蘇愛(ài)華 孫超

（1上海復(fù)觀環(huán)境科技有限公司上海2004372上海奕茂環(huán)境科技有限公司上海201499）

危險(xiǎn)廢物焚燒煙氣處理工藝研究

蘇愛(ài)華1孫超2

（1上海復(fù)觀環(huán)境科技有限公司上海2004372上海奕茂環(huán)境科技有限公司上海201499）

本文介紹一套危險(xiǎn)廢物焚燒煙氣處理工藝，提出采用濕式吸收塔、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子反應(yīng)器、布袋除塵器、濕式噴淋塔以及加熱除霧處理，可有效抑制二惡英的再合成及降低酸性氣體的排放，達(dá)到歐盟DIRECTIVE 2000/76/EC的標(biāo)準(zhǔn)要求。

危險(xiǎn)廢物；焚燒；煙氣處理

引言

危險(xiǎn)廢物是指列入國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄或者根據(jù)國(guó)家規(guī)定的危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)確定為具有危險(xiǎn)性的廢物[1]。危險(xiǎn)廢物具有反應(yīng)性、爆炸性、腐蝕性、急性毒性以及浸出毒性等，會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境及人體健康構(gòu)成嚴(yán)重危害[2]。我國(guó)危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量遠(yuǎn)大于現(xiàn)有具備危險(xiǎn)廢物許可的處置量，目前危廢的處理方法主要有兩種:資源利用和無(wú)害化處置，而無(wú)害化處理又分為填埋、焚燒和水泥窯協(xié)同處置。其中焚燒是最重要的無(wú)害化處理手段。

由于危險(xiǎn)廢物種類(lèi)繁多、來(lái)料不確定性，配伍的不確定性，造成焚燒煙氣進(jìn)口濃度及物質(zhì)含量存在較大浮動(dòng)，從而使末端治理比一般行業(yè)同等風(fēng)量在治理難度上要大得多。目前主流的焚燒工藝都是采用焚燒爐+二燃室+余熱回收+煙氣凈化的設(shè)計(jì)。典型的煙氣凈化工藝多數(shù)采用煙氣急冷+干法脫酸+活性炭吸附+布袋除塵+濕法脫酸的煙氣凈化技術(shù)[3，4]。本文結(jié)合沈陽(yáng)某項(xiàng)目工程示例，介紹了一套引進(jìn)德國(guó)技術(shù)的半干法焚燒煙氣處理工藝。

1項(xiàng)目概述

本項(xiàng)目為在沈陽(yáng)化工園區(qū)建造的一個(gè)日處理量100t/d的危險(xiǎn)廢物焚燒處理裝置，主要危廢種類(lèi)包括HW02醫(yī)藥廢物、HW03廢藥物等21類(lèi)可焚燒處置的危險(xiǎn)廢物。整個(gè)焚燒工藝包括自動(dòng)進(jìn)料系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯、二燃室焚燒、余熱回收系統(tǒng)（發(fā)電）、煙氣處理系統(tǒng)。

2煙氣進(jìn)出口設(shè)計(jì)參數(shù)

為適應(yīng)日益提高的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)出口排放濃度按照歐盟DIRECTIVE 2000/76/EC的標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)，進(jìn)出口煙氣參數(shù)如下表1。

表1 煙氣進(jìn)出口參數(shù)表

3煙氣處理工藝

整套煙氣處理工藝流程如下圖1所示。

圖1 煙氣凈化工藝流程圖

3.1 第一階段：吸收冷卻塔

首先余熱鍋爐排出的煙氣進(jìn)入吸收冷卻塔，在吸收冷卻塔中噴入石灰漿液，通過(guò)液體霧化吸收熱量來(lái)降低氣體溫度，并增加含塵氣體的濕度，這有利于促進(jìn)熟石灰與酸性氣體的反應(yīng)，提高熟石灰的使用效率。該階段主要是吸收氟化氫，氯化氫和三氧化硫等酸性氣體成分，同時(shí)為下游調(diào)節(jié)干法吸附提供足量的熟石灰。

為了使含塵氣體的溫度降到200°C左右，并使含塵氣體中的酸性氣體成分如SO3和HF，HCl和熟石灰反應(yīng)，煙氣系統(tǒng)須在除塵器前端配置一個(gè)用于含塵氣體降溫和酸性氣體的吸收冷卻塔。

來(lái)自余熱鍋爐的高溫?zé)煔鈴臐袷轿账敳窟M(jìn)入，在吸收冷卻塔中煙氣與頂部噴入的石灰漿液直接接觸，將煙氣溫度從600℃左右驟降至200℃左右，同時(shí)吸收大部分SO3和HF等酸性氣體成分，同時(shí)避開(kāi)二惡英再合成的溫度段，從而達(dá)到抑制二惡英再生成的目的。石灰漿液的添加量通過(guò)檢測(cè)到吸收冷卻塔內(nèi)的溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)。噴嘴的兩個(gè)入口分別用于連接石灰漿液和壓縮氣體（雙流體），由噴嘴噴出的霧狀液滴在很短時(shí)間內(nèi)就會(huì)氣化。

3.2 第二階段：轉(zhuǎn)子反應(yīng)器

采用優(yōu)質(zhì)的熟石灰和活性炭添加劑，在反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)干法吸收。其中熟石灰可以用于吸收含氟、含氯和含硫的酸性氣體成分；活性炭則用于二惡英和其他有機(jī)高分子成分以及有可能極少量的重金屬例如汞的吸附。

利用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子循環(huán)工藝，使循環(huán)的顆粒物均勻地分布于除塵器上游的含塵氣體中，有效提高熟石灰與廢氣充分的接觸面積。

該階段由如下單元組成：

3.2.1 粉末添加劑

活性炭粉末添加劑通過(guò)加料系統(tǒng)和物料輸送系統(tǒng)不斷地加入含塵氣體中。添加劑從反應(yīng)室下方靠近調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的地方加入反應(yīng)器，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子使添加劑粉末均布在含塵氣體中。

調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子需要保證:當(dāng)轉(zhuǎn)子在含塵氣中逆氣流轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，防止粉塵沉降；即使在高濃度顆粒物的情況下，也能促使再回收的顆粒在塵氣中均勻分布；打碎大的團(tuán)狀聚合物。

3.2.2 回灰系統(tǒng)

為了提高添加劑的使用效率，系統(tǒng)需設(shè)計(jì)能夠可靠處理大量循環(huán)物料的回灰系統(tǒng)。通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子回灰系統(tǒng)可以把顆粒物多次回收，從除塵器中輸送往反應(yīng)器中。

在添加劑循環(huán)率特別高的情況下，回灰系統(tǒng)須保證有效地提高酸性氣體成分的分離效率，并且最大程度減少添加劑的消耗量。

（1）增加添加劑粉末在除塵系統(tǒng)內(nèi)的停留時(shí)間；

（2）在除塵器上游的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子附近的含塵氣體中充滿(mǎn)高濃度的添加劑粉末；

（3）能夠使在布袋上沉降的粉餅層不斷地更新。

3.2.3 含塵氣體成分的吸收

新加入的添加劑和循環(huán)顆粒物會(huì)在反應(yīng)室內(nèi)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子附近和除塵器的含塵氣室中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。經(jīng)過(guò)回灰系統(tǒng)循環(huán)利用的顆粒物增加了含塵氣體的吸附效率。

3.2.4 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子反應(yīng)器

反應(yīng)器的設(shè)計(jì)需考慮采用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子或其它形式裝置使含塵氣體中的粉塵和顆粒物均勻分布，在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的拐彎處不會(huì)產(chǎn)生沉淀。反應(yīng)器入口和出口的管道為含塵氣體和添加劑之間的化學(xué)反應(yīng)和物理吸附提供場(chǎng)所和充足的反應(yīng)時(shí)間。在反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)含塵氣體的預(yù)分離。

3.3 第三階段：帶塵過(guò)濾器的布袋除塵

除塵系統(tǒng)主要用于上述兩個(gè)階段含塵氣體中的粉塵的過(guò)濾。需特別注意的是，從除塵器捕集的物料（含粉塵及未完全反應(yīng)的熟石灰及活性炭）須盡可能在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)利用，從而減少運(yùn)營(yíng)成本，減少添加劑的使用量，并且最大程度降低系統(tǒng)產(chǎn)生的固體垃圾量。

除塵系統(tǒng)第3個(gè)階段的反應(yīng)產(chǎn)物和含塵氣體中的粉塵停留在布袋表面（塵餅層）。酸性氣體在塵餅層與添加劑進(jìn)一步反應(yīng)，例如：SO3和HF，二英和微量的重金屬。為了使除塵器中含塵氣體的溫度不會(huì)低于露點(diǎn)，除塵器中最低的溫度取決于含塵氣體中水和酸的露點(diǎn)，通過(guò)調(diào)節(jié)上游含塵氣體溫度來(lái)調(diào)節(jié)。

為了有效提高過(guò)濾精度，需要對(duì)布袋針刺氈進(jìn)行表面處理，濾袋采用超細(xì)纖維或PTFE覆膜。清灰方式采用壓縮空氣脈沖反吹。

除塵器各模塊之間須相互隔離，可實(shí)現(xiàn)離線清灰。在其中一個(gè)模塊停止工作的條件下，剩下的模塊可以完成含塵氣體的過(guò)濾工作。

3.4 第四階段：濕式噴淋塔（及上游的熱交換器）

濕式噴淋塔是將堿液槽中的洗滌液均勻的噴淋在通過(guò)的煙氣中，從而使煙氣的酸性氣體充分中和，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。此處主要的吸收溶液為氫氧化鈉，以保證氯化氫和氟化氫達(dá)到歐盟超低排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，為防止煙氣排放有白霧出現(xiàn)，在噴淋塔之后加了一組熱交換器，使排放尾氣無(wú)白霧出現(xiàn)。堿液槽

為了最少工藝廢水的排放，洗滌塔溶液會(huì)排入堿液槽。需要向堿液槽中添加熟石灰添加劑粉末。

濕式吸收塔噴嘴和堿液槽之間通過(guò)循環(huán)泵來(lái)輸送堿液。在從噴嘴噴出之前，堿液會(huì)和壓縮氣體進(jìn)行混合。在這樣的情況下，從堿液會(huì)以霧狀的形式從噴嘴噴出，均勻的分布于含塵氣體中。

結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)家節(jié)能減排的大力倡導(dǎo)，新的危廢焚燒污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的推行已如箭在弦[3]，引進(jìn)先進(jìn)的焚燒煙氣處理工藝已成大多新上項(xiàng)目的趨勢(shì)，本文所設(shè)計(jì)的工藝路線符合歐盟標(biāo)準(zhǔn)，是符合未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的先進(jìn)處理工藝。本工藝主要優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）吸收冷卻塔既起到中和酸性氣體成分，又滿(mǎn)足了環(huán)保上要求從余熱鍋爐500℃降到200℃的急冷要求。

（2）調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子反應(yīng)器可達(dá)到同時(shí)去除二惡英、重金屬及其他有機(jī)組分。

（3）焚燒煙氣處理采用濕式吸收塔、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子反應(yīng)器、布袋除塵器、濕式噴淋塔以及加熱除霧的處理工藝，可以實(shí)現(xiàn)煙氣排放達(dá)到歐盟標(biāo)準(zhǔn)。

[1]CJ/T 65-2004，市容環(huán)境衛(wèi)生術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)[S]

[2]王少權(quán)等.危險(xiǎn)廢物焚燒煙氣凈化工藝研究[J]，能源環(huán)境保護(hù).2012（26）:2

[3]束欣冉，何輝.危險(xiǎn)廢物焚燒處置煙氣污染物控制工藝的研究及優(yōu)化[J].北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2017（16）:3

[4]危險(xiǎn)廢物焚燒中鍋爐排污水回用于煙氣脫酸的可行性分析[J].資源節(jié)約與環(huán)保.2016（10）:130