《安全环境-环保技术》之回转窑焚烧处置危废烟气CO超标原因分析 VIP免费

回转窑焚烧处置危废烟气CO超标原因分析摘要：焚烧法因在减量化、资源化、无害化等方面拥有其他危废处置方式无可比拟的优势而被广泛应用,但焚烧过程中不可避免的会释放出一些烟气,烟气中的CO如果不严格控制会对环境造成二次污染。本文以回转窑燃烧炉处理危废为例,对烟气中CO超标问题进行分析。1回转窑焚烧系统焚烧可以实现危险废物的无害化、减量化和资源化，在危险废物处置行业中占据重要地位。目前处理固体废物的焚烧炉主要有炉排式、炉床式、流化床式、回转窑式等形式，由于适用废物种类多、技术成熟、运行稳定等特点，回转窑式焚烧炉在危险废物处置行业中得到了广泛的应用。回转窑式焚烧炉主体是由回转窑、二燃室构成。回转窑是一个略微倾斜的内衬耐火砖的钢制空心圆筒，以固定的速度进行旋转，可以起到搅拌固废的作用。根据危险废物焚烧污染控制标准规定，回转窑焚烧炉在处理危险废物时，需要控制各项运行参数，保证炉温≧1100℃，热解产生的气态物质在二燃室停留时间≧2s，以此保证燃烧效率≧99.9%和焚毁去除率≧99.99%的要求。焚烧后产生的高温烟气含有CO、HCl、SO2等，经热量回收、半干法和干法脱酸、活性炭吸附、布袋除尘净化处理达标后排至大气。然而，烟气中CO浓度超标问题时有发生，本文以某危废焚烧企业为例，对其焚烧烟气中CO浓度(CO排放浓度限值为80mg/Nm3超标问题进行了探讨。2烟气排放影响因素图2为该企业某一个焚烧周期内，危险废物焚烧烟气中CO浓度情况，在该周期内CO排放浓度不稳定、超标频繁等问题。CO浓度超标主要与燃烧不充分有关，受炉内温度、升温速率、氧气含量、配伍等因素影响;同时CO浓度超标间接佐证了其他有机气体未充分燃烧的可能。2.1炉内温度根据该企业回转窑焚烧炉运行温度变化曲线(图3)，危废处理过程中CO超标主要集中在回转窑焚烧炉升温、降温及窑内温度不足这三个时间段。回转窑焚烧炉的焚烧系统包括回转窑与二燃室，危险废物先进入回转窑内进行焚烧热解，热解气体进入二燃室进一步焚烧，其中回转窑温度控制在850℃以上，二燃室温度控制在1100～1150℃。回转窑、二燃室均有燃烧器，启动时，开启燃烧器以提高窑内温度。由于使用柴油作为燃料时的二燃室燃烧器功率偏低，二燃室内温度无法迅速升至1100℃以上，热解烟气燃烧不充分，产生了CO。同时，为使二燃室温度达标，还需打开回转窑柴油喷枪进行温度补充，但温度不达标情况下，使用的柴油也无法充分燃烧反应，也产生了一定量的CO。烟气净化工序只能对烟尘、酸性气体进一步净化，无法去除CO，从而造成烟气中CO超标情况发生。二燃室燃烧器如果满足二燃室升温需要，不仅要考虑二燃室空间，还需要考虑热损失的问题。以该企业回转窑燃烧炉的二燃室为例，其室内体积100m3，以6小时升至850℃为计算标准，考虑到回转窑进入到二燃室的气体自身温度可以达到300℃和二燃室自身热损失，燃烧器功率应至少达到1.3×105cal/h，为满足燃烧器功率要求，该企业使用天然气燃烧器替换了柴油燃烧器以改进燃烧效果。图4为更换燃烧器后一个焚烧周期内CO排放情况，图5是更换燃烧器后一个焚烧周期内回转窑焚烧炉运行温度图;更换大功率的天然气燃烧器后，二燃室温度可迅速达到指定温度，且回转窑焚烧炉系统运行温度更加平稳，进而CO超标次数、超标浓度均大幅度降低。2.2升温速率升温速率对废物热解特性的影响是显而易见的，升温速率过快会导致废物微孔孔体积和孔表面积有所下降，因此温度升温快虽然使废物反应时间缩短，但反应不完全程度却开始增加。2.3氧气含量C+CO2→2CO公式(1)2CO+O2→2CO2公式(2)C+O2→CO2公式(3)2C+O2→2CO公式(4)结合公式(1)(2)(3)(4)可以看出氧含量对CO产生量有着重要影响，虽然在低温中C与CO2的气化反应并不占据主导作用，但正常运行时炉中温度是超过900℃的，在高温下CO2已具备了反应活性，若C过量且氧含量不足，C很可能抢夺CO2中的氧生成CO(如公式(1))，为确保C与CO2的气化反应速度远低于C与O2的燃烧反应速度，充足的氧气含量是必须的。2.4配伍危险废物的组分、结构相当复杂，其燃烧过程中产生的热量、产物也不尽相同。热值低的危废要在焚烧炉中彻底分解，需要启动辅助燃料系统，增加了企业运...