摘要：危险废物主要包括存在毒性、传染性、腐蚀性等废物。危险废物可对环境、人体健康等产生危害。因此，对于危险废物需进行正确处置，消除隐患。在焚烧危险废物的过程中，会产生大量余热。如果将这些余热进行回收，能够减少能耗。本文主要分析如何实现余热的回收梯级利用。
关键词：危险废物；焚烧处置系统；余热回收；梯级利用技术
一、余热锅炉技术研究
危险废物经过焚烧系统的充分燃烧，可以产生大量1100℃的烟气，由于该烟气中具有大量的腐蚀性气体和烟尘，无法直接进行利用，因此必须要通过余热锅炉进行换热，将其热源转变成饱和蒸汽进行利用。常规的余热锅炉采用水管式对流换热余热锅炉，由于危废焚烧烟气的特殊性，经常容易出现积灰和腐蚀问题，造成停产。余热锅炉采用自主研发的单锅筒膜式壁余热锅炉，该种型式的余热锅炉最大的优点就是以辐射换热为主，不设对流换热面，因而锅炉本体和烟道内不发生烟尘堵塞现象，不用清灰且烟气阻力小，可长时间连续运行。同时余热锅炉设定期排污扩容器，定期排污。
焚烧产生的烟气经二燃室烟道进入到余热锅炉中，在余热锅炉的膜式壁组成的空间内流动，锅炉水在管内。靠近膜式壁的烟气纵向冲刷，烟气温度低，通道中间流动的高温烟气向低温烟气传热，以辐射换热为主，对流换热少量。该种结构的锅炉，是唯一不用停炉清灰、连续运行时间最长的余热锅炉，在危险废物焚烧系统中不易发生低温或者高温腐蚀。余热锅炉设置有分汽缸，可以同时向多个用汽单位提供蒸汽，实现蒸汽分配的均匀性和稳定性，是确保蒸汽余热回收的梯级利用的基础。
二、急冷塔技术研究
根据国标要求，余热锅炉的烟气热量利用只能到500℃，烟气必须在500℃至200℃在急冷塔中进行急冷，以减少二噁英类物质的再合成。余热锅炉出口处500℃的烟气将进入急冷塔，急冷塔为自主研发的一体化的急冷塔：通过双流体的喷枪向塔内喷射水雾，高温烟气与雾化喷淋水雾直接接触，使得烟气在1秒钟内与水雾接触蒸发汽化，通过热交换，迅速放热由500℃降至200℃以下，此过程可以有效地避免二噁英类物质的再合成。同时通过检测急冷塔内烟气的温度、压缩空气和喷雾液体的流量及压力，控制供给喷枪的液体流量，保证急冷塔出口温度的稳定。
在急冷的时候也可以加入碱液，同时起到脱酸的效果，因此可以兼顾急冷脱酸塔的功能，当后续干法或者湿法脱酸系统存在故障或者效率不足时，可以在急冷水中加入碱液，起到半干法脱酸的作用，作为脱酸系统的有效后备补充。
三、一级余热回收利用技术研究
余热锅炉产生的饱和蒸汽，温度在150-160℃，压力在6-10公斤。除去余热锅炉的自身用气（除氧器、全自动软水器等），50吨的危险废物焚烧项目可以产生6-7吨/小时的蒸汽。作为优质热源，可以充分开发利用于危险废物焚烧系统中，以减少能耗，增加产值。一级余热回收利用技术，主要是针对饱和蒸汽的使用，挖掘危废焚烧系统的使用潜能。
首先，可以提供给危废焚烧系统的烟气加热器和空气加热器使用。
危废焚烧系统往往配置有湿法洗涤系统，高温烟气经过湿法洗涤脱酸处理后，烟气温度降至60～70℃左右，此时如果排放，容易在产生白烟，造成较差感官效果，同时如果脱酸不彻底，也会因为结露的情况，对湿法洗涤塔后续设备、管道和烟囱等造成腐蚀。因此通过将蒸汽通入烟气加热器，换热后将烟气加热至140℃以上，可以有效避免上述问题。危废焚烧系统同时存在焚烧物料种类繁多，焚烧工况波动较大的特点。因此通过空气加热器，将二次风加热后通入焚烧炉内，可以起到提高助燃空气温度，稳定燃烧效果的作用。因此做好烟气加热器和空气加热器的研发和应用，对于优化危废焚烧系统具有重要的作用，并可以节省能源，
提高环保处理水平。
其次，考虑到危废中含有较多的危废污泥，该类危废含水率高（一般在80%含水率以上），热值低，一旦量大，非常容易影响正常的焚烧工况，或者需要大量辅助燃料，增加能耗和运行成本。因此针对危废污泥，增加污泥干燥机设备，充分利用饱和蒸汽资源，将危废污泥通过热干化手段脱水到20～30%的含水率，再进入焚烧炉中进行焚烧，污泥体积可以减少75%左右、热值提高三倍以上，基本上可以不再使用辅助燃料。因此研发适用于危废系统的污泥干燥机系统（以桨叶式污泥干燥机为主要研发对象），对于具有一定规模的危废焚烧厂来说具有非常好的经济价值。
四、二级余热发电技术研究
余热发电技术在生活垃圾焚烧厂中已经普遍采用，且使用最为广泛的技术是汽轮发电机组。但是对于危险废物的焚烧余热发电，还处于起步阶段。由于危废焚烧中产生的可发电的热能相对较少、焚烧工况稳定性较差、蒸汽波动大、汽轮机组维护和使用要求高，因此常规的汽轮发电机组不太适用于危废焚烧厂中。二级余热发电技术是考虑采用螺杆发电机组将剩余蒸汽进行发电。
螺杆膨胀发电机组是当今国内外唯一能同时适用于过热蒸汽、饱和蒸汽、汽水两相湿蒸汽及热水的热动力机，对蒸汽品质要求不高，适合于热源参数的大范围波动，运行维护简单，因此非常适合于危废的焚烧处置系统中。
50吨的危废焚烧系统经过余热锅炉自身用汽和一级余热回收利用后，平均还可以剩余4-5吨的饱和蒸汽。通过螺杆膨胀发电机组，可以产生每小时约200kw的电能，如采用两级机组，还能多产生约100kw的电能。发出的电可以用于补充系统自身电耗，极大的降低运行成本。二级余热发电的研发和利用，可以在减少企业热污染的同时提高了企业能源的利用效率，经济效益良好，也完全符合国家的节能减排政策。
五、三级余热回收利用技术研究
通过一级和二级的余热回收利用，产生的乏汽仍然具有一定的热焓，如果无组织排放，不但浪费能源，还会对环境产生一定的影响。因此三级余热回收利用技术研发是针对这部分乏汽。考虑通过增加汽水换热器设备，将乏汽中的热能置换出来，加热冷水，产生的热水可以用于生产或者生活用水（如职工浴室使用）。在北方供热地区，也可以用于供热系统，减少热源供给。经过汽水换热后的水汽，经过冷凝后可以回收水分，循环使用，减少水耗。
六、结束语
通过对危险废物焚烧的余热回收梯级利用技术的研发，对于能源回收利用、降低能耗具有非常重要的意义，并可以取得良好的社会效益和经济效益。
参考文献：
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（作者单位：江苏宇新环保工程管理有限公司）
