摘要：回轉(zhuǎn)窯焚燒是處理危廢物品的重要方法之一,保證其焚燒所形成的煙氣內(nèi)所摻雜有害氣體維持在安全允許規(guī)定內(nèi),對(duì)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展十分關(guān)鍵。本文以此為立足點(diǎn),對(duì)回轉(zhuǎn)窯焚燒處理危廢煙氣一氧化碳超標(biāo)進(jìn)行介紹,在探究回轉(zhuǎn)窯焚燒爐的前提下,介紹了煙氣排出過(guò)程一氧化碳超標(biāo)的主要影響因素,且有針對(duì)性地提出科學(xué)的建議措施,以期可以為其他企業(yè)類(lèi)似工作提供借鑒與參考。

0 引言

回轉(zhuǎn)窯焚燒是固體廢棄物治理中使用比較廣泛的一種工藝方法，是有效處理危廢物品的關(guān)鍵舉措。在焚燒處理固體危廢物品時(shí)，也通常會(huì)形成大量有害氣體，其中一氧化碳就是常見(jiàn)的有害氣體之一。由此，對(duì)回轉(zhuǎn)窯焚燒處理危廢過(guò)程一氧化碳超標(biāo)的影響因素進(jìn)行針對(duì)性探討，針對(duì)更好地完成危廢治理具有積極作用。

1 回轉(zhuǎn)窯焚燒爐介紹

焚燒可以對(duì)危廢物品進(jìn)行無(wú)害化、資源化與減量化處理，始終是危廢處理領(lǐng)域使用非常普遍的工藝方法。用作固體危廢物品處理的焚燒爐包括爐排式、流化床式、爐床式以及回轉(zhuǎn)窯式等，而回轉(zhuǎn)窯式焚燒爐由于適用廢物類(lèi)型多，相關(guān)科技成熟度好與運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性好等原因，始終是危廢物品處理領(lǐng)域的重要設(shè)備。

回轉(zhuǎn)窯式焚燒爐的基本組成部件是回轉(zhuǎn)窯與二燃室，而回轉(zhuǎn)窯屬于一個(gè)內(nèi)襯耐火強(qiáng)的鋼制空心圓筒，斜向分布，運(yùn)行時(shí)以固定速度一直旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而充分?jǐn)嚢韫腆w危廢物品。

1.1 回轉(zhuǎn)窯

1.1.1 容積熱負(fù)荷

危廢物品處理回轉(zhuǎn)窯的容積熱負(fù)荷一般是（4.2-104.5）×104 kJ（m3·h）。當(dāng)前，確定回轉(zhuǎn)窯大小選擇的辦法是：先按照危廢成分運(yùn)算出物質(zhì)的熱值；然后按照物質(zhì)的治理量確定1 h物質(zhì)在回轉(zhuǎn)窯中燃燒所形成的熱量，再按照選擇的容積熱負(fù)荷決定回轉(zhuǎn)窯溶劑，最終根據(jù)回轉(zhuǎn)窯的長(zhǎng)徑比，選擇回轉(zhuǎn)窯大小。

1.1.2 停留時(shí)間

危廢物品于回轉(zhuǎn)窯中的停留時(shí)間能夠通過(guò)以下公式計(jì)算：

各種危廢物需要通過(guò)預(yù)處置與配伍才可以送往回轉(zhuǎn)窯焚燒。規(guī)范的預(yù)處置與較好的摻混配比對(duì)危廢物品于回轉(zhuǎn)窯中的安全、徹底焚燒非常重要，且有利于管理污染物的形成。固體危廢通過(guò)電動(dòng)橋式抓起起動(dòng)機(jī)混料后，抓起送到焚燒庫(kù)入料斗內(nèi)，處在料斗底部的板式送料機(jī)把危廢均勻送到回轉(zhuǎn)窯中；半固體桶裝物通過(guò)分布于搖頭的嚴(yán)密上料結(jié)構(gòu)上升后送到回轉(zhuǎn)窯中處理；固體、半固體危廢進(jìn)爐焚燒穩(wěn)固后，液體危廢經(jīng)過(guò)液體入料噴槍噴到回轉(zhuǎn)窯中焚燒。

根據(jù)我國(guó)GB 18484—2001 危廢物品焚燒污染管理標(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)規(guī)定，回轉(zhuǎn)窯焚燒爐在焚燒處理固體危廢物品時(shí)，需要嚴(yán)格管理各種參數(shù)：①要保證爐中溫度不小于1000 ℃；②熱解形成的氣態(tài)物質(zhì)需要在二燃室中停留超過(guò)2 s。唯有如此，方可保證固體危廢物品焚燒處理效率及焚毀清除率都在99.9%之上。

通常情況下，通過(guò)回轉(zhuǎn)窯焚燒形成的高溫氣體中，一般存在一氧化碳、二氧化硫與氯化氫等成分，煙氣需要通過(guò)余熱回收、半干法、干法脫酸、活性炭吸收以及布袋去塵等方法的凈化后才可以排放到空氣中。但最后排出的氣體中依舊常常會(huì)產(chǎn)生一氧化碳超標(biāo)情況，所以對(duì)回轉(zhuǎn)窯煙氣內(nèi)的一氧化碳（標(biāo)準(zhǔn)限值是80 mg/mm3）超標(biāo)情況進(jìn)行探究。

1.2 二燃室

建立二燃室的主要目的在于讓由回轉(zhuǎn)窯出來(lái)的沒(méi)有徹底燃燒的顆粒物在這里逐步燃盡。為防止輻射與二燃室外殼太熱，二燃室規(guī)劃成通過(guò)鋼板與耐火材料構(gòu)成的圓柱筒體。按照焚燒理論，煙氣徹底焚燒的原則為“3T+1E”，即保障充足的溫度、充足的停留時(shí)間、充足的擾動(dòng)、充足的過(guò)剩O2，其中前三個(gè)作用是通過(guò)二燃室實(shí)現(xiàn)的。在二燃室底部建立二次風(fēng)與兩個(gè)組裝燃燒器，保障二燃室氣體溫度達(dá)標(biāo)和煙氣有充足的擾動(dòng)?；剞D(zhuǎn)窯中少量未徹底燃燒的氣體于二燃室中獲得徹底燃燒。

二燃室安裝緊急排放閥，在出現(xiàn)緊急停爐要求時(shí)，啟動(dòng)急排煙囪，煙氣從二燃室上方排至空氣中。急排煙囪上方設(shè)置啟動(dòng)排煙開(kāi)關(guān)，在每次排煙后可以復(fù)原。排煙口選擇水封，避免在二燃室穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)煙氣外泄。

2 排出煙氣一氧化碳超標(biāo)的影響因素介紹

通常情況下，固體危廢物品焚燒所排出的煙氣內(nèi)一氧化碳超標(biāo)，一般和物品燃燒不徹底有關(guān)，主要影響因素是爐中溫度、升溫速度、氧氣濃度、配伍等，下面對(duì)此進(jìn)行具體介紹：

2.1 爐中溫度

在危廢焚燒處置環(huán)節(jié)，一氧化碳超標(biāo)主要聚集在回轉(zhuǎn)窯焚燒爐處置的三個(gè)階段，分別是升溫、降溫與爐中溫度不夠

時(shí)。在危廢物品焚燒過(guò)程，固體危廢物品先被輸送至回轉(zhuǎn)爐內(nèi)實(shí)現(xiàn)焚燒分解，熱解形成的煙氣將經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)氣道進(jìn)到二燃室實(shí)現(xiàn)第一步燃燒。而在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒時(shí)要保證其溫度維持在850 ℃之上，二燃室溫度要保持在1100~1500 ℃。回轉(zhuǎn)窯和二燃室中都分布了燃燒設(shè)備，開(kāi)啟時(shí)，基于燃燒器助燃來(lái)提高爐中溫度[1]。但是，因?yàn)檫x擇柴油用作燃料，促使二燃室燃燒器功率偏低，使?fàn)t中溫度不能迅速增加到1100 ℃之上，這會(huì)造成早期熱解煙氣不能徹底焚燒，進(jìn)而形成一氧化碳。而且還需要啟動(dòng)回轉(zhuǎn)窯柴油噴槍?zhuān)阌诩皶r(shí)補(bǔ)充溫度。但是在溫度沒(méi)有合格之前，助燃使用的柴油不能得到徹底燃燒，從而出現(xiàn)一些一氧化碳，而氣體凈化的各個(gè)工序僅能處理煙氣內(nèi)的酸性氣體與煙塵，無(wú)法處理所帶有的一氧化碳，這就極易導(dǎo)致煙氣內(nèi)一氧化碳超標(biāo)。

2.2 升溫速度

升溫速度對(duì)高危物品熱解性質(zhì)的影響非常明顯，如果升溫速度很快，通常會(huì)削減物質(zhì)表面小孔孔體積和表面積，即迅速的升溫盡管可以降低高危物品反應(yīng)耗時(shí)，但同樣會(huì)在較大限度上加大反應(yīng)的不徹底性。

2.3 氧氣濃度

根據(jù)如下幾個(gè)化學(xué)反應(yīng)式探究發(fā)現(xiàn)，氧氣濃度對(duì)一氧化碳的形成有較大影響。盡管在低溫條件下氧氣與二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)占比較小，但大部分情況下回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行溫度都在900 ℃以上，在這個(gè)高溫狀態(tài)下，二氧化碳就會(huì)具有反應(yīng)活性，如果回轉(zhuǎn)窯內(nèi)碳濃度足夠，而氧氣濃度不夠，碳就會(huì)爭(zhēng)奪二氧化碳內(nèi)的氧元素，進(jìn)而形成一氧化碳。所以，為保證碳與二氧化碳的反應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于碳與氧氣的燃燒反應(yīng)速度，需要保證回轉(zhuǎn)窯燃燒時(shí)有足夠的氧氣供應(yīng)。

2.4 配伍

由于危廢物品成分組成與物質(zhì)結(jié)構(gòu)非常煩瑣，其燃燒時(shí)各成分形成的熱量及產(chǎn)物將有明顯不同。低熱值的危廢物品如果要完全焚燒分解，需要基于輔助燃燒設(shè)備提供幫助，但是如此會(huì)增多成本開(kāi)支；而高熱值的危廢物品在處理時(shí)還需要應(yīng)用匹配的冷循環(huán)設(shè)備來(lái)管理回轉(zhuǎn)窯溫度，以防止影響爐體應(yīng)用周期[2]。對(duì)于這種現(xiàn)象，要求在焚燒以前科學(xué)配伍危廢，保證進(jìn)到回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行處理的危廢熱值維持在12 560~14 653 kJ/kg 以?xún)?nèi)。

但我國(guó)許多危廢處理單位在焚燒治理危廢物品時(shí)，極少對(duì)其展開(kāi)分類(lèi)探究，這導(dǎo)致許多危廢物品配伍不科學(xué)，在其進(jìn)到回轉(zhuǎn)窯處理時(shí)，常常體現(xiàn)出穩(wěn)固性差、處理不均勻等情況。這也會(huì)造成焚燒形成的煙氣成分與溫度很難保持穩(wěn)定性，進(jìn)而明顯增加了煙氣內(nèi)一氧化碳超標(biāo)的問(wèn)題。

3 回轉(zhuǎn)窯工藝管理

3.1 溫度管理

回轉(zhuǎn)窯溫度和入料量、物料形態(tài)和熱值、一次風(fēng)和二次風(fēng)的管理相聯(lián)系，要保證回轉(zhuǎn)窯出口氣溫在850~950 ℃[3]。如果回轉(zhuǎn)窯出口氣溫小于850 ℃，要投放窯頭燃燒器助燃或噴加高熱值的液體，以提高回轉(zhuǎn)窯出口氣溫。針對(duì)危廢的危險(xiǎn)性質(zhì)，需要二燃室焚燒爐溫度超過(guò)1100 ℃，以保障危廢焚燒實(shí)現(xiàn)99.9%之上的焚毀清除率。

3.2 供風(fēng)量管理

回轉(zhuǎn)窯供風(fēng)量以治理量和配伍后物料的成分分析為基礎(chǔ)，考量過(guò)剩氣體系數(shù)后計(jì)算焚燒總需氧量和供風(fēng)量。大致確定各風(fēng)機(jī)風(fēng)量后，然后經(jīng)過(guò)窯尾和余熱鍋爐出口氣體氧濃度檢測(cè)，調(diào)節(jié)一次風(fēng)和二次風(fēng)[4]。窯尾出口氧濃度要維持在2%~3%，二燃室出口氧濃度要維持在6%~10%。此外，要嚴(yán)格管理回轉(zhuǎn)窯漏風(fēng)情況，讓風(fēng)量調(diào)整更加高效，以保障系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)可靠。

3.3 物料管理

物料科學(xué)配伍是保障回轉(zhuǎn)窯持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行、煙氣管理合格的基礎(chǔ)前提。在物料進(jìn)窯以前，要仔細(xì)檢測(cè)分析物料的固定碳、灰分以及揮發(fā)分、水分等各種指標(biāo)。經(jīng)過(guò)配伍，讓進(jìn)窯物料低位熱值2500~3200 kcal/kg、水分低于20%、揮發(fā)分為40%~50%、灰分低于15%、顆粒粒徑小于3 cm。

4 結(jié)束語(yǔ)

為更好地避免回轉(zhuǎn)窯危廢物品處理所形成煙氣中一氧化碳超標(biāo)問(wèn)題的出現(xiàn)，需要采用針對(duì)性對(duì)策進(jìn)行治理。比如，有效管理焚燒溫度，保證回著爐溫度保持在800~850 ℃；保證二燃室溫度處于1100~1500 ℃范圍內(nèi)；保證燃燒時(shí)有足夠的氧氣，減少煙氣內(nèi)一氧化碳濃度；保證危廢內(nèi)的碳充分轉(zhuǎn)變成二氧化碳；科學(xué)分配危廢配伍，以在延伸焚燒爐壽命的基礎(chǔ)上減少運(yùn)行成本。采取這些綜合方法可以有效提高危廢處理質(zhì)量，減少煙氣超標(biāo)問(wèn)題。