重金属污泥焚烧工艺

01焚烧工艺流程

完全焚烧又称为干燥焚烧，污泥所含水分完全蒸发，有机物质完全被焚烧，最终的产物是CO2、H2O、N2等气体及焚烧灰渣。典型危险废物焚烧处置工艺流程如图1所示。

固体废弃物经干化粉碎成颗粒的预处理后，进入焚烧炉，在最优的焚烧温度、停留时间条件下焚烧。产生的底灰可作为回收金属的原料，进入后续的回收工艺中。焚烧时产生的大量烟气，即飞灰，其中包含部分金属，根据焚烧温度不同，包含不同的金属，故必须安装飞灰处理装置以回收金属。

02焚烧设备

① 焚烧方式

目前的焚烧方式主要分为层状燃烧方式、沸腾燃烧方式及回转热解焚烧方式。层状燃烧在煤炉中得到广泛的应用，这种技术在工业废渣焚烧方面也得到推广。要使固体废物燃烧完全，燃烧设备的设计应考虑停留时间，以及固体废物在炉中的充分混合。

② 焚烧设备

焚烧锅炉形式较多，按燃烧方式可分为以下三种。

a.机械炉排焚烧炉

机械炉排焚烧炉属于层状燃烧方式，分为倾斜式往复炉排和滚动炉排两种类型。在推动的过程中，倾斜式往复炉排焚烧设备目前在国外应用较普遍，倾斜式往复炉在炉排上能得到较好的翻动，同时空气同污泥有良好的接触，燃烧效率高，整个炉床可分为干燥、燃烧和燃尽三个区域。国内外层燃焚烧炉的形式较多，主要差别在于传送式炉排结构的不同，而这点往往是焚烧性能好坏的关键。炉排形式可分为移动式、往复式（阶梯式）、扇形摇动式及摇动阶梯式等。根据炉排的推动方向不同又分为顺推式和逆推式。滚动炉排的滚筒以不同的速度缓慢转动，污泥从一个滚筒到另一个滚筒，得到较好的搅动与空气混合，滚动炉排的滚筒可周期性地脱离燃烧区而使炉排受到冷却。国内采用的间歇式逆向倾斜往复炉排结构简单，火种与污泥混合好，易于干燥和着火；污泥层间搅拌充分均匀，有利于完全燃烧；干燥、着火、燃烧和燃尽等一系列过程都在炉排上完成，处理效率高，燃烧稳定，炉温及锅炉蒸发量变动很小，运行费用低。但往复炉排的冷却能力差。

b.流化床焚烧炉

流化床污泥焚烧炉主要有鼓泡流化床和循环流化床两种。鼓泡流化床污泥焚烧炉的炉膛由密相焚烧区和稀相焚烧区组成，流化速度一般控制在0.6～2.0m/s，密相焚烧区高度一般控制在0.8～1.2m，以保证污泥完全燃烧所需的炉内停留时间和密相区内床料的流化介质的充分接触及稳定流化等。稀相焚烧区高度的选取则主要取决于颗粒的夹带分离高度TDH、烟气的炉内停留时间和受热面的布置等。循环流化床的流化速度一般为3.6～6.0m/s，为鼓泡流化床的2～10倍。在此流化速度下，烟气夹带大量的细颗粒飞离炉膛，进入气固分离装置。分离出来的固体颗粒经物料回送装置进入炉膛下部，形成物料的循环。该运行方式保证了污泥和脱硫剂等固体物料在炉膛内有充分的停留时间，使污泥的燃尽率和脱硫剂的利用率有较大的提高。

流化床焚烧炉主要由炉本体、尾部受热面、床面补燃系统、喷水减温装置、螺旋输送机、排渣阀、燃油启动燃烧室、烟气处理系统和鼓风机等组成。炉本体是一个圆形塔体，下部设有分配气体的分配板，塔内壁衬有耐火材料，并且装有一定量的耐热粒状载体（砂粒）。气体分配板有的由多孔板制成，有的平板上穿有一定形状和数量的专业喷嘴。气体从下部通入，并且以一定速度通过分配板，使床内载体“沸腾”呈流化状态，因此称之为“流化床”。污泥经半干化后从塔侧或塔顶加入，在流化床内进行干化、粉碎、气化等过程后迅速燃烧。污泥呈颗粒状在流化床内燃烧，其所占床料质量比很小，污泥进入流化床内即被大量处于流化状态的高温惰性床料冲散，因此，污泥在流化床内焚烧时不会发生黏结。燃烧气体从塔顶排出，经热交换回收热量后进行下一步处理。

流化床焚烧炉的优点是，结构简单，接触高温的金属部件少，故障少。污泥的干燥与焚烧同时进行，硅砂与污泥接触面积大，热效率高，节省能源，焚烧时间短，炉体小。由于焚烧炉的热容量大，停止运行后，每小时降温不到5℃，因此，在停运后两天内重新运行可不必预热载体，故可连续或间歇运行，操作可实现自动化。