危险废物焚烧处置工程设计纲要

危险废物焚烧处置工程设计纲要

一、基本情况的掌握

1、废物的种类、数量及特性，废物的特性包括：水份、灰份、

碳氢氧的含量、挥发份、热值、主要有害物质（硫、氯、氟）

的含量等。

2、处置规模：年处理能力，固/液废物的比例。

3、烟气排放所执行的标准，包括地方标准及环评批复的要求。

二、总体设计

1、各功能区的划分：办公区、职工生活区、废物暂存区、废

物预处理及配伍、焚烧处置区、事故水池、初级雨水收集、消

防及生产水池、供配电、污水处理、车辆清洗及停放区、消防

通道、绿化等。

2、人流及物流出入口设置、门卫及地磅房设置。

3、总平面布置。

三、焚烧工艺设计

1、根据废物的特性、处置能力计算焚烧系统所需的理论空气

量、实际空气量。

2、物料平衡及热平衡计算，确定各设施出口的烟气量。

3、主要工艺设备规格的选型计算：回转窑、二次燃烧室、余

热锅炉、急冷塔（半干式除酸塔）、干式反应器、布袋除尘器、ID风机、喷淋塔、烟囱以及燃烧风机等。

4、根据废物的种类确定其进料方式。

5、固体废物、液体废物贮存区。

四、详细设计

1、焚烧车间平面、立面布置图设计：主厂房、辅助用房、焚

烧系统设施、废液贮罐区、给排水、配电房、压缩空气站、水泵房、中央控制室、管架廊、电缆桥架廊等。

2、土建基础条件。

3、工艺流程图设计。

4、带PID控制系统流程设计。

5、辅助系统设计：空压机站、软水制备、泵房、余热锅炉辅

助设施设计、冷却系统设计。

6、管路系统设计。

7、电气控制设计。

8、DCS控制设计。

五、焚烧炉及烟气净化设计

1、焚烧炉：目前国际比较流行的焚烧炉主要是回转窑，回转

窑对处理危险废物适应性很强，操作维护比较简单，处理能力比较强。另外，对处理比较单一的危险废物还采用等离子炉，等离子炉处理危险废物还不太成熟，其维护成本比较高，目前在国际上应用比较少。

回转窑的设计：根据焚烧量确定回转窑的容积（窑的直径和长度），斜度（2.5~3%），传动装置（设置主传动和辅助传动，主传动的转速0.2~2rpm，辅助传动的转速0.1rpm），窑头窑尾

密封，窑头面罩，窑尾冷却，窑口护铁及耐火材料等。

回转窑内物料与烟气的流动方向分为顺流和逆流，现在普遍采用的是顺流，排渣温度在900~1000℃，此时炉渣不完全处于熔融状态。如采用逆流，燃烧器设置在排渣端，通过过提高燃烧温度可保证炉渣熔融后排出，经急冷后变成玻璃体。

2、二次燃烧室的设计：根据焚烧所需的实际风量及烟气量计算炉容，保证烟气从最后一个进风口到烟气出口间的停留时间大于2秒。二燃室低部设排渣口，顶部设置紧急排放口，保证在炉内正压及紧急情况下能联动打开。耐火材料的设计除保证其能抵抗酸碱气氛的侵蚀外，还需提高隔热效果，减少散热损失。

3、余热锅炉：设计中需考虑结垢降低换热效率，还需考虑所产蒸汽的利用，如加热燃烧空气、加热高热值废液、低热值废液蒸发浓缩及发电，其所发的电能可满足焚烧所需的用电量。

4、急冷塔：常规的急冷塔除可将烟气温度在1秒钟内从500℃降到200℃以下外，还可通过喷石灰浆乳液进行酸性气体的去除（即半干式除酸塔），最关键的设施是水或石灰浆的雾化装置，雾化后的水或石灰浆乳液的粒度在150μm以下。

烟气的急冷还可以采用换热器进行急冷，其最大的优点是无需用水并可产生200℃左右的蒸汽，急冷时间也可在1秒钟内完成。

5、干式反应器：喷入干的消石灰粉中和急冷塔出来烟气中的

酸性气体，以防止烟气中的酸性气体对烟道及除尘设备等的腐

蚀；喷入小苏打可进一步去除半干式除酸塔出来烟气中酸性气

体，提高除酸效率，并达到烟气排放标准的要求。

喷入活性炭对烟气中的重金属及二恶英进行吸附。

6、布袋除尘器：设计合适的过滤风速及选择优质的滤袋，提

高粉尘的去除率，设计中还需考虑系统的漏风率小于1%，不允

许内漏，还要考虑除尘器加热装置，以免烟气结露对壳体及滤

袋的腐蚀。

7、喷淋塔：喷淋洗涤塔对烟气最佳的除酸温度为80~90℃，

进洗涤塔前的烟气温度需降到90℃，降温设备可设计成喷雾塔

降温，也可设计一种换热器进行降温，产生的高温水可以利用。

洗涤后烟气中的水处于饱和状态，设计独立的除雾装置去除烟气中大部分水，降低烟气中水的含量。

洗涤后烟气温度为70~80℃，为防止烟囱产生大量的白烟，需将烟气温度加热到130~140℃。

8、烟囱：设计中需考虑防腐蚀的问题，烟囱的高度需满足建

设规范的要求，并尽量设计高一点，增加抽力。

六、不同焚烧及烟气净化工艺的比较

1、焚烧炉：在国内比较常见的焚烧炉主要有两种，一种是热

解气化炉，另一种是卧式回转焚烧炉（回转窑）。

热解气化炉又分两种：A/B炉及立式回转炉，这两种炉都是将废物中的可燃物以还原气氛通过加热分解的形式变成可燃

烧的气体，进入二次燃烧室进行焚烧，不可燃物即灰渣从炉底排出。A/B炉通过两个轮流进料及排渣可以简单地达到连续运行的效果，但整个系统运行不会太稳定，导致二次燃烧室的温度产生波动，这种炉普遍自动化程度不高，工人劳动强度比较大；立式回转气化炉可以达到连续进料及排渣，系统运行比较稳定，自动化程度比较高。这两种气化炉对处理医疗废物、抹布、废包装物等类型的废物效果比较适用，但单台炉的处置能力比较小。

回转窑是目前国际上比较流行的焚烧炉，该炉对废物的适应性很强，单台炉的处置能力比较大，自动化程度非常高，系统运行相当稳定，处置效果好。

2、烟气净化系统：目前国际上普遍采用两种除酸净化工艺，一种是半干法，另一种是湿法洗涤。早期的焚烧厂主要是半干法，近几年采用湿法洗涤的比较多，主要原因是早期的半干法除酸效率相对较低，对硫的去除率为85%，氯的去除率为90%。这些年对半干法工艺进行改良，增加干法除酸塔之后，其除酸效果大大提高，接近湿法洗涤的除酸效果。

这两种烟气净化工艺的优缺点也比较明显：半干法+干法除酸工艺除对酸性气体的去除率稍低之外，其他优势相当明显，主要优势是没有生产废水产生、对设备没有腐蚀、烟气无需再加热、投资及运行成本低，排烟温度高，没有白烟。而湿法洗涤需要使用大量的生产用水，产生的高浓度的盐水需要进行处

理，设备的腐蚀也比较严重，且还需要蒸汽再加热，难以避免

白烟的产生。

七、焚烧炉的发展趋势

不管是热解气化炉还是回转焚烧炉，都会产生一定量的炉渣、灰渣及飞灰需要固化填埋，填埋的费用比较高，且随着对土地的使用限制，可供填埋的场地越来越少，将无法满足这些危险废物填埋的需要，这就要求将此类废物进行无害化后作为普通废物进行处理或利用，为此必须选用其他的焚烧炉来处置危险废物。

目前国际上发达的国家开始尝试等离子冶炼炉来处理危险废物，包括炉渣及飞灰。其原理是采用高温等离子焰将废物（废物里面的无机物、重金属及盐类）加热到熔融状态，熔融物经急冷后形成玻璃体，将重金属、盐类物质稳定固熔在玻璃体中，使其毒性无法渗出，从而达到无害化处理的目的，所以，将来焚烧炉的发展趋势将普遍采用等离子炉。

另外，还可以在现有回转焚烧炉的基础上，将传统的顺流改为逆流，回转窑出来的炉渣经过高温焚烧产生熔融态，经急冷后产生玻璃体，所有的有害物质固熔在玻璃中，达到无害化处置的目的。