摘要：危險廢物進料配伍是焚燒處置工藝中最為基礎也是非常關鍵的一步，對于燃燒工藝的經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運行穩定、保護系統設備、提高處置能力、污染物排放達標、降低運營成本等。

 

一、科學合理的配伍目的

 

1.保證進入回轉窯內的物料熱值穩定在一定范圍內，確保系統運行的經濟性與可靠性。

 

2.控制鹵化物、有機物占比，以降低其燃燒產生煙氣中酸性污染物對余熱鍋爐、煙氣處理設備的腐蝕。

 

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生。

 

5.控制堿金屬等低熔點含量，控制系統結焦及結構堵塞，降低對耐火材料的影響。

 

6.充分利用多種進料通道、穩定焚燒工況，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生行業、企業、產量等整體和實時了解并配合系統運行情況及倉儲能力的基礎上，對入廠廢物類別、數量、頻次及物化性質進行合理規劃分配，以滿足市場及處置單位的相互銜接和各自需求。一級配伍是后續配伍的基礎，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，并結合入庫情況及試驗結果，根據焚燒廢物配伍方法，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的基礎上，通過優化配伍方案用以均衡熱值、規避反應、稀釋污染因子。二級配伍是配伍工作中的核心內容，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，在料坑內實現物料的最終混合。以決定進入回轉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節，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的進入要求，檢測人員需要對其進行取樣檢測，并根據檢測結果調整物料進入料坑的方案。

 

二、危險廢物焚燒的機理分析

 

高分子廢物組分和結構相當復雜。它們在燃燒過程中連續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生典型的燃燒產物co2和h2o及一些腐蝕性或污染性的產物，這些污染性產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，使自由氫、一氧化碳等有害氣體的產生量達到最小。

 

三、危險廢物焚燒反應的分析與探討

 

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。

 

因此，物料配伍的主要原則：

 

1）保證熱值的穩定性：配伍應使進入焚燒爐的危險廢物的熱值盡可能介于設計規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（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定，使焚燒室熱負荷控制設計規定的范圍，保證系統運行的經濟可靠。

 

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的運行效果，控制不當還易造成氬氣的產生，其腐蝕性更大。危險廢物中磷主要是有機磷化物，焚燒產生的p205在400～700℃會對金屬及耐火材料產生加速腐蝕，此溫度區域為余熱鍋爐區域，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%。農藥等劇毒危險廢物，含有機重金屬類物質，應均勻限制數量入爐焚燒。

 

3）適當混合處理保持焚燒的持續性、穩定性：根據分析、實驗結果，科學搭配焚燒菜單，使得一些易混合發生反應的、爆炸的、高腐蝕性的得到預處理，和惰性的泥狀物混合，控制適當的水分，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，使得在爐內均勻燃燒等等。

 

配伍方法主要是按相容性、熱值、形態性質、污染因子等方法進行配伍，在實際作業時，通常需要按各種方法綜合考慮。

 

廢物焚燒配伍首先需要考慮危險廢物的相容性。

 

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生。

 

按熱值配伍

 

配伍時應要求進入回轉窯的危險廢物熱值盡可能控制在設計范圍內，以確保物料熱值穩定性。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、重金屬過度揮發等問題；另一方面，過高溫度會對回轉窯及耐火材料造成破壞，同時需要減少進料降低系統溫度而使系統處理能力下降。當物料熱值太低時，為達到規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定，保證系統運行的經濟可靠。

 

按污染因子配伍

 

根據危險廢物焚燒污染控制標準（gb18484一2001），為確保焚燒穩定、煙氣達標，經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計范圍之內。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控制在0. 1%以下，堿金屬k、na、mg等物質含量一般控制0.3%。

 

物料配伍可達到的目的：

 

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、鉀鹽等低熔點物質導致的腐蝕及結渣；

 

通過配伍環鏈或多鏈有機物，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定、解毒徹底，同時還可以節約助燃燃料、保護耐火材料、延長焚燒設施的使用壽命。

 

來源：46危廢

 

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