燃煤固硫技术在工业危险废物焚烧中的应用

摘要：燃煤固硫理论应用于工业危险废弃物的焚烧，以减少尾气排放中有害物质SO2的含量。
关键词：煤；工业危险废物；焚烧
1概述
随着经济的发展、人民生活水平的不断提高，人们对生存环境的要求日益提高，我国政府对环境保护的力度也不断加大。从生活垃圾到工业危险废弃物的处理，不再处于混乱的状态，而是逐渐被治理。
固体废弃物的种类较多，本文主要阐述工业危险废物的处理。按照国家标准GB5085.1～5085.3-1996的规定，工业危险废弃物是指“具有腐蚀性、急性毒性、浸出毒性、反应性、放射性等一种及一种以上危害特性的废物”。处理废物的方法很多，有焚烧法、直接填埋、安全填埋等。对于那些高毒高热值的有机工业危险废物，填埋法会对地下水体造成污染，即便是安全填埋法，安全隐患随时存在。而焚烧法可以彻底消除这种污染隐患。因此焚烧法是处理高毒有机废物最有效、最彻底的方法。
焚烧可使高热值有害废弃物经高温热解，能有效地减容和解毒。它广泛用于处理各种可燃有机废弃物。大多数可燃有机废物的主要成分是碳和氢，在氧气(空气)充分的条件下，燃烧生成H2O、CO2，同时N、P、S等元素生成相应的氧化物。
随着我国大批工业装置的建设投产，对危险废物处置的要求越来越高。因此，掌握先进成熟的焚烧技术，已经势在必行。
2焚烧装置
工业危险废弃物焚烧装置中，焚烧的品种不同，焚烧炉的形式也不同。对于大型集中处理废弃物的工厂，经常选择马丁炉排式焚烧炉和回转窑式焚烧炉。而回转窑式焚烧炉虽然其结构相对复杂，制造成本高，但其灵活的控制性能和操作的可连续性为大多数焚烧厂所采用。回转窑式焚烧装置主要包括4个部分：
(1)机械上料部分。将包装好的废料，按照规定的进料量，在单位时间内通过机械上料系统定量送到炉内。
(2)焚烧部分。包括回转窑焚烧炉和二次燃烧炉。在焚烧炉中废物经过干燥、点燃、燃烧3个过程。产生的挥发份进入二次燃烧炉补加燃料继续焚烧，将有害物质彻底的烧掉。
(3)余热回收部分。从二次燃烧炉排出的烟道气温度为1200℃，经过废热锅炉回收其热能，副产蒸汽。回收热量后，烟气的温度降为250～300℃。
(4)烟气洗涤部分。从废热锅炉出来的烟气中含有一定量的SO2、Br2、Cl2、HCl，可以通过干法、湿法等洗涤塔将其大部分吸收掉，使烟气达到排放标准。
烟气最后经由引风机通过烟囱排至大气。焚烧炉产生的灰渣填埋处理。
3废物焚烧要求
对于可在回转窑式焚烧装置中处理的废物，具有腐蚀性和放射性的废物是不适合的，另外以下物质也不适合进入回转窑：①无机盐溶液；②机械处理产生的无机废物；③熔化与燃烧残留物；④化学处理的液态与泥浆无机废物；⑤化学处理的固态无机废物；⑥废弃的设备材料；⑦不宜熔化或蒸发的大件有机物；⑧细小粉尘；⑨氯化物的重量百分比大于20％；⑩含硫物质的重量百分比大于20％；⑩物料中含有汞、镉、砷、硒、碲、铊等元素。
4焚烧过程中SO2的控制
在焚烧的废物中，硫元素的含量有时会很高。硫元素焚烧的最终产物为SO2。烟气中高浓度的SO2对焚烧装置极为不利：
(1)对废热锅炉具有强烈的腐蚀。
(2)烟气洗涤设备对烟气中的SO2有限制，烟气洗涤设备只能处理规定浓度的SO2。
在2000年以前，关于废气污染的排放的环境评价是按《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)标准执行的。2000年国家颁布了《危险废物焚烧污染控制标准》(GWKB2-1999)。表明国家对工业危险废物焚烧烟气排放的明确限制。
5燃煤固硫技术在废物焚烧中的应用
在废物焚烧领域，相关理论资料十分有限，而燃煤技术却较完整，可以借鉴到废物焚烧中。
5.1硫酸盐焚烧的产物
根据能否在空气中燃烧的性质，煤中的硫可分为可燃硫和不可燃硫。有机硫、硫铁矿硫和单质硫都能在空气中燃烧，属可燃硫。在燃烧过程中不可燃硫残留在煤灰中，所以又为固定硫，硫酸盐中的硫就属于固定硫。
5.2燃煤固硫技术
固硫的目的在于遏制燃烧过程中的SO2排放，其效果好坏首先取决于所用的固硫剂与燃烧释放SO2及时反应的能力，若固硫反应明显滞后，或同步反应的固硫速度明显低于SO2的释放速度，固硫率自然就低。因此掌握燃烧过程中SO2的释放规律很重要。图1为原煤以及煤和几种固硫剂在燃烧过程中SO2的释放规律。
原煤中的硫在温度达到800℃之前已接近于全部释放。出现SO2峰值的浓度，包括加入不同固硫组分的试验曲线均不到600℃。型煤在SO2荧光分析仪正常开机情况下由室温状态推入温度已达到或稳定在400℃的均温段，SO2指示浓度即迅速上升，这说明在不到400℃温度下SO2即能大量释放。虽然在不同温度段之间的每次升温过程都能形成新的SO2释放峰，但在600℃之前大部分SO2已释放出来。图1中煤中加入固硫组分后，低温燃烧阶段固定下来的硫在高于1000℃温度下又开始重新释放。初期减少的SO2排放效果越好，高温下重新分解释放的SO2相应也越多。所以在固硫过程中，要控制住两个阶段，即初期高的低温反应活性和结束期低的高温分解速度。