曾晶晶

（上海博士高環(huán)?？萍加邢薰?上海 200092）

引言

工業(yè)危險(xiǎn)廢物是如今危廢產(chǎn)業(yè)的主要來源，針對(duì)工業(yè)危險(xiǎn)廢物的最有效、最徹底的處置方式是焚燒。危險(xiǎn)廢物的焚燒利用危險(xiǎn)廢物自身的熱量，經(jīng)過對(duì)不同的危險(xiǎn)廢物進(jìn)行配伍后，在燃燒室內(nèi)1140℃以上的高溫下裂解成小分子的煙氣產(chǎn)物，通過鍋爐將高溫?zé)煔獾臒崃炕厥罩琳羝?，繼而將蒸汽利用至生活生產(chǎn)中。通過對(duì)危廢的焚燒處理，既能將工業(yè)垃圾進(jìn)行處理達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的，又能將危廢的熱量回收，變廢為熱，進(jìn)行資源的回收利用。

1 項(xiàng)目基本情況及說明

項(xiàng)目地位于山東濱州的一個(gè)危險(xiǎn)廢物焚燒中心，焚燒中心主要收集附近化工企業(yè)的危險(xiǎn)廢物集中焚燒處理，因一期已建回轉(zhuǎn)窯危險(xiǎn)固體廢物焚燒系統(tǒng)，而當(dāng)前危廢市場(chǎng)下普通危廢的廢液可協(xié)同回轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)進(jìn)行處理，市場(chǎng)上多是難處理的高含鹽、高含鹵等廢液，因此二期項(xiàng)目特地針對(duì)高含鹽廢液建設(shè)一套廢液焚燒處理系統(tǒng)。

本項(xiàng)目主要處理對(duì)象為廢液，廢液分為高含鹽廢液、低含鹽高熱值廢液、低含鹽低熱值廢液、腐蝕性廢液、高硫氯廢液、特殊廢液。預(yù)留高濃度有機(jī)廢氣處理接入口，廢氣分為廢活性炭再生廢氣和廢礦物油加熱爐廢氣。廢液特性參數(shù)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)值取值如下：

表1 廢液熱值

表2 鹽分及組成

本系統(tǒng)工藝采用：采用立式爐低溫段+重力沉降室+電動(dòng)隔離門+立式爐高溫段+余熱鍋爐（SNCR 脫硝）+煙氣急冷+重力沉降室+干法脫酸+活性炭噴射＋布袋除塵+酸洗+兩級(jí)濕法脫酸+濕電除塵器+引風(fēng)機(jī)+煙囪外排。立式爐低溫段+重力沉降室+電動(dòng)隔離門+立式爐高溫段為廢液焚燒裝置，通過焚燒將廢液中的有害物質(zhì)進(jìn)行熱分解；余熱鍋爐（SNCR 脫硝）為煙氣熱量回收成蒸汽的裝置，并輔以脫硝系統(tǒng)；余熱鍋爐后面的裝置為煙氣處理裝置，將煙氣中的NOx、SO2、HCl、DUST 等進(jìn)行處理以達(dá)標(biāo)排放。

2 系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)先進(jìn)性及特點(diǎn)

2.1 針對(duì)高含鹽廢液的特殊設(shè)計(jì)

針對(duì)高含鹽廢液焚燒，采用了立式爐低溫段+重力沉降室+電動(dòng)隔斷門的工藝，對(duì)高含鹽廢液高溫焚燒前進(jìn)行了預(yù)處理，將鹽和煙氣進(jìn)行剝離。具體工藝如下：

（1）本項(xiàng)目設(shè)計(jì)基礎(chǔ)廢液平均鹽含量5%，對(duì)廢液進(jìn)行分類，分為高含鹽廢液和低含鹽廢液。高含鹽廢液的平均鹽含量為12%，低含鹽廢液的平均鹽含量為2%。高含鹽廢液占廢液總量的30%，低含鹽廢液占廢液總量的70%，則廢液平均含鹽量為5%。高含鹽廢液和低含鹽廢液進(jìn)行分類存放。（2）設(shè)定高含鹽廢液的比例為30%，即1.89 噸/小時(shí)。低含鹽廢液的比例為70%，即4.19 噸/小時(shí)。（3）高含鹽廢液經(jīng)過緩沖罐和給料泵，經(jīng)噴槍霧化后噴入立式爐低溫段，在立式爐低溫段中進(jìn)行汽化，廢液中的有機(jī)物進(jìn)行汽化分解，廢液中的鹽經(jīng)噴霧干燥后以細(xì)微的鹽顆粒存在，經(jīng)立式爐低溫段和重力沉降室進(jìn)行排出。（4）經(jīng)立式爐低溫段和重力沉降室的煙氣進(jìn)一步進(jìn)入立式爐高溫段，再進(jìn)一步的焚燒，保證焚燒完全。（5）煙氣在重力沉降室進(jìn)入立式爐高溫段的煙道上設(shè)置電動(dòng)隔斷門，電動(dòng)隔斷門關(guān)閉時(shí)，立式爐高溫段能正常工作，立式爐低溫段和重力沉降室可以進(jìn)行清理和檢修。（6）立式爐高溫段頂部設(shè)置組合式燃燒器（燃料+廢液）以及單獨(dú)的廢液噴槍，保證在電動(dòng)隔斷門關(guān)閉時(shí)，低含鹽的廢液可處理5萬噸/年。（7）本裝置立式爐低溫段設(shè)計(jì)最大處理能力2.4 噸/小時(shí)，適用于處理含鹽量低于12%的任意濃度的高鹽廢液，經(jīng)預(yù)處理后80%以上的鹽從煙氣中分離出來，從而大大降低系統(tǒng)高溫段鹽含量，有效的提高系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行能力和耐火材料的使用壽命。立式爐低溫段運(yùn)行溫度低于大多數(shù)常見鹽的熔點(diǎn)，因此，入爐的鹽濃度對(duì)立式爐低溫段運(yùn)行的影響不大，需考慮的僅是鹽含量過高對(duì)廢液輸送和霧化的效果影響，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)立式爐低溫段廢液進(jìn)料的最大含鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%。

2.2 針對(duì)高含硫高含氯的特殊設(shè)計(jì)

針對(duì)高含硫氯廢液焚燒，采用了急冷脫酸+消石灰干法脫酸+濕法三級(jí)洗滌[1]的工藝，確保煙氣達(dá)標(biāo)排放。針對(duì)SO2和SO3的酸露點(diǎn)腐蝕做了特殊設(shè)計(jì)，并針對(duì)HCl 的酸露點(diǎn)腐蝕和二噁英的控制做了特殊設(shè)計(jì)。具體工藝如下：

（1）設(shè)置了高硫高氯廢液的儲(chǔ)罐和緩沖罐，針對(duì)高硫氯廢液分類儲(chǔ)存和單獨(dú)進(jìn)料?？梢酝ㄟ^單獨(dú)的調(diào)節(jié)閥組來控制含硫廢液的進(jìn)料，實(shí)現(xiàn)含硫量和含氯量進(jìn)料的總量控制。同時(shí)采用廢液在爐內(nèi)進(jìn)行混合和調(diào)配，避免了在進(jìn)爐前大量的分析工作。（2）急冷塔采用弱堿性水，通過采用洗滌塔排水，同時(shí)設(shè)置了堿液加入泵，將急冷塔冷卻水箱中水調(diào)整為弱堿性，去除煙氣中的SO2和HCl 氣體。采用該工藝，急冷塔的脫硫率在20%左右，急冷塔的脫酸率在30%左右。（3）在布袋除塵器上游設(shè)置干法脫酸塔，通過變頻計(jì)量控制，將Ca（OH）2粉末噴入干法脫酸塔，通過Ca（OH）2粉末與SO2的反應(yīng)將SO2和HCl 去除。采用該工藝，干法脫酸塔的脫硫率在40%左右，干法脫酸塔的脫酸率在40%左右。（4）在布袋除塵器下游設(shè)置酸洗塔、一級(jí)洗滌塔、二級(jí)洗滌塔。通過酸洗塔的噴淋，將HCl 吸收，產(chǎn)生低濃度的鹽酸，可用于其他裝置使用。通過向一級(jí)洗滌塔和二級(jí)洗滌塔中加入堿液，將循環(huán)液調(diào)整為弱堿性，從而將SO2和HCl 進(jìn)行吸收去除。采用該工藝，洗滌塔的脫硫率在99%左右，洗滌塔的脫酸率在99%左右。（5）針對(duì)SO2/SO3/HCl 可能的酸露點(diǎn)腐蝕，采用了控制鍋爐、急冷塔、布袋除塵器的漏風(fēng)，局部低溫部位進(jìn)行加熱、整體設(shè)備進(jìn)行保溫、煙道避免死角設(shè)計(jì)、噴槍等采用耐酸材質(zhì)等進(jìn)行解決。（6）針對(duì)高含氯可能對(duì)二噁英的影響，采用了3T+E[2]的焚燒技術(shù)，確保焚燒完全、二噁英完全分解；在鍋爐中噴入尿素，抑制二噁英的生成；同時(shí)在鍋爐出口設(shè)置了急冷塔，將煙氣溫度從500℃在1 秒鐘內(nèi)降溫至200℃以下，避免二噁英的再合成；在布袋除塵器噴入活性炭粉末，用于吸附可能的二噁英；從而實(shí)現(xiàn)控制二噁英生成和排放的目標(biāo)。

2.3 針對(duì)含氮的設(shè)計(jì)

針對(duì)本項(xiàng)目中含氮2%，設(shè)計(jì)采用了SNCR[3]的工藝，并預(yù)留SCR。具體工藝如下：

（1）設(shè)置多層噴槍，在不同溫度可噴入霧化的尿素溶液。（2）在余熱鍋爐中設(shè)置SNCR 反應(yīng)室，在該反應(yīng)室中，不設(shè)置水冷壁進(jìn)行換熱，保證SNCR 足夠的反應(yīng)時(shí)間。（3）尿素溶液的噴入量與NOx進(jìn)行聯(lián)鎖控制，根據(jù)NOx來自動(dòng)調(diào)節(jié)噴入的尿素的量。

2.4 廢液配伍和進(jìn)料的設(shè)計(jì)

針對(duì)本項(xiàng)目的廢液特點(diǎn)，設(shè)置了廢液分類儲(chǔ)存、分類緩存和分類進(jìn)料的進(jìn)料和配伍方案，其減少了廢液的化驗(yàn)分析，不同物料采用調(diào)節(jié)閥組控制進(jìn)入量，在爐內(nèi)進(jìn)行混合，避免了爐外混合風(fēng)險(xiǎn)，又方便操作。具體工藝如下：

（1）將廢液分為高含鹽廢液、低含鹽高熱值廢液、低含鹽低熱值廢液、腐蝕性廢液、高硫高氯廢液、特殊廢液。（2）高含鹽廢液設(shè)置單獨(dú)的儲(chǔ)罐和緩沖罐，單獨(dú)的控制閥組和噴槍進(jìn)入立式爐低溫段進(jìn)行焚燒。（3）低含鹽高熱值廢液設(shè)置單獨(dú)的儲(chǔ)罐和緩沖罐，單獨(dú)的控制閥組和噴槍進(jìn)入立式爐高溫段進(jìn)行焚燒。采用組合式燃燒器，低鹽高熱值廢液進(jìn)入組合式燃燒器進(jìn)行焚燒?？刹捎玫望}高熱值廢液調(diào)節(jié)焚燒爐溫度。（4）低鹽低熱值廢液設(shè)置單獨(dú)的儲(chǔ)罐和緩沖罐，單獨(dú)的控制閥組和噴槍進(jìn)入立式爐高溫段進(jìn)行焚燒。低熱值廢液不通過組合式燃燒器，通過單獨(dú)的噴槍，避免低熱值廢液對(duì)燃燒器火焰的影響?？刹捎玫蜔嶂祻U液調(diào)節(jié)焚燒爐溫度。（5）腐蝕性廢液，設(shè)置單獨(dú)的儲(chǔ)罐和緩沖罐，儲(chǔ)罐材質(zhì)為碳鋼內(nèi)襯四氟，管線和輸送的泵、控制閥組都采用防腐設(shè)備，可保持腐蝕性廢液能進(jìn)行存儲(chǔ)和進(jìn)料。（6）高硫高氯廢液，設(shè)置單獨(dú)的儲(chǔ)罐和緩沖罐，儲(chǔ)罐材質(zhì)為碳鋼內(nèi)襯四氟，管線和輸送的泵、控制閥組都采用防腐設(shè)備，可保持高硫高氯廢液能進(jìn)行存儲(chǔ)和進(jìn)料。（7）特殊廢液，設(shè)置單獨(dú)的進(jìn)料及預(yù)處理系統(tǒng)，對(duì)于低粘度的特殊廢液，采用鶴管式插桶隔膜泵直接將廢液抽送至特殊廢液噴槍，將廢液噴入立式爐高溫段焚燒處理；對(duì)于高粘度的特殊廢液，采用隔膜泵將廢液抽送至中間緩沖罐，緩沖罐配置攪拌、伴熱、氮封等功能，廢液在該緩沖罐內(nèi)預(yù)處理升溫后，提高流動(dòng)性，繼而通過進(jìn)料泵將廢液送至特殊廢液噴槍，將廢液噴入立式爐高溫段焚燒處理。

結(jié)語

危廢中對(duì)環(huán)境造成破壞的主要物質(zhì)是有機(jī)質(zhì)、重金屬等。理論和實(shí)踐證明，采用焚燒法可以有效的去除危廢中的有機(jī)質(zhì)，同時(shí)使危廢減量最大化。本項(xiàng)目采用立式爐低溫段+重力沉降室+隔斷門+立式爐高溫段組合，通過3T+1E 高效焚燒、低氮燃燒、二噁英的形成、分解和控制再次合成等理論，將危廢中的有機(jī)物在立式爐低溫段從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)進(jìn)入到煙氣中，而重金屬等難揮發(fā)有毒有害物質(zhì)隨著不可燃分灰渣從立式爐低溫段、重力沉降室及立式爐高溫段底部排出，灰渣經(jīng)統(tǒng)一收集后，運(yùn)送至危廢填埋場(chǎng)經(jīng)穩(wěn)定化、固化后填埋。而經(jīng)立式爐低溫段焚燒后的有機(jī)物則進(jìn)入立式爐高溫段充分燃燒，經(jīng)充分燃燒后的有機(jī)物形成穩(wěn)定的氧化物，經(jīng)煙氣凈化系統(tǒng)處理，去除掉煙氣中有害成分后，達(dá)到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)排入大氣。配置余熱鍋爐是為了最大化的回收能源，配置SNCR 脫硝+急冷塔+重力沉降室+干法脫酸+活性炭噴射+布袋除塵+濕法脫酸流程+濕電除塵，使污染物在該段流程內(nèi)進(jìn)行酸堿中和、氧化還原、物理吸附等反應(yīng)，經(jīng)處理后煙氣中的NOx、SOx、HCl、HF、重金屬、二噁英、粉塵等污染物濃度可穩(wěn)定達(dá)到要求的排放指標(biāo)。我國危廢市場(chǎng)固廢及普通廢液焚燒系統(tǒng)已近飽和狀態(tài)，難處理的高含鹽、高含鹵、高含硫等廢液將是危廢市場(chǎng)上亟待解決的問題，本工藝對(duì)高含鹽廢液處理的適應(yīng)性將為未來的危廢市場(chǎng)提供一個(gè)新的突破口。