據環保主管部門信息，2016年，全國危險廢物產生量超過5000萬噸。危險廢物的無害化處理對于環保事業的發展具有重要意義。《“十三五”規劃建議》提出綠色發展理念，要求形成垃圾多元、綜合、全程和依法治理的可持續發展局面，實現垃圾治理無害化、資源化、減量化和社會化。目前，危險廢物主要通過堆肥、焚燒和填埋處置，其中以焚燒處理居多。焚燒用的垃圾焚燒爐種類及特點如下所示：

 

1、爐排式焚燒爐

 

爐排式焚燒爐是連續工作的，其垃圾處理量可達到200t/d以上，其底部設有爐箅，垃圾由上端料斗供給。待燃燒的垃圾堆放在爐箅上，燃燒空氣從爐下部吹入，進行干燥，直接燃燒。用爐排式焚燒爐處理垃圾，除了大件垃圾外，一般不進行垃圾分類破碎;垃圾層的表面溫度可達800℃，煙氣的溫度范圍為2800~1000℃;焚燒爐內只有1個燃燒室，燃燒可靠，余熱利用較好，燃燒穩定性好，燃盡率高，固體垃圾在爐內停留約1~3h，氣體在爐內停留約幾秒鐘;焚燒爐爐型瘦高、體積較大、操作運轉技術高、造價較高，而且爐排要耐高溫、耐腐蝕、有較好的機械性能，否則易損壞。

 

 

爐排式焚燒爐示意圖

 

2、CAO(ControlledAirOxidation，控制空氣燃燒)焚燒系統

 

該系統是一種新型垃圾焚燒爐，垃圾處理能力在150t/d以下，其特點包括：垃圾先經過熱氧化分解處理，氣化后再燃燒，燃燒穩定性好，燃盡率高，但是燃燒速度很慢，且燃燒過程對氧量、爐溫控制的要求較高，若是含水量大的垃圾，在無油助燃時不能穩定燃燒;爐內有兩個燃燒室，固體垃圾在一燃燒室(溫度600~800℃)停留約3~6h，氣體在二燃燒室(溫度800~1000℃)停留約1~3s，由推動器推動。

 

3、流化床式焚燒爐

 

流化床式焚燒爐的爐體是由多孔分布板組成，在爐膛內加入大量的石英砂，將石英砂加熱到600℃以上，并在爐底鼓入200℃以上的熱風，使熱砂沸騰起來，再投入垃圾。垃圾同熱砂一起沸騰，垃圾很快被干燥、著火、燃燒。垃圾在入爐前需對其進行分類破碎(10~30cm)，然后在爐內懸浮燃燒，這使得流化床式焚燒爐的燃燒效率高，燃盡率也高，但其垃圾處理量在150t/d以下;爐內溫度均勻，燃燒速率較快，固體垃圾在爐內停留1~2h，氣體在爐中約幾秒鐘。

 

 

流化床式焚燒爐示意圖

 

 

 

4、回轉窯式工業垃圾焚燒爐

 

回轉窯式焚燒爐是由回轉窯、廢棄物供給裝置、二次燃燒爐、燒嘴等構成，后部還設有爐箅進行二次焚燒。這種回轉窯式爐適宜處理大型垃圾和工業廢棄物(如污泥、涂料渣和塑料等)，且垃圾一般不需要進行分類破碎，處理能力為200t/d以上;固體垃圾在回轉窯內停留2~4h，窯內溫度約為900℃左右，后部的燃盡室內溫度為1000~1200℃，焚燒后殘灰顆粒小，燃盡率較高。

 

 

回轉窯式垃圾焚燒爐示意圖

 

由以上四種垃圾焚燒爐可見，傳統垃圾焚燒爐的爐內燃燒溫度普遍不高，一般低于1000℃，故仍有部分可燃物不能得到充分燃燒，垃圾中的一些危險廢棄物例如醫療垃圾，其中的有害物質不能完全處理，會影響當地的土壤和水質，對環境造成二次污染，而且低溫焚燒時還會產生對自然環境和人體有害的二噁英。

 

為了使垃圾得到充分燃燒分解和實現二噁英零排放，從20世紀80年代起，許多高新技術已應用于固體廢棄物處理中，例如超聲波法、氣化熔融技術、垃圾衍生燃料法、光化學氧化技術等。

 

5、等離子體氣化爐

 

相比傳統燃燒技術，等離子體技術通過對空氣進行電離，在千分之一秒內溫度可達3000℃~10000℃，有毒物質在高溫下快速裂解，因而不會產生二噁英，危險氣體和重金屬在等離子爐中處理后能實現無害化。當垃圾投入到等離子體氣化爐中后(如圖1)，有機垃圾在爐中，迅速脫水、熱解、裂解，產生以H2、CO和部分有機氣體等為主要成份的混合可燃性氣體，再經過二次燃燒達到減容化、無害化。無機物(金屬、玻璃等)在等離子體高溫作用下熔融，達到了減容目的。等離子體技術與傳統燃燒技術相比，對危險廢物處理得更加，產生的尾渣呈結晶態，其組成為無危險物，可用于建筑材料，無需填埋。經過處理，垃圾質量大量減少、有毒物質裂解、焚燒灰形成玻璃渣，并且轉變為無害的材料，等離子技術處理高危廢物是危險廢物處理的發展趨勢。

 

目前，美國、德國、日本、比利時等都采用這種技術處理危險廢物，然而其爐襯耐火材料依然存在一定問題，未得到有效解決。等離子體氣化爐工作溫度范圍為1200℃~1700℃，等離子炬口附近溫度高達1700℃，瞬間高溫對耐火材料抗熱應力損毀能力提出了苛刻要求，等離子炬工作過程中存在著強烈的熱輻射，耐火材料表面將快速產生高溫，造成很大的溫度梯度與熱應力。且垃圾氣化后產生大量的水蒸氣，水蒸氣上浮會對上部爐襯耐火材料產生嚴重腐蝕。國內等離子體氣化爐技術發展較晚，迄今沒有得到成功推廣，其瓶頸之一是缺乏對等離子體氣化爐用耐火材料的應用基礎研究及理論指導。

 

 

等離子氣化爐示意圖