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7危险废物焚烧7.1设计规模和物料性质7.1.1处理规模根据危险废物统计资料，采用焚烧处理的工业废物量规模为5000t/a.。一期工程先建设1套处理规模为15t/d的焚烧装置，年工作日为330天。7.1.2废物和燃料种类、性质及成分（1）待处理废物的种类、性质和化学成分本项目处理的废物以固态、液态废物为主，主要是热值较高和毒性较大的医院临床废物、医药废物、废矿物油、精（蒸）馏残渣/液等，此外，还有污水处理的含油污泥等。从废物的状态划分有固体废物、液体废物、半固体膏装废物。另有一部分桶装废物因不能进行二次混料，必须连桶一起焚烧。根据国内外一些危险废物焚烧处理单位的运行检测分析结果，进入焚烧车间的工业危险废物的理化性质大致如下：低位热值：1200～41000kJ/kg；固体废物水分：25%～45%；膏状废物水分：70%～85%；液态废物水分：0～99％；固体废物灰分：5%～25%；挥发分：3%～40%。医疗废物成分参照国内有关城市的医疗废物调查资料，包含内容见表7－1，医疗废物组成参见表7－2。预计汉中市医疗废物的成分为：水分20～40%、灰份11.9％、可燃物60.61％、容重0.3t/m3，湿基低位热值1900～4500kcal/kg。主要元素的含量为：C32.07%、O14.58%、S0.26％、H3.05%、N0.49％和Cl0.23％。医疗废物含有大量的病毒、细菌，其病毒细菌的危害性是生活垃圾的几十倍甚至上百倍。据国内相关研究调查资料，医疗废物中的粪大肠菌群数和细菌总数分别高达0.83×1010个/升和8.1×1010个/克，乙型肝炎表面抗源的阳性率可高达89％。表7－1医疗废物包含的内容编号废物类别废物来源常见危害组分或废物名称HW01医院临床废物从医院、医疗中心和诊所的医疗服务中产生的临床废物：－手术、包扎残余物；－生物培养、动物实验残余物；－化验检查残余物；－传染性废物；－废水处理污泥。手术残物、敷料、化验废物、传染性废物、动物试验废物。HW02医药废物从医用药品的生产制作过程中产生的废物，包括兽药产品（不含中药类废物）：－蒸馏及反应残余物；－高浓度母液及反应基或培养基废物；－脱色过滤（包括载体）物；－用过废弃的吸附剂、催化剂、溶剂；－生产中产生的报废药品及过期原料。废抗菌药、甾类药、抗组织胺类药、镇痛药、心血管药、神经系统药、杂药、基因类废物。HW03废药物、药品过期、报废的无标签的及多种混杂的药物、药品（不包括HW01、HW02类中的废药品）：－生产中产生的报废药品（包括药品、废原料和中间体反应物）；－使用单位（科研、监测、学校、医疗单位、化验室等）积压或报废的药品（物）；－经营部门过期的报废药品（物）。废化学试剂、废药品、废药物。表7－2医疗废物的主要内容（单位：％）成分有机物无机物其它脏器棉签纸类织物塑料合计玻璃金属合计含量0.0611.5127.1514.1822.0374.9310.661.7412.4012.67参照类似工程，确定危险废物（含工业废物和医疗废物）的主要化学成分范围为：C：12%～45%；H：1%～9%；O：2%～13%；S：0.1%～3%；Cl：0.1%～12%；F：0.1%～6%；P：0～3%；Si：0～15%；K：0～3%；Na：0～4%；V：0～0.1%。（2）辅助燃料性质和成分辅助燃料按轻质柴油考虑，其成分如下：碳（C）：84.83%；氢（H）：12.17%；硫（S）：0.2%；热值：Qdy＝41863kJ/kg；闪点：65℃；黏度：3.0～8.0（20℃）mm2/s。焚烧炉点火用液化石油气，液化石油气产品的分析资料如下：C4H8：54%；CH4：1.5%；C3H6：10%；C3H8：4.5%；C4H10：26.2%；密度：2.35kg/m3；爆炸极限（上/下限）：9.7%/1.7%。7.2焚烧处理工艺7.2.1工艺选择（1）工艺整体设计原则①按照一次性规划、分期建设，分步实施，处置能力逐步到位，处理规模和处理工艺应充分考虑当地产业结构和市场变化，留有机动性和发展余地。②选择的工艺流程要借鉴国外危险废物处理处置原则技术方法，选择技术成熟、通用性好的处理工艺，经济合理的建设方案，优先选择具有相对先进性、示范性的技术。③考虑到危险废物种类多，每种危险废物的成分复杂，数量相对较少，而且变化大，因此，选定的工艺流程要考虑危险废物的复杂性和多变性，工艺选择应兼顾通用性、广谱性，充分体现出整体设计的“柔性”和广泛的适应性。④选择性能稳定、组合配套、节能的设备，达到国内先进水平。⑤环境污染的风险性小。（2）焚烧炉型的选择目前国内外用于危险废物焚烧的主要炉型有炉排炉、液体注射式焚烧炉、流化床焚烧炉、多层床焚烧炉、热解焚烧炉和回转窑焚烧炉等。另外还有国外新近发展起来的微波处理、蒸汽消毒、等离子处理等技术，但微波处理、蒸汽消毒、等离子处理等方法对技术要求较高、投资较大、运行成本高，目前在国外成功运行的设施数量也不是很多，国内可供借鉴的经验几乎没有。炉排炉适合于大件和形状不规则的废物，多数情况下它是通过运动炉排的推动，使废物不断发生剪切，翻动，依次通过干燥点火段、燃烬段，未经燃尽的废物不断暴露于火焰中，达到完全燃烧，炉渣经过排渣槽排出炉外。在处理生活垃圾等固体废物中应用较多。炉排型焚烧炉具有对废物含水和热值范围适应性较宽，物料分布和透气比较均匀，燃烧比较充分等优点，且热效率适中。但炉排结构复杂，维修量大，需定期停炉检修和更换炉排，燃烧塑料废物时易使炉排粘结磨损，加大阻力，对工业危险废物而言，由于其成分复杂，有些成分会腐蚀炉排，另一缺点是焚烧温度受传动炉排和耐火材料的限制一般不能大于950℃，通常使用温度在850℃左右。由于危险废物的焚烧要求炉温大于1100℃，且气体在炉内停留应在2秒钟以上，以保证废物的彻底解毒和防止形成二噁英之类的剧毒物质随烟气排入大气环境。因此在发达国家很少采用炉排型炉子焚烧工业危险废物。液体注射式焚烧炉是最常见的危险废物焚烧炉，凡是流动性的废液、泥浆及污泥都可以用它来销毁。但该类焚烧炉无法处理难以雾化的液体废物，对固体废物不适应。由于其对处理物料方面存在局限性，限制了该炉型在危险废物焚烧领域的应用。流化床焚烧炉是能够用来处理固体、液体和气体废物的多用装置。流化床焚烧炉是由一个用耐火材料衬里的垂直容器和其中的惰性颗粒物组成。燃烧空气由焚烧炉底部的通风装置进入炉内，垂直上升通过一个分配盘进入流化床的颗粒层。流化床焚烧炉设备结构简单，温度稳定性好、容量大、炉内传热传质效率高，一直是工程热物理学科研究的热点。但流化床焚烧炉对物料粒度有较严格的要求（粒径小于50mm），废物预处理工序复杂化，导致二次污染的可能性增加；废物中某些低熔点物质会在流化床工作温度范围内呈熔融状态，与床料粘结成团，破坏流化状态；因此，多数设施在运转中皆须严格限定固体废物来源，只有通过流化床技术要求才能进入热处理，因而，流化床焚烧炉在危险废物焚烧中受到一定限制。多层床焚烧炉的炉体是一个垂直的内衬耐火材料的钢制圆筒，内部分成许多层，每层是一个炉膛。炉体中央装有一顺时针方向旋转的双筒的带搅动臂的中空中心轴，搅动臂的内筒与外筒分别与中心轴的内筒和外筒相连。搅动臂上装有多个方向与每层落料口的位置相配合的搅拌齿。炉顶有加料口，炉底有排渣口，辅助燃烧器及废液喷嘴则装置于垂直的炉壁上，每层炉壳外都有一环状空气管线以提供二次空气。多层床焚烧炉由于固体停留时间长，炉内温度反应很慢，温度调整时间长，移动的主轴及搅拌杆易因摩擦、热乏及腐蚀而损坏，出料口易被炉内形成的大块物体堵塞，因此维护费用高，炉壁受间歇性进料及废物中的水分所产生的热震影响，易于损坏耐火砖更换频繁。不适于处理需高温焚烧的有机物或低熔点无机盐类含量高的废物。热解焚烧炉具有技术先进、工艺可靠、操作简便安全（一次性进料、一次性除渣）、投资省（没有传动部件）、烟气含尘量低（焚烧搅动程度小）、运行及维护费用低、使用寿命长，入炉废物不需进行分拣等优点。其缺点是热解过程延长了燃烧时间，热效率较低；一燃室冷热变化频率高（一天一次），对耐火材料影响较大，不便于热回收，自动控制水平要求较高，适合处理热值相对较高、疏松状、成分和性质相对较单一的废物，对泥状和大块物料的热解效果不是很理想。旋转式焚烧炉是活动炉床炉中应用最多的一种。回转窑焚烧炉是一个圆筒形的有耐火砖衬里的外壳，其轴心的安装线与水平线略成角度。可用天然气、油或煤粉作燃料。回转窑最早是用来处理及制造水泥、石灰、铁矿砂、焦炭等固体物质的主要设备，后来逐渐被应用于废物的焚烧上，由于它能有效地处理各种不同物态（固体、液体、污泥等）的废物，已经被工业界普遍采用。回转窑通常窑体很长，使得燃烧区在整个焚烧炉中只占有一个很小的部分。大多数废物物料是由燃料过程中产生的气体以及窑壁传输的热量加热的。回转窑焚烧系统由回转窑和一个二次燃烧室组成，以确保废物燃烧完全。回转窑本身是用来沸化及氧化废物中的可燃物，废物中的惰性固体则随着窑体的转动向另一端移动，然后由底部排出。沸化的蒸汽及燃烧气体经过回转窑后端，进入二次燃烧室在高温下再进行氧化。二次空气用鼓风机供风，以增加空/燃比及湍流程度。回转窑和二燃室都设有辅助燃烧器以维持炉内温度稳定。同时，在回转窑窑头和二燃室设有废液喷嘴，液态的危险废物可以通过喷嘴喷入装置内焚烧处理。按气体、固体在回转窑内流动的方向，回转窑焚烧炉分为同向及逆向两种。逆向式的回转窑焚烧炉气、固体混合及接触较佳、传热效率高、利于增大燃烧速率，但是由于气、固体相对速度较大，废物燃烧气体在回转窑内停留时间较短，增大了二燃室的燃烧负荷。同向式回转窑焚烧炉形不仅适于固体废物的输入及前置处理，同时可以增加气体的停留时间，容易实现密闭性。目前大多数处理危险废物的回转窑焚烧炉为同向式。根据窑内灰渣物态及温度范围，回转窑可分为干灰式及熔渣式。干灰式回转窑内的温度低于1000℃，窑内固体尚未熔融，仍为固体灰渣。熔渣式回转窑内温度可能高达1350℃，固体废物中的惰性物质除高熔点的金属及其化合物外，皆在窑内熔融，因此焚烧程度比较完全。熔融的流体由窑内流出，经急速冷却后凝固。由于这种类似矿渣或岩浆的残渣，颗粒大，重金属浸出浓度较干灰式回转窑所排放的灰渣低，欧洲有一些熔渣式的焚烧炉，美国仅有少数几座，它的主要用途是销毁含多氯联苯废物。然而根据实际的经验，熔渣式回转窑运转比较困难，如果温度控制不当，窑壁上可能附著不同形状的矿渣，熔渣出口容易堵塞。另外焚烧温度高，能耗比较大。回转窑焚烧炉炉型技术成熟，操作简单灵活，适用于处理各种不同形状的固液体废物，还可以处理低熔点的危险废物。回转窑可以分别接受固体及液体进料，也可以将桶装或大形块状固体废物直接送入窑内处理。窑内气体湍流程度高，气、固体接触良好，窑内无移动的机械组件，保养容易。窑内固体停留时间可以由回转窑转速的调整而控制。通过以上比较和分析，干式回转窑炉因结构简单、对危险废物的适应能力强、控制稳定、操作容易、技术成熟、运行历史悠久等优点被国际上广泛采用。国内部分回转窑设备生产厂家（如：北京中环联合环境工程有限公司、清华同方环境有限责任公司等）已有成熟的制造技术，各项指标和要求均能满足现行标准要求，技术水平接近国际水平。参照国家环保总局环境规划院2004年6约编制的《危险废物和医疗废物处置设施建设项目复核大纲（试行）》的有关要求，即“危险废物焚烧炉型应优先采用对废物种类适应性强的回转窑焚烧炉”为此本工程选用同向顺流干灰式回转窑焚烧炉，即窑体内物料运动的方向同烟气流向相同，固体、半固体废物及助燃的空气均从筒体的头部进入，燃烧生成的烟气及残渣由尾部排出，烟气进一步引入到二燃室燃烧。限于国内回转窑在技术水平、设备制造、满足污染物达标排放等方面与国外相比均存在一定差距，为此本工程关键设备进口，其它设备可在国外专业公司和专家的指导下在国内制造，以降低投资。（3）烟气处理方法选择焚烧炉烟气中的污染物成分包括粉尘、HF、HCl、NOx、SOx、CO2、CO和二噁英等。目前危险废物焚烧领域尾气净化工艺主要有干法、半干法、湿法