据环保主管部门信息，2016年，全国危险废物产生量超过5000万吨。危险废物的无害化处理对于环保事业的发展具有重要意义。《“十三五”规划建议》提出绿色发展理念，要求形成垃圾多元、综合、全程和依法治理的可持续发展局面，实现垃圾治理无害化、资源化、减量化和社会化。目前，危险废物主要通过堆肥、焚烧和填埋处置，其中以焚烧处理居多。焚烧用的垃圾焚烧炉种类及特点如下所示：

 

1、炉排式焚烧炉

 

炉排式焚烧炉是连续工作的，其垃圾处理量可达到200t/d以上，其底部设有炉箅，垃圾由上端料斗供给。待燃烧的垃圾堆放在炉箅上，燃烧空气从炉下部吹入，进行干燥，直接燃烧。用炉排式焚烧炉处理垃圾，除了大件垃圾外，一般不进行垃圾分类破碎;垃圾层的表面温度可达800℃，烟气的温度范围为2800~1000℃;焚烧炉内只有1个燃烧室，燃烧可靠，余热利用较好，燃烧稳定性好，燃尽率高，固体垃圾在炉内停留约1~3h，气体在炉内停留约几秒钟;焚烧炉炉型瘦高、体积较大、操作运转技术高、造价较高，而且炉排要耐高温、耐腐蚀、有较好的机械性能，否则易损坏。

 

 

炉排式焚烧炉示意图

 

2、CAO(ControlledAirOxidation，控制空气燃烧)焚烧系统

 

该系统是一种新型垃圾焚烧炉，垃圾处理能力在150t/d以下，其特点包括：垃圾先经过热氧化分解处理，气化后再燃烧，燃烧稳定性好，燃尽率高，但是燃烧速度很慢，且燃烧过程对氧量、炉温控制的要求较高，若是含水量大的垃圾，在无油助燃时不能稳定燃烧;炉内有两个燃烧室，固体垃圾在一燃烧室(温度600~800℃)停留约3~6h，气体在二燃烧室(温度800~1000℃)停留约1~3s，由推动器推动。

 

3、流化床式焚烧炉

 

流化床式焚烧炉的炉体是由多孔分布板组成，在炉膛内加入大量的石英砂，将石英砂加热到600℃以上，并在炉底鼓入200℃以上的热风，使热砂沸腾起来，再投入垃圾。垃圾同热砂一起沸腾，垃圾很快被干燥、着火、燃烧。垃圾在入炉前需对其进行分类破碎(10~30cm)，然后在炉内悬浮燃烧，这使得流化床式焚烧炉的燃烧效率高，燃尽率也高，但其垃圾处理量在150t/d以下;炉内温度均匀，燃烧速率较快，固体垃圾在炉内停留1~2h，气体在炉中约几秒钟。

 

 

流化床式焚烧炉示意图

 

 

 

4、回转窑式工业垃圾焚烧炉

 

回转窑式焚烧炉是由回转窑、废弃物供给装置、二次燃烧炉、烧嘴等构成，后部还设有炉箅进行二次焚烧。这种回转窑式炉适宜处理大型垃圾和工业废弃物(如污泥、涂料渣和塑料等)，且垃圾一般不需要进行分类破碎，处理能力为200t/d以上;固体垃圾在回转窑内停留2~4h，窑内温度约为900℃左右，后部的燃尽室内温度为1000~1200℃，焚烧后残灰颗粒小，燃尽率较高。

 

 

回转窑式垃圾焚烧炉示意图

 

由以上四种垃圾焚烧炉可见，传统垃圾焚烧炉的炉内燃烧温度普遍不高，一般低于1000℃，故仍有部分可燃物不能得到充分燃烧，垃圾中的一些危险废弃物例如医疗垃圾，其中的有害物质不能完全处理，会影响当地的土壤和水质，对环境造成二次污染，而且低温焚烧时还会产生对自然环境和人体有害的二噁英。

 

为了使垃圾得到充分燃烧分解和实现二噁英零排放，从20世纪80年代起，许多高新技术已应用于固体废弃物处理中，例如超声波法、气化熔融技术、垃圾衍生燃料法、光化学氧化技术等。

 

5、等离子体气化炉

 

相比传统燃烧技术，等离子体技术通过对空气进行电离，在千分之一秒内温度可达3000℃~10000℃，有毒物质在高温下快速裂解，因而不会产生二噁英，危险气体和重金属在等离子炉中处理后能实现无害化。当垃圾投入到等离子体气化炉中后(如图1)，有机垃圾在炉中，迅速脱水、热解、裂解，产生以H2、CO和部分有机气体等为主要成份的混合可燃性气体，再经过二次燃烧达到减容化、无害化。无机物(金属、玻璃等)在等离子体高温作用下熔融，达到了减容目的。等离子体技术与传统燃烧技术相比，对危险废物处理得更加，产生的尾渣呈结晶态，其组成为无危险物，可用于建筑材料，无需填埋。经过处理，垃圾质量大量减少、有毒物质裂解、焚烧灰形成玻璃渣，并且转变为无害的材料，等离子技术处理高危废物是危险废物处理的发展趋势。

 

目前，美国、德国、日本、比利时等都采用这种技术处理危险废物，然而其炉衬耐火材料依然存在一定问题，未得到有效解决。等离子体气化炉工作温度范围为1200℃~1700℃，等离子炬口附近温度高达1700℃，瞬间高温对耐火材料抗热应力损毁能力提出了苛刻要求，等离子炬工作过程中存在着强烈的热辐射，耐火材料表面将快速产生高温，造成很大的温度梯度与热应力。且垃圾气化后产生大量的水蒸气，水蒸气上浮会对上部炉衬耐火材料产生严重腐蚀。国内等离子体气化炉技术发展较晚，迄今没有得到成功推广，其瓶颈之一是缺乏对等离子体气化炉用耐火材料的应用基础研究及理论指导。

 

 

等离子气化炉示意图