摘要：为解决危险废物无害化处置问题，以回转窑焚烧处置危险废物工艺为基础展开实验，通过对焚烧工艺不同温度、转速等影响因素的分析，确定焚烧工艺的最佳条件参数。结果分析中，以重金属污泥为研究对象，样品中Zn质量分数最高，达56.28 mg/kg，Mn、Cr与Ni次之。比较不同温度下的焚烧效果，样品温度达700℃以上时，样品焚毁率、减重率最高。同时，转速为2.0 r/min样品焚烧减重率最好。由此可见，在危险废物处理中，温度、转速以及时间控制是焚烧工艺关键参数，需要控制最佳参数以提高工艺效果。研究内容为危险废物的处置提供技术支持。

　　关键词：焚烧工艺；影响因素；温度；优化；危险废物

　　0引言

　　随着工业化进程的加速，危险废物的产量不断增加，其对环境和人类健康所构成的威胁日益凸显[1]。危险废物由于其潜在的毒性、爆炸性和腐蚀性等危害，对环境和人体健康构成了严重威胁，因此，妥善处理这些废弃物已成为公众关注的热点问题[2]。目前，国内外危险废物处置技术已相对成熟，如固化/稳定化处理、安全填埋、焚烧处理和水泥窑协同处置等[3]。在众多处理方法中，焚烧因其彻底的销毁效果、广泛的适用性和能量回收等优势，被广泛采用于危险废物的处理过程。该技术要依托于焚烧炉，利用高温分解来实现废弃物无害化的处理。目前，行业中回转窑焚烧在处置危险废物时具有优异的效果，其稳定性、操作性以及适应性均较强。因此，为了解决危险废物处理问题，研究以回转窑焚烧处置危废工艺为基础，分析不同参数下对危险废物的焚烧处理效果。研究的创新点在于对焚烧工艺多种影响因素展开研究，不断优化工艺性能，提高焚烧处理技术的处理效果。研究内容将为回转窑危废处置焚烧工艺优化提供技术参考。

　　1实验材料与方法

　　1.1实验设备

　　电子分析天平，FA2104B，上海平轩科学仪器有限公司；红外分光测油仪，OIL460，华夏科创；等离子体质谱仪，7900 ICP-MS，安捷伦；玻璃柱，多种规格，自制；脱脂棉，比克曼生物；溶解氧瓶，250 mL，HKNA；移液管，多种规格，巴罗克；气相色谱-质谱联用仪，Agilent 5977CGC/MSD，安捷伦科技（中国）有限公司。

　　1.2实验药品

　　氢氧化钠（NaOH），分析纯，国药集团化学试剂有限公司；丙酮（CH3COCH3），分析纯，西陇科学股份有限公司；氯化钠（NaCl），分析纯，国药集团化学试剂有限公司；浓硝酸（HNO3），分析纯，美国ACS恩科化学公司。

　　1.3实验方法

　　1.3.1实验样品的收集

　　研究以北方某危险品回收处理公司收集的典型危险品为实验样品，该类样品包括了工业排出的重金属污泥。为了保障焚烧过程的安全，研究收集当地企业排污废水形成污泥（满足电镀污泥HW21标准），并通过国家（HJT 298—2019）检验标准。

　　1.3.2金属物质检测

　　研究使用安捷伦7900 ICP-MS等离子体质谱仪，设置功率为1 540 W的等离子体。此外，设置冷却气体流量为14.0 L/min，而辅助气体流量则设置为0.80 L/min。整个数据收集过程均选择离子监测模式，进行至少3次跳峰采集。此外，在分析时加入内标，通过ICP-MS的内标校正法进行定量测定。

　　1.3.3燃烧气体有机成分检测

　　研究采用安捷伦气相色谱-质谱联用仪（Agilent 5977CGC/MSD）结合热脱附技术测定焚烧后烟气中的有机成分。其中，检测过程设置：能量70 eV，电子电离源（EI），电离室温度200℃,接口温度220℃。仪器运行全扫描模式，扫描速度设置为5 000 amu/s。

　　样品处理流程：首先，利用热脱附系统对烟气进行预处理，该系统配备5 L容量的砂芯不锈钢吹扫管。接着，通过大气采样器将烟气中的有机物富集到吸附管中。然后，使用高纯氮气以50 mL/min的流速对吸附管进行120 s的热脱附，以释放并分析样品中的成分。

　　1.4焚烧工艺优化

　　研究焚烧工艺主要采用逆流式回转窑危险废物焚烧处置工艺，采用的系统为逆流式回转窑系统（15 t/d）。在该工艺系统中包含干燥、高温焚烧以及排渣3个系统部分。工艺流程：物料首先进入干燥系统后被脱水处理。接着进入高温焚烧系统进行热分解，残渣则流入排渣系统排出。考虑整个焚烧工艺过程产生大量有毒气体，则利用系统回转窑通过脱酸、吸附、除湿等方法处理尾气。而烟气则由系统额外增加二燃烧室系统解决，其主要根据系统温度传感器判断烟气温度，小于1 100℃时系统通过数控设备额外增加燃油、助燃剂提高烟气燃烧效率。另外，工艺中增加风冷系统，当燃烧温度在500℃范围，为了避免二噁英产生研究增加空冷装置进行迅速降温，当处于200℃以下时将烟气排入袋式除尘器，通过分类处理污染物。

　　焚烧参数依据：减重率（PR）是指物体在焚烧过程前后质量减少的比例，计算如式（1）所示：

　　2结果分析

　　2.1样品金属含量检测

　　图1为金属污泥样品中重金属含量检测结果。根据结果来看，样品中Zn质量分数最高，达到了56.28 mg/kg，其次是Mn，其质量分数为46.89 mg/kg。此外，样品中Cr与Ni质量分数也较高，分别为21.25 mg/kg与16.05 mg/kg。

　　2.2不同焚烧温度对工艺性能的影响

　　研究采用不同的温度条件对样品进行焚烧，结果如图2所示。其中，样品质量为1 000 kg，有机质质量为690 kg，转速设置为2.0 r/min，焚烧时间设置为35 min（充分焚烧最大时间）。图2-1为不同温度下样品焚烧后的质量，其中，温度在500、600℃时样品仍旧保留较大的质量，分别为714 kg与674 kg。而温度达到700℃剩余样品质量为133 kg。而当温度在800℃及以上后，焚烧后样本质量仅在10 kg左右。继续分析样品焚烧后的去除效率，如图2-2所示。温度越高，样品的焚毁率越高，温度达到700℃以上，焚毁率基本到99.8%以上，减重率在99.1%以上。而温度在700℃热灼减率最大，为2.8%。

　　2.3不同焚烧转速对样品焚烧性能的影响

　　根据图3转速对样品焚烧性能的影响来看，焚烧时间设置为15 min。不同温度时段污泥减重有所区别，如温度在700℃以内时，转速为1.5 r/min，样品减重率最好，而当温度超过700℃后，转速为2.0 r/min时样品减重率最好，最高为30.25%。

　　2.4不同焚烧温度对重金属浓度的影响

　　分析不同温度对样品灰中重金属浓度的影响。其中转速为2.0 r/min，焚烧时间为35 min，具体如图4所示。温度在700~800℃时Cu、Zn质量浓度最大。这主要原因为温度升高使得重金属出现了富集效应。而

温度继续升高后，重金属形态逐步稳定，如除Cu以外重金属基本保持稳定浓度，而Cu在高温反应下可能发生了迁移转化以及气态释放，使得质量浓度逐步下降。

　　3结语

　　随着工业化的飞速发展，危险废物的产生量与日俱增，其具有高毒性、易爆性和腐蚀性等特点。为了有效处理危险废物，研究以回转窑焚烧技术为基础，分析了不同温度条件以及焚烧转速对样品焚烧的影响，从而优化回转窑焚烧工艺。由实验结果显示，焚烧温度对重金属迁移转化有显著影响，温度越高焚烧越彻底。但为了节约能源，焚烧温度保持在700℃以上，焚毁率便超过99.8%，减重率超99.1%。此外，不同焚烧转速在不同温度区间对样品减重率的影响也各有特点，其中转速为2.0 r/min时样品焚烧减重率最好。此外，进一步分析发现，焚烧温度对样品灰重金属浓度也有影响，温度超过800℃,焚烧时间为35 mins时对重金属去除更好。可见，在焚烧工艺过程中，需要控制好温度以及转速，同时把控焚烧时间。不过研究并未进一步分析旋转角以及其他危害废物，未来需要进一步研究以提高工艺效果。

　参考文献

　　[1]刘文荟，邓丹丹，张蕊，等.回转窑进风方式对危险废物燃烧场的影响研究[J].动力工程学报，2023，43（8）：1047-1053.

　　[2]尹俊权，吴寅凯，李卫华，等.垃圾焚烧典型工段灰/渣理化特性及环境风险性[J].化工进展，2024，43（8）：4714-4725.

　　[3]郑翼莹，刘妍，闫少冲，等.铁碳微电解材料处理含酚废水的研究[J].水处理技术，2023，49（10）：70-74.