废液也可以起到补燃作用。可根据实际条件，在燃烧器和废液燃烧器间自由切换，实现废液的处理和补燃效果。
2.2固废分级热解气化技术
固废分级热解气化技术是采用固体废弃物的热不稳定性，使这些固废热解和气化，此外，还将有机物产生裂解反应从而形成新型的可燃气体的过程。该处理技术在工艺方面有显著的特点，比如固废减量效果显著；无害化彻底，能抑制二噁英前体物的生成；能在不影响周边环境的前提下进行大规模的封闭生产线；可实现能源的有效利用以制备出可以燃烧的气体物质；设备和装置适应性强以及能消除工业废弃物的污染。而该固废分级热解气化技术与焚烧处理有着一定的区别，固废焚烧是在氧气充分的条件下进行的放热反应，其主要产物为二氧化碳和水；而固废分级热解气化是在还原条件下进行的吸热反应，主要产物为可燃性极低的分子化合物。现如今，固废分级热解气化技术的优势在各国已经达成一致认识。在我国，该技术符合我国国情，能够充分响应国家经济循环，节能环保的理念。因此该处理技术值得我们利用和不断开发进步。
2.3设置温度报警
在三聚甲醛工序废气进焚烧炉前５ｍ管线上增加温度传感器，并将数据传输至ＤＣＳ系统，实现实时监控。通过建立和投用连锁，一旦温度超过７０℃，ＤＣＳ进行声光报警，操作人员按照安全操作规程调整废气进入焚烧炉的燃烧工况，能够提前预防回火现象的发生并及时消除相关的影响。
2.4二级燃烧室
裂解炉烟气入口安装在下筒体，安装高度与回转窑窑尾入口齐平，从平面上看，与回转窑窑尾入口成垂直方向。这样既可处理回转窑焚烧的高温烟气，也可处理裂解炉焚烧的高温烟气。二级燃烧室可同时应用于两个焚烧系统，节约了设备成本和运行成本。二级燃烧室筒体中间设有缩口，能使回转窑和裂解炉的两种烟气混合均匀。二级燃烧室设有余热二次风供风管路，二次风对烟气气流进行扰动，从而延长烟气停留时间，同时对烟气燃烧进行补氧。二级燃烧室流体的速度、温度分析如图1、图2所示。分析结果表明，通过增加缩口和二次风的扰动，上部筒体的气流速度较低，延长了烟气的停留时间；上部筒体内的温度分布比较均匀，避免了出现局部过热的情况。二级燃烧室底部设有风冷排渣装置，可及时将灰渣排出，防止积灰。同时，冷却风也能对二级燃烧室进行补氧。风冷排渣装置由两部分组成，上部的一排齿辊将大块灰渣打碎，防止大块灰渣下落时对下部设备造成大的冲击，同时使灰渣均匀；下部布置有冷风管道，冷风持续吹入，对高温灰渣进行快速冷却。
图1二级燃烧室速度分布图
图2二级燃烧室温度分布图
2.5增加稳流装置
在废气管道上（水封槽后）增加蒸汽管道，管道上设置可远程控制调节阀，提高废气管控的自动化程度。当废气流不稳时通过加入蒸汽稳定气流，防止回火发生；在异常工况下，废气温度升高时，必要情况下可打开蒸汽控制阀对废气进行稀释、对管道降温，防止回火发生。
结语
根据危险废弃物物料的特性，选择不同的入料方式，通过改进二级燃烧室的结构，使得回转窑燃烧后的烟气，在二级燃烧室内与二次燃烧空气混合，达到烟气的完全燃烧。增加的监控装置，能够实现对危险废弃物焚烧装置的实时监控。重新选择的耐火材料，使得回转窑和二级燃烧室的外部温度保持在175℃以上，以防止酸性气体侵蚀筒体。改进后的危险废弃物焚烧装置，窑内废弃物焚烧效果好，实现了尾气的安全达标排放，具有较好的推广价值。
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论文作者:于宝磊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/11
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