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摘要 危险废物的污染严重，危害显著，因此，对危险废物实行“减量化”、“无害 化”、“资源化”有着非常特殊的意义。根据我国国情，在现有的技术经济条件下， 确定今后较长一段时间内以“无害化”为主。 为使大连开发区产生的危险废弃物得以无害化，本文从大连开发区危险废物 处置状况分析入手，提出了有效处置危险废物的途径。并针对仅适于焚烧处置的 特定组份的危险废物，构建了三种危险废物集中焚烧处置方案，详细分析了每一 种处置方案的工艺流程及适宜处置的危险废物的组份。通过对三种工艺进行全面 的技术经济分析，指出这三种工艺均具有技术上可行，经济上合理，适于处置大 连开发区特定区域的危险废物。只是根据投资风险方面的偏好，从中选择较优方 案。 本文应用了经济评价和综合评价方法对构造的危险废物焚烧方案进行了技 术经济分析，找出了适合大连开发区特定组分的危险废物焚烧的合理处置方案， 并可将这一结论推广到同类城市处置类似组分的危险废物。 关键词：危险废物；处置；技术经济 大连开发区危险废物焚烧投资决策分析 a b s tr a c t d u et od a n g e r o u sw a s t ep o l l u t i o na n dh a r m f u l n e s s t h e r ei ss p e c i a lm e a n i n gt o d e a ld a n g e r o u sw a s t eb yt h ew a yo f “m i n i s hv o l u m e ”“g e tr i do fh a r m f u l l e s s n e s s ” a n d “q u e m a t e r i a l ”b e c a u s eo fo u rc o n d i t i o na n d t e c h n o l o g y , “g e t d o f h a r m f u l l e s s n e s s ”i st h em a i nw a yt od e a ld a n g e r o u sw a s t ef o ral o n gt i m ei nt h en e a r f u t u r e t h ep a p e rs h o wa ne f f i c e n tw a yt od e a ld a l i a nd e v e l o p m e n tz o n ed a n g e r o u s w a s t ea f t e ra n a l y z i n gw a s t ec o n d i t i o n s ，s oa st og e tr i do f w a s t eh a r m f u l l e s s n e s s t h r e e d a n g e r o u sw a s t ei n c i n e r a t o r sp r o j e c t sa r em a d e ，w h i c hi sc o n r e p o n dt os p e c i a lw a s t e t h a tc a nb ei n c i n e r a t e t e c h n o l o g yd i a g r a ma n ds p e c i a lw a s t ee l e m e n to f e v e r yp r o j e c t a r ea n a l y z e di nd e t a i l i ti sc o n c l u d e dt h a tt h et h r e e t e c h n o l o g y a r ea c t u a la n d e c o n o m i c ，a n di tc a nd e a ld a l i a nd e v e l o p m e n tz o n ed a n g e r o u sw a s t e b e t t e rp r o j e c t c a l lb es e l e c t e d b y t h ei n v e s t o r t h et e c h n o l o g ya n de c o n o m i ca n a l y s i si sm a d ef o rt h ei n c i e r a t o rp r o j e c tw i t h e c o n o m i ce v a l u t e t h ep r o p e rp r o j e c ti sg i v e na n dt h ed e a l i n gw a yc o u l db ee x t e n d e d t ot h es i m i l a rm a k e u pw a s t ei do t h e rc i t i e s k e yw o r d s ：d a n g e r o u sw a s t e ；t r e a t m e n t ；t e c h n o l o g i c a l a n de c o n o m i c a n a l y s i s 大连理工大学m b a 学位论文 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下开展研究工作所 取得的成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得大连理工大学或其它教育 机构的学位或证书而产生的成果( 如学位论文等) 。对本文的研究做出重要贡献 的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 并愿为此承担切法律责任。 本人完全意识到本声明的法律后果， 学位论文作者签嘲 日期：2 0 0 4 年i 2 月8 日 火连开发区危险废物焚烧投资决策分析 1 绪论 1 1 问题的提出 1 1 1 固体废物的产生、污染与防治政策 固体废物是指人类在生产、生活过程中产生的对所有誊不荐具有使用价值而 被废弃的固态和半固态物质。按其危害性可分为危险废物和一般废物，如下图 1 1 所示。 图 1 固体腰物分类 f i g u r e l 1t h ec i a s so f ：c o n s ii dw a s t e 危险废物即含有高度持久性元素、化学品或化合物的废物，且这神废物对人 体健康和环境具有即时和潜在危害。危险废物的产生范围十分广泛，在各种工业、 农业、商业以及居民生活活动中均会出现，表1 1 举出若干具体实例。 危险废物同一般固体废物的区别就在于其特有的危害性，他的特殊性质( 如 易燃性、腐蚀性、毒性等) 表现在他们的短期和长期危险性上。就短期而言，是 通过摄入、吸入、皮肤吸收、眼接触而引起的毒害，或发生燃烧、爆炸等危险性 事件；长期危害包括重复接触导致的人体中毒、致癌、致突变等。 2 0 世纪7 0 年代末，美国纽约州尼亚加拉县掩埋2 万多吨化学废物后渗漏， f j 多年后，井水变臭，婴儿畸形，人患怪病，联邦政府对该地区的补救工作，投 资达数千万美元。在我国辽宁省的锦州市，锦州合金厂累计堆存了约2 5 万u 屯铬 渣，污染面积达2 0 多平方公里，污染区内的18 0 0 多口井水无法饮用，最后不得 不花近千万元建阻档墙等解决当地居民饮水问题。 寓禹蓍蠡咂离 甲 大连开发区危险废物焚烧投资决策分析 由于危险废物对环境的污染严重，危害显著，因此，对他的严格管理，青特 殊意义。我国在1 9 9 5 年】( ) 胄3 0 日通过并在1 9 9 6 年4 月1 日起施行了中华人 民共和国固体废物污染环境防治法。该滋提出，国家对固体废物污染环境的防 治，实行减少固钵废物的产生、充分台理利用固体废物和无害化处置固体废物的 原则；国家鼓励、支持开展清洁生产，减少固体废物的产生最；国家鼓励、支持 综合利用资源，对固体废物实行充分回收和合理利用，并采取有利于固体废物综 合利用活动的经济、技术政策和措施。 表1 1 若千产生煎险废物的实例 t a b i e t 1t h ee x a m p i e so fe n g e n d e r in gt o x i cw a s t e 根据我国国情，我国制定出近期“无害化”、“减量化”、“资源化”作为控制 固体废物污染的技术政策，并确定今后较长一段时间内应以“无害化”为主，以 “无害化”向“资源化”过渡，“无害化”和“减量化”应以“资源化”为条件。 1 9 9 8 年1 月4 曰，国家环保局、国家经贸处、外经贸部、公安部颁发了首 批危险废物名录，名录中共列出了4 7 类6 0 0 多种危险废物，医院临床废物被 列为首项。按照国家环保“十五”计划，人口超过2 0 万人的城区就应建设医疗 大连开发区危险废物焚烧投资执策分析 垃圾集中处霞中心，国务院最近电刚剐批复全国危险废物和医疗废物处置设施 建设规划，要点包括，贯彻科学发展规，加快公共卫生体系建设，增强控制疾 病能力，保证环境安全；加大政府投资力度，吸引社会投资，3 年内基本实现危 险废物、医疗废物秘放射性废物安全处置；提倡集中安全处置，淘汰分散、简陋 处置设施；制定收费政策和优惠政策，推进企业化、社会化和产业化；设施建设 和管理体系建设并重。 1 1 2 危险废物处置方式比较 危险废物的处置方式有很多种。 ( 1 ) 填埋法 土地填埋是最终处置固体废物的一种方法，此方法包括场地选择、填埋场设 计、施工填埋操作、环境保护及监测、场地科用等几个方蔼。其实质是将固体废 物铺成有一定厚度的薄层，加以压实，并覆盖土壤。这种处理技术在国外得到普 遍应用。我国自1 9 6 0 年代以后，固体废物填埋技术不甑地改进，特剐是近年来 该项技术有了很大的发展，从简单的倾倒、堆放，发展到卫生填埋和安全填埋等， 使填埋质量有了明显的提高。 土她填埋法与其它圆体废物处理法相比，菇主要优点有：此法为一种完全的、 最终的处置方法，若有合适的土地可供利用，此法最经济；它不受固体废物的种 类的限制，并且适合于处理大量的固体废物；填埋后的土地可重新用作婷车处、 游乐场、高尔夫球场等。此法的缺点主要有：填埋场必须远离居民区；回复的填 埋场将因沉降雨需不断的维修；填埋在地下的固体废物，通过分解可能会产生易 燃、易爆或有毒气体，需加以控制和处理等。 ( 2 ) 焚烧法 焚烧法是高温分解和深度氧化的综合过程。通过焚烧可以使可燃性固体废物 氧化分解，达到减少容积、去除毒慷、回收能量及酗产品的目的， 圆体废物的焚烧过程要比普通燃料的燃烧过程复杂。由于固体废物的物理性 质和化学性质复杂多样，对于同一批固体废物，其组成、热值、形状和燃烧状态 都会随时间与燃烧区域的不同丽肖较大的变化，同时燃烧后所产生的废气组成和 废渣性质也会箍之改变。因此，固体废物的焚烧设备必须适应性强，操作弹性大， 并有在定程度上自动调节参数的功毹，才能满足需要。 般地说，差不多所有的有枫性匿体废物都可用焚烧法处理。对于无机和有 大连开发区危险废物焚烧投资决策分析 机混合性固体废物，若有机物是有毒、有害物质，一般也最好用焚烧法处理，这 样处理后还可以回收其中的无机物，而某些特殊的有机性固体废物只适合于用焚 烧法处理，例如医院的带茵性固体废物，石化王业生产中某些含有毒性中间副产 物等。 焚烧法的优点在于能迅遮而大幅度的减少可燃性固体废物的容积。如在新设 计的焚烧装置中，焚烧后的废物容积只是原容积的5 或更少。一些有害固体废 物通过焚烧处理，可以破坏其组成结构或杀灭病原菌，达到解毒、除害的目的。 固体废物通过焚烧处理还能提供热能，其焚烧热可用来供热和发电。这在当前世 界髓源紧缺丽圆体废物产量有增无减的情况下，不失为一种新的能源途径。 焚烧法的缺点一是危险固体废物的焚烧会产生大量的酸性气体和未完全燃 烧的有机组分及炉渣，如将其直接排入环境。必然会导致二次污染。二是此法的 投资及运行管理费高，为了减少二次污染，要求焚烧过程必须设有控制污染设施 和复杂的测试仪表，这邀一步提高了处理费用。 ( 3 ) 囡化滚 固化法是将水泥、塑料、水玻璃、沥青等凝结剂同危险固体废物加以混合进 行固化，健褥污染中所含的有害物质封闭在露化体内不被浸出，从而达到稳定化、 无害仡、减爨化的翻的。 固化法能降低废物的渗透性，并且能将其制成具有高应变能力的最终产品， 从而是有害废物变成无害废物。固化法在日本、欧洲及美国已应用多年，我国主 要用此法处理放射性废物。 ( 4 ) 化学法 化学法是种利用危险废物的化学性质，通过酸碱中和、氧化还原及沉淀等 方式，将有害物质转化为无害的最终产物。 ( 5 ) 生物法 许多危险废物是通过生物降解来解除毒性的，解除毒性后的废物可以被土壤 和水体所接受。目前，生物法有活性污泥法，气化池法、氧化塘法等。 1 1 3 适宜焚烧的危险废物及焚烧工艺应控制的关键因素 大多数的危险废物属于只适用焚烧方式处置。如：具有生物毒性和危害性； 不易为生物所降解，可在环境中长期存在；易挥发和易扩散；燃点低；上地填埋 处置不安全；含有卤索、p b 、h g 、c d 、z n 、n 、p 、s 的有机废物。 4 大连开发区危险废物焚烧投资决策分析 尽可能地使废物完全分解是焚烧的主要目的之一，与此同时还要使焚烧炉 排出的废气和废渣不再污染环境和危害人体健康。为此，必须对焚烧炉的运擂工 况严加控制。通常采用种称之为“3 t ”控制方法，即控制温度、停留时间和湍 流度等三因素。但除此之外，还有第四个重要因素。朗氧的供应量，也应加以控 制。对前两项因素来说，焚烧炉内的温度越高，废物的分解就越完全，其中不可 燃废物生成微量毒性有机物的机会也就越少。 所谓湍流度是指焚烧炉内温度处于均匀条件时，废物与空气中的氧相互混 合的速度。当湍流度大或混合程度均匀时，则进入的空气顺畅，废物的燃烧分解 也就完全。 氧的供应量是废物分解完全与否和微量有机物生成量多少的决定性因素之 一。因此，当焚烧炉的实际供氧量需要超过理论值大约一倍时，方可确保整个燃 烧过程的氧化反应顺利进行。 总的来说。影响焚烧炉燃烧效率的主要因素是焚烧温度、停留时问、混合强 度和过剩氧量，这四者相合乃是固体废物焚烧运行中需要严格控制的重要参数。 1 2 研究的意义和目的 1 2 1 大连开发区危险废物的状况及处置方式 大连开发区人口已达3 4 万人，工业企业2 0 0 0 佘家，产生危险废物的企业 1 0 5 家，规模较大的医院4 家。医疗诊所5 9 家，大连市内四区医院产生的医疗 垃圾也运往开发区处置。大连开发区2 0 0 2 年危险废物产生量为9 8 9 0 吨( 应采取 焚烧处饕的量为7 7 0 0 吨) ，2 0 0 3 年产生量为1 2 3 8 0 吨( 应采取焚烧处置的量为 8 7 4 0 吨) ，2 0 0 4 年产生量为1 5 0 7 0 吨( 应采取焚烧处置的量为1 0 0 2 7 吨，其中医 疗垃圾的量为2 0 0 0 吨) 。 目前，大连开发区对危险废物采取的处置方式有很多种，针对不同种类的 危险废物采取不同的处理处置方式，如安全填埋( 含重金属无机废渣) 、污水处 理( 含油废水、含重金属废水等) 、综合利用( 含有回收价值成分废滚、废渣等) ， 这些种类的危险废物处霰是符合环保处置标准的。但大多数的危险废物( 具体种 类、数量统计见表3 1 ) 必须采取焚烧方式处置才能达到环保要求。 大连开发区目前对于必须采取焚烧处置方式处置的危险废物，是运用东泰公 司自行建造的焚烧炉进行焚烧，该焚烧妒建设较早，规模为3 0 0 0 魄年，主要处 大连开发区危险跋物焚烧投资决策分析 理对象为废包装材料、油抹布、废合成树脂等工业腹物及医疗废物等固态废物， 采片 固定炉床焚烧炉，一次性投料，间歇操作。建设之初，该焚烧炉为解决区内 工业废物焚烧处理问题起了一定的作用，但随着时间的推移，社会经济迅速发展， 开发区工搬危险废物产生数量及品种都发生了较大的变化，国家相应标准的颁 布，对危险废物焚烧提出了更高的技术要求，该焚烧炉无论从规模上还是技术上 都已经难以满足开发区危险废物的焚烧处理工作要求，不仅焚烧处理能力己远远 小于实际危险废物产生爨，而且很多新种类危险废物( 如化工釜残废物等) 及液 态危险废物因技术问题无法使用该焚烧炉进行焚烧处理或焚烧效果达不到国家 标准要求，因此急需按国家标准、技术规范及危险废物实际品种数量新建危险废 物焚烧系统，并考虑一定预留量。 1 2 2 建设符合国家环保要求的焚烧处理设旋的必要眭和紧迫性 大连开发区危险废物的处置现状，给人民健康和环境造成严重威胁，制约着 经济发展。 危险废物污染的特点是具有潜在性和长期性，对环境的污染从表面来看不明 显，容易被忽视，但其危害作用是长久的，恶果一旦显现出来就难以在短期内清 除，而且耗资巨大。随意摊放、贮存的危险废物将造成大量土地污染。危险废物 的简易焚烧，更会使大量有毒有机污染物( 如二曝英呋喃等) 排放入大气之中， 影响居民的健康。 危险废物焚烧处置场是城市环保蒸础设施之一，集中处置危险废物可以形成 规模经营，降低危险废物的处理处置成本。 焚烧处置危险废物是一项技术要求高、管理系统复杂严密、对污染物摊放控 制严格的工程，既要投入大量资金和物力，也要有强大的技术力量做后盾。只有 集中财力、物力，建设有相当规模、技术先进可靠、管理系统严纛、有完善的污 染防治配套设备的大型集中处震中心，才能降低投资和运行成本，使危险废物的 处置费用维持在易为工厂接受的较为合理的水平。集中处置比分散处置更经济。 是否有足够的危险废物安全处置能力，是一个工业发达、经济发展的地区当代环 境意识是否成熟的重要标志，危险废物处置场是保障城市经济健康发展的重要基 础设施之一。 项目建设有利于大连开发区企业取得i s 0 1 4 0 0 0 证书，打破绿色贸易壁垒， 加强国际竞争力。 大连外发区危险废物焚烧投资决策分析 近年来，i s 0 1 4 0 0 0 这个国际标准已逐渐成为一种国际语言，并通过经济全 球化的作_ e ； ，对国际贸易产生了深刻影响，是氽业通向未来国际贸易市场的“绿 色通行证”。国外公司对进口商品的生产厂家提出i s 0 1 4 0 0 0 要求，这将对开发区 产品出口企业形成严重的环境贸易壁垒。开发区危险废物焚烧处置场项日的规范 化建设，将为区内各种不同类型的企业提供处置危险废物的基础设施，减轻费用 负担，为其取得i s o l 4 0 0 0 证书创造一个良好的外部环境。 综上所述，大连开发区废弃物集中处置场项目的建设1 + 分必要。其社会效益、 环境效益是显著的，奄利于提高开发区形象，改善投资环境，吸引外资特别是高 科技行业的投资。尤其在我国加入世贸后的今天，这项工作更显重要及迫切。 1 3 研究的方法和技术路线 本文采用归纳、演绎的方法论和理论与实际相结合的研究方法，充分利用了 研究与实证分析相结合，国内外技术相结合，定性分析与定量分析相结合并尽量 采用定量分析的方法。 本文首先通过对大连开发区危险废弃物处理的迫切性，引出三种具体的技术 方案，并对每个方案技术上的特点进行了比较分析，之后对每个方案进行了财务 上的分柝，最后得出在技术和经济上都为可行的方案。具体如图1 2 所示。 开 发 区 危焚构 险烧造结 废 解决 焚 对比 处 实证 方 总结 论 物 l 烧 l 置案 l 与 处 方法7分析+ 处t进建 置置艺行 议 状 评评 况价价 分 析 图12 论文技术路线 f i g u r e l2r e s e a r c h i n g r o u t eo f t h et h e s i s 大连开发区危险废物焚烧投资决策分析 2 危险废物焚烧处置分析 2 1 危险废物焚烧处置技术应用及特点 21 1 焚烧技术应用范围 具有可燃性的匿态、液态或气态废物在有控制的条件下进行氧化、分解，最 终生成二氧化碳、无机盐、水和灰，称之为焚烧。 焚烧可使大量高热德有害废物经4 3 0 - - - 1 5 3 0 1 2 ( 一般9 0 0 - - 1 2 0 0 。c ) 的高温 热鳞，可有效的减容和解毒。焚烧技术广泛应用于处理各种废物，如城市生活垃 圾、医疗废物、工业危险废物等。从技术角度看，除无机毒物和重金属外，有害 有机物不管其含量如何，均可用焚烧方法处置，而医疗垃圾，某些工业固体废物 必须采用焚烧方式处置。 2 1 2 固体废物焚烧炉结构型式及特点 固体废物焚烧炉主要由炉排型焚烧炉、炉床型焚烧炉和沸腾流化床焚烧炉三 种，每种类型的焚烧炉视其具体的结梅不同又有不同的型式。 炉排型焚烧炉：将废物置于炉排上进行焚烧的焚烧炉称为炉排溅焚烧炉。 按炉摊结构不同又可分为固定炉 l 焚烧炉、活动炉持焚烧炉。 固定炉摊焚烧炉结构简单，是最早廒用于废物焚烧处置的炉型，因其手工操 作、间歇运行，规模小，效率低，对废物适应性较茇，焚烧过程可按性及焚烧效 果不佳，只能于小型易燃的固体废物焚烧，现在已极少应用。 浆于上述原因，相继发展了多种活动炉排焚烧炉，按其结构不同可分为阶梯 往复式、链条式、栅动式、多段滚动式和扇形炉排等类型。其中应用最为广泛地 为阶梯往复式移动炉排焚烧炉，该炉型对废物适应性较强，可用于含水量较高以 及表面燃烧和分解燃烧形态的固体废物，但不适宜细微粒状物及单一低熔点废 物。目前在城市生活垃圾焚烧领域，该炉型得到了广泛的应用。 炉床型焚烧炉：对于颗粒较小及泥浆状废物无法捐置在炉排上焚烧，又发展 了炉床型焚烧炉。主要可分为固定炉床、移动炉床两大类。 固定炉床适用于蒸发燃烧形态及高挥发分分解燃烧形态废物，对于高固定炭 类废物容易发生燃烧不彻底现象。另外因其基本上采取问歇操作形式等原因， 大连开发区危险废物焚烧投资抉策分析 般只用于小型焚烧炉，如医院、工厂等自产废物焚烧处理。 活动炉床焚烧炉是将炉床设计成可动的。在燃烧过程中废物能够在炉床上松 散和移动，改善了焚烧条件，能够方便的实现自动加料何出灰操作，连续运行， 效率较高。其中应用比较广泛的是回转窑式焚烧炉及连续二段热解式焚烧炉。 另外一种应用比较广泛的焚烧炉流化床焚烧炉：流化床焚烧炉是一种高效 焚烧炉，其工作原理是利用炉底分布板吹起的热风将废物悬浮起呈沸腾( 流化) 状进行燃烧。一般采用中间媒体即载体( 砂子) 进行流化，禧将废物加入到流化 床中与高温的砂子进行接触、传热进行燃烧。 流化床焚烧炉具有床层温度均匀、废物颗粒和流体接触好、反应快、焚烧完 全等优点，可连续加料、出料，操作可自动调节。广泛地用于焚烧处理各种固体 废物及污泥等。 上述各种炉型各有所长，在实际应用中可根据焚烧废物的特点进行选择。因 为焚烧废物种类、特性的复杂性，某一单一炉型往往难以适应所有废物的焚烧处 理，尤其是危险废物种类、形态复杂，因此在实践过程中，焚烧炉型式逐渐从单 一向组合型式发展，在发达国家各种组合炉黧正在进入实际应用之中。 2 2 危险废物焚烧国家标准及技术要求 针对危险废物及医疗废物焚烧处置环保及技术要求，国家环保局相继颁布了 危险废物焚烧污染控制标准( g b l 8 4 8 4 2 0 0 1 ) ，危险废物集中焚烧处置工程 建设技术要求( 试行) ，医疗废物集中焚烧处置工程建设技术要求( 试行) 等 一系列相应的标准规范。 项目相关的标准规范还有危险废物贮存污染控制标准g b1 8 5 9 7 2 0 0 1 ， 工业企韭厂界噪声标准( g b l 2 3 4 8 9 0 ) ，恶臭污染物摊放标准 ( g b l 4 5 5 4 1 9 9 3 ) ，污水综合排放标准( g b 8 9 7 8 - 1 9 9 6 ) ，医疗废弃物焚烧环境 卫生标准( g b l 8 7 7 3 - 2 0 0 2 ) ，医疗废物焚烧炉技术要求( g b l 9 1 2 8 2 0 0 3 ) 等。 ( 1 ) 危险废物焚烧污染控制标准主要内容： 1 ) 在测试计算过程中，以1 1 0 2 ( 干气) 作为换算基准。换算公式为： c = 1 0 f 2 1o s ) c s ( 2 1 ) 式中： c 标准状态下被测污染物经换算后的浓度( m g m 3 ) ； 0 s 排气中氧气的浓度( ) ； 人连开发区危险废物焚烧投资决策分析 c s 标准状态下被测污染物的浓度( m g m 3 ) ： 2 ) 旨狰缸和镍的总量。 ： ) 指铬、锡、锑、铜和锰的总爨。 _ l 比外该标准还对残渣处置、噪声、污水排放等进行了相应的规定。 表2 1 焚烧炉排气筒高度 t a b i e 2 1t h eh e jg h to ft h ei d c i n e r a t o r sr e i e a s e r 数据来源：危险废物焚烧污染控制标准 表2 2 焚烧炉的技术性能指标 t a b l e 22t h et e c h i c a il n d i c a t o r so ft h ei n c i n e r a t o r 焚烧炉温度烟气停留时间焚毁去除睾焚烧残渣的 指标废物类型 ( )( s )燃烧效率( ”( )热灼减率( )( )( )( )热灼减率( ) 数据来源：危险废物焚烧污染控制标准 o 大连开发区危险废物焚烧投资决策分析 表23 惫险废物焚烧炉大气污染物排放限值 t a b l e 2 3t h ee m is s i o nb o u n do fa irc o n t a m in a t i o nfr o f r tt o x i c - w a s t e - jr i c ir l e r a t o r 1烟气黑度 2 崩尘 3 氧化碳( c 0 ) 4 二氧化硫( s o z ) 5 氟化氢( t j f ) 6 氯化氢( i t c l ) 7 氮氧化物( 以n 0 ，计) 8 汞及其化台物( 以h g 计) 9 镉及其化台物( 以c d 计) 1 0 砷、镍及箕化合物( 以a s + n i 计) 。 l l 铅及其化台物( 以p b 计) 铬、锡、锑、铜、锰及其化合物( 以 c r + s n + s b + c u + m n 计) ” 1 3 二恶英类 1 0 0 1 0 0 4 0 0 9o 1 0 0 林格曼i 级 8 06 5 8 08 0 3 0 02 0 0 70 5 0 7 0 6 0 5 0 0 0l 0 1 1 o i 0 40 0 5 t e q n g m 3 数据米源：危险废物焚烧污染控制标准 ( 2 ) 危险废物集中焚烧处置工程建设技术要求( 试行) 主要内容： 对危险废物焚烧厂总体设计，危险废物接收、分摄鉴别和贮存，危险废物焚 烧处置系统( 包括预处理及进料系统、焚烧炉、热能利用系统、烟气净化系统、 残渣处理系统、自动控制及在线监测系统等) ，公用工程( 包括给排水、建 筑、暖通等) ，环境保护与安全卫生等内容作出了详细规定。 2 3 危险废物焚烧处置单元工艺简介 危险废物焚烧系统一般包括废物预处理单元、储存及进料单元、焚烧单元、 大连开发区危险废物焚烧投资决策什析 废热回收单元、烟气处理单元、自动控制单元等部分组成。单元处理工艺的正确 选择与合理组合对焚烧系统的正常运彳亍及处理效果有着至关重要的意义。预处理 单元一般包括废物粉碎、固液分离( 污混) 、过滤( 废液) 等；储存及进料单元 一般包含各类废物的暂存装置( 如固体储坑、废液储罐、医疗废物冷藏库等) 、 废物混合配比装萋、废物入炉进料装置( 抓斗、皮带输送机、螺旋绘料器、液压 给料器、气锁给料器、液体喷射装置等) ：焚烧单元是整个系统的核心；其选择 正确与否直接影响到处理处置效果，一般由各种型式焚烧炉、二次燃烧室及供风、 供油、除渣等辅助系统组成：废热回收肇元主要作用是降低高温烟气温度以利于 后处理及回收余热，一般使用间接换热( 废热锅炉、空气预热器等) 、赢接换热 ( 烟道喷淋或塔喷淋等急冷方式) 等方式i 烟气处理革元般出一级或多级除尘 装蓬、酸性污染物( s c l f 等) 吸收装置( 不同工艺可分为干法、半干法和瀑 法) 、二恶英吸附装鼹、氮氧化物贫解去除装置等组成；自动控制单元对整个系 统的运行起到髓控作用，根据系统各单元不同的选择组合及自动化程度要求。可 配备相应的自控系统。 2 31 预处理单元 ( 1 ) 废物粉碎 体积较大的固体废物往往难以直接进入焚烧炉进行焚烧，需要进行粉碎预处 理，根据不同型式焚烧炉对进料体积的具体要求及物料种类，选择不同的粉碎设 备。以达到工艺要求。 ( 2 ) 固液分离 很多废物在进场时是固液混合状态，不同的炉型进料要求不同，根据需要配 备固液分离装置进行预处理，以达到入炉物料要求，可选用离心分离机、蒸发设 备等。 ( 3 ) 过滤装鬣 液态废物焚烧一般采用喷射入炉方式，根据输送泵及喷嘴的要求，选用合适 的过滤设备，以达到正常输送的目的。 2 3 2 储存及进料单元 ( 1 ) 圃体废物储坑 大部分可混会的固体废物可采用储坑暂存，并在坑内进行混合，可达到废物 人连开发区危险废物焚烧投资决策分析 热僚等指标纂本均匀一致，利于焚烧系统的稳定运行。储坑采用室内布置，防止 废气外逸，根据需要设置废物储蜿数量及容积，焚烧鼓风桃入风口设于坑内以使 储坑保持负压，废气被吸入焚烧炉进行焚烧，防止废物产生的气味对厂区空气的 污染。 ( 2 ) 废液储罐 液态废物经过滤处理后，根据不同种类相容性分别储存在不同储罐中，根据 系统运行情况分别喷射入炉进行焚烧。 ( 3 ) 医疗废物冷藏库 根据国家相应标准要求，医疗费需要单独存放并冷藏，本项目为工业危险废 物与医疗废物混合焚烧，必须设置相应冷藏仓库，其规模应能保证区陡7 天产生 医疗废物储存。 ( 4 ) 进料系统 一般在抓斗起重机、皮带输送机、料斗、螺旋给料器、液压给料器、废液喷 射系统等进料方式，根据不同炉型及废物形态进行选择维合，按国家标准要求， 为防止传染憔废物扩散，医疗废物必须单独设置进料口，在密封包装状态下直接 进料。 2 3 3 焚烧单元 焚烧炉型式经过数年实践与发展，已形成了很多种不同炉型，在废物焚烧处 置领域各有所长，在1 ；管文已进行简要介绍，下面对目前危险废物焚烧处置领域应 用较广的主流炉型进一步作以介绍。 ( 1 ) 连续二段热懈式焚烧炉 二段热解式焚烧炉采用了废弃物热分解阐收燃料技术，先将一次燃烧室中废 弃物s l 燃，控制供风量，使其在缺氧状态下受热分解，产生的千馏气体弓l 入二次 燃烧室，与足够量的空气混合，在离滠下充分燃烧焚毁。二次燃烧室配有辅助燃 烧器和废液喷嘴，可以将燃烧室预热至所需高温，以及喷射焚烧液态废物。连续 二段热解式焚烧炉可以实现机械化连续绘料及出灰，废物焚烧状态及各参数控制 比较稳定。 废物进入焚烧炉内，受到炉膛高温作用，顺序地进行干燥、热分解和燃烧， 燃烧产生的热量用于加热干燥、干馏及引燃后续进入炉内的废物( 起炉时使用燃 油点火器) 。通过控制助燃空气绘入量，使炉内由下至上分为灰渣段、燃烧段、 人连开技区危险废物焚烧投资决策分析 热解段及干燥段四个部分，废物连续的投入和灰渣的连续排出使入炉废物经上述 阶段最终得以完全燃尽分解，这到废物减量减容目的。 通过对焚烧状态的控制，使废物在热分解阶段保持一定的停留时问，其中的 挥发分生成大量的高热值可燃气体。随烟气进入二次燃烧室。 二燃室配有辅助燃烧器和二次空气入口，烟气进入后与二次空气强烈混合， 其中的可燃气体进一步燃烧完全，并生成大量热量，用以维持二燃室1 1 0 0 以 上的高温，在起炉时，使用辅助燃烧器燃烧燃油来达到设定的温度。二燃室根据 热工计算设计足够的空间及相应的烟气路径，使高温烟气在其中停留时间超过2 秒，各种有机污染物在二次空气及高温的作用下完金分解。 j 。- 墨 5 、j f 上烟气冲化谥荆 图2 1 连矮热解焚烧炉示意图 f i e u r e 2 1t h es k e t c h - m a po fs u c c e s s i o np y r o g e n a t i o n ir c in e r a t o r 1 进料储仓；2 推料器；3 连续热艇焚烧舻：4 点火器；s 掭查管； 6 辅助燃烧器；7 二次燃烧室；8 急冷喷淋：9 空气换热器， ( 2 ) 圜转窑焚烧炉 回转窑焚烧系统可以通过调整转速和倾角来方便地控制物料的停留时问，有 效地提高残渣燃烬枣，其结构简单，物料适应性强。 危险废物由液压摊料装鹭送入回转窑随着回转窑的转动及点火燃烧器的加 热下进行混合及不完全燃烧，床层温度维持在4 0 0 c 一8 5 0 c 。一次风空气经空气 预热器由室温被加热至2 0 0 c ，由于一次风的供给量小于危险废物完全燃烧时的 化学当爨比，因此危险废物在回转窑内同时进行热解、气化和燃烧反应，其中燃 9 8 _-llllll| 一 一 犬连开发区危险废物焚烧投资诀策分析 烧反应释放的热量用来提供危险废物的干燥、预热、热解、气化反应所需的热量 并维持床温，危险废物中的不可燃成分和焚烧底灰经排渣装黄排出炉外，回转窑 内的不完全燃烧挥发性产物( 含有一定量的可燃成分) 进入二次燃烧室，在二次 燃烧室下部与由二次风口进入的空气进行混台燃烧，少量的三次风由二次燃烧室 的上部三次风口进入炉膛内，少量固体不完全燃烧成分和气体不完全燃烧成分随 高温热烟气经转向室进入后燃室进一步燃烬。为保迁二次燃烧室上部、转向室和 后燃室的燃烧温度( 特别是在起炉阶段和危险废物组分波动较大、热值下降较多 时) ，在二次燃烧室设置了辅助燃烧器，当后燃室的燃烧温度低于1 1 0 0 时，燃 烧器启动，当后燃室的燃烧温度高于1 1 5 0 时，燃烧器关闭。燃烧烟气经飞灰 分离室进入急冷烟道经急冷后经尾部烟道的空气预热器，进入烟气净化设备净化 后排放。 化鹱t 图2 2回转窑危险废物焚烧炉示意图 f ；g u r 槿2t h es k e t c h - m a po fc jr c u m g y r a t i n gi n c ；n e r a t o r 1 转动装置：2 一次风与燃烧器：3 ，给辩装置：4 ，回转窑； 5 二次风与燃烧器；6 二燃室；7 燃尽室；8 空气硬热器；9 喷淋装鬟 ( 3 ) 漉化床焚烧炉 瀛化床焚烧炉强化了传热与传质效果，因此容积处理率大大提高，废物焚烧 后灰渣热灼减率极低。 危险废物由密封式回转绘料装置送入流化床密提区与床料进行混合及不完 全燃烧，床层温度维持在7 8 0 8 5 0 。一次风空气经空气预热器由室温被 加热至2 0 0 ，经一次风箱、布风板进入流化床密相区，由于一次风的供给量小 于危险废物完全燃烧时的化学当量比，因此危险废物在流化床密相区内同时进行 大连开发区危险废物焚烧投资决策分析 热解、气化和燃烧反应，其中燃烧反应释放的热量用来提供危险废物的干燥、预 热、热解、气化反应所需的热量菇维持床温，危险废物中的不可燃成分和焚烧底 灰经摊渣管排出炉外，流化床密相区的不完全燃烧挥发性产物( 含有一定量的可 燃成分) 经过渡段进入稀相区，由于过渡段和稀相区的横截面积比密相区的大很 多，较大粒度的飞灰和扬析的大颗粒物料又返回密相区，进入稀相区的可燃气体 与飞灰在稀相区的下部与由二次风口进入的空气进行混合燃烧，少量的三次风由 稀相区的上部三次风口进入炉越内，少量固体不完全燃烧成分和气体不完全燃烧 成分髓高温热烟气经转向室进入后燃室进一步燃烬，为保证稀相区上部、转向室 和后燃室的燃烧温度( 特别是在起炉阶段和危险废物组分波动较大、热值下降较 多时) ，在稀相区上部设置了辅助燃烧器，当后燃室的燃烧温度低于1 1 0 0 时， 燃烧器启动，当后燃室的燃烧温度高于h 5 0 时，燃烧器关闭。燃烧烟气经飞 灰分离室进入预热锅炉，经尾部烟道的空气预热器，进入烟气净化设备净化后搀 放。 图2 3 多段流化床危险废糊焚烧炉示意图 f i e u r e 23t h es k e t c h m a po ff ii u d ir l c i n e r a t o r l 、渣管；2 一次风箱；3 布风板；4 密相区；5 过渡区；6 二次风口；7 回转进料装置； 8 稀相区；9 三次风口；1 0 辅助燃烧器；1 1 转向室；12 后燃室；1 3 。飞灰分离室；1 4 空 气预热器。 大连开发区危险废物焚烧投资决策分析 2 3 4 废热回收单元 该单元起到两个作用，一个是高温烟气降温，逶过热交换使焚烧炉排出的高 温烟气温度降低到后续烟气净化处理设备工作温度，另一个功能是根据需要回收 废热加以利用。 该单元一般都配有空气换热器，用来加热焚烧空气，可以节省辅助燃料：如 不需要回收余热则使用赢接喷雾法柬使烟气降温，设备有急冷塔、供水系统等， 如需要蒸汽则使用废热锅炉回收热量，用来发电等其他用途，也有根据实际情况 将上述各方法组合使用的实例。 2 35 烟气处理单元 该单元的设罱目的为去除烟气中污染物质，以防止排放烟气对环境的污染。 主要有以下几个功能：除尘、吸收酸性污染物、吸附二恶英类及重金属污染物、 分解氮氧化物类污染物。 除尘工艺主要有旋风分离、静电除尘、布袋除尘等干法工艺和文氏洗涤、填 料洗涤等湿法工艺，使用各秘物理方法将烟气中粉尘予以分离回收。 酸性污染物如h c l 、s 0 2 、h f 等吸收工艺是利用酸碱中和反应原瑗，使用n a ：c 鸭、 c a ( 0 h ) ：、n a 0 h 等碱性物质或其水溶物与烟气混合反应，吸收烟气中酸性污染 物质。具体应用可分为干法、半干法和瀑法几种工艺。 烟气中二恶英类及重金属污染物主要采用活性碳吸附方法予以脱除，具体工 艺有喷射活性碳粉沫、设置活性碳床层塔等方法。 氦氧化物的去除工艺有抑制生成、催化分解等工艺。分别采用在焚烧炉内喷 射尿素、设鼹催化反应塔等方法，如实际焚烧不存在氮氧化物超标情况，则可不 设此工序。 2 3 6 自动控制单元 自动控制单元一般根据焚烧炉规模、型式及操作要求设计，主要由各监控点 传感器、仪表，p l c 工业控制系统计控制软件等构成，可设计成全自动、半鲁动 等操作方式。 大连开发区危险废物焚烧投资决策分析 3 大连开发区危险废物焚烧处置方案及技术评价 本文以开发区危险废物焚烧处置为例，对危险废物焚烧处置工艺进行评价 找出适合开发区危险废物焚烧处置的工艺。 3 1 开发区焚烧处置危险废物分析 大连开发区产生的危险废物中，必须采取焚烧方式处置危险废物种类、数 量如表3 1 所示。 表3 1 开发区危险废物( 焚烧处置娄) 种类、数量统计袭 t a b l e 31t h es t a t l s t i c st a b i eo ft o x i cw a s c ea b o u tk i r i d se n da m o u n t , 大连开发区危险废物焚烧投资决策分析 数据来源；犬连开授区危险媵 = 舞中搬登记袭 表32 焚烧废物性质、平均组成一览表 t a b i e 3 2t h et a b eo ft o x i cw a s t ea b o u tc o n s t i t u t i n ga n dc h a r a c t e r 液 态 废 物 加 权 平 均 8 0 06 0 06 902 4 07 0 01 8 9301 40 40 2 80 4 53 4 1 6 02 1 75 9 3 1 9 04 3 86 2 45 6 901 70 8 23 3 92 6 目前大连开发区每年产生的焚烧处置危险废物1 0 0 0 0 吨，受大连开发区土地 存量的制约，清洁生产法的推行，以及焚烧炉十年的经济寿命，未来大连开发区 危险废物增景不会有大幅度增加，因此本项目规模设定为年处理危险废物1 3 0 0 0 吨。 9 勰3趼o蝎o凹6娩69蛎l加4乏j671伯甜s j 固态废物 大连开发区危险废物焚烧投资决策分析 因所焚烧的危险废物来源很多，品种不一，经过归类测算最终取各项指标平 均值作为工艺设计依据，具体指标见表3 2 。 3 2 开发区危险废物焚烧处置技术方案的构造 由表3 2 可见，废物平均热值较高，状态、成分复杂，选择合适的炉型及配 套烟气处理工艺至关重要。掇据上述基本参数，设计了三套焚烧处置方案。 3 2 1 方案一( 连续热解焚烧炉) i * 赢k 瓣t 一 1 1 j 塑l ， 、 岛鬈 ，日i i w l ij 西垂蔓葡， r 一：j 嗵j 一一 i 量驸m 基i16 静! 一i l ；h 彤i i 更蔓壅 图3 1 连续z - 段热解式危险废物焚烧系统工艺流程图 圉3 、1 连续二级热熔式危险废梭焚烧系统工艺流程图 f i e u r e 3 1t h et e c h ；r l i c - f i o wf i e e ro ft o x i c - w a s t eb u r n i n es y s t e mo n e ( 1 ) 危险废物焚巍处置工艺流程 各类固态废物经适当预处理、混配( 医疗废物单独进料) ，通过备进料系统 投入连续热解焚烧炉，在炉内经干燥、干馏热解、完全燃烧各阶段，残余灰渣通 过连续除渣系统摊出并收集，液体废物通过输送系统喷射入二次燃烧室进行焚 烧。 余热经废热锅炉回收产生蒸汽，可供给厂内生产、生活使用。 考虑至n 物料中有一定的硫、氯含量，为更加有效的净化烟气，采用半千式吸 收塔，喷射番荻浆料对酸性气体进行吸收。脱酸后烟气与喷入的活性炭粉末进行 大连开发区危险废物焚烧投资决策分析 混合，脱除二恶英类及重金属类污染物。 因该炉型生成飞灰量相对较小，采用一级除尘方式进行除尘，使用设备为布 袋除尘器。净化后后烟气达椿排放。 因焚烧炉对固体物料水分有一定要求，含水量较高废物( 污泥等) 需要进行 干燥脱水预处理，因此设计污泥干燥系统，热源为废热锅炉产生蒸汽。 按国家标准要求，焚烧残渣及飞灰收集后进入危险废物安全填埋场填埋处 置。 ( 2 ) 主要设备及其设计参数 表3 3 连续二毁热解焚烧设备表 t a b l e 3 3t w op h a s e ss e q u e r c ei n c i n a t o r 大连开发匹危险废物焚烧投资决策分析 大连开发区危险废物焚烧投资决策分析 ( 3 ) 主要经济技术指标 电：装机容量 运锫容