董少軍

（廈門益家美環(huán)保科技有限公司，福建 廈門 361000）

引言

固體廢物經(jīng)過(guò)焚燒可減重80%以上、減容90%以上，與其他處理技術(shù)比較，減量化是其最卓越的效果。根據(jù)技術(shù)規(guī)范，危險(xiǎn)廢物焚燒爐的技術(shù)指標(biāo)要求危險(xiǎn)廢物的焚毀去除率應(yīng)≥99.99%[1]。焚燒技術(shù)不僅可以焚毀廢物中的大部分有害成分，實(shí)現(xiàn)廢物的減量化、無(wú)害化，達(dá)到減排的目的，還能夠?qū)⒒厥辗贌^(guò)程的余熱回用于生產(chǎn)，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

1 項(xiàng)目背景

福建省某制糖企業(yè)是一家主要從事食品添加劑生產(chǎn)的企業(yè)，現(xiàn)有產(chǎn)品主要有三氯蔗糖、褪黑素和硫辛酸，在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了廢有機(jī)溶劑、精餾釜?dú)?、廢機(jī)油、廢活性炭，污水處理站污泥、焦糖類物質(zhì)等，除了焦糖類物質(zhì)外均屬于危險(xiǎn)廢物。由于危險(xiǎn)廢物在產(chǎn)生、暫存、轉(zhuǎn)運(yùn)等方面均存在較大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，且危險(xiǎn)廢物的處理也需要較大的經(jīng)濟(jì)投入，一般固廢量較大。為了滿足固體廢物“減量化、資源化、無(wú)害化”的處理要求，降低危險(xiǎn)廢物的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和企業(yè)處理成本，提升企業(yè)的形象，該企業(yè)擬投資1 500萬(wàn)元建設(shè)固廢焚燒爐1座，設(shè)計(jì)采用回轉(zhuǎn)窯+二燃室的焚燒技術(shù)。項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模為50 t/d、其中回轉(zhuǎn)窯內(nèi)焚燒分配10 t/d固廢，15 t/d廢液、二燃室內(nèi)焚燒分配25 t/d廢液，年產(chǎn)副產(chǎn)品飽和蒸汽（1.0 MPa（G）、550 ℃）55 440 t。

2 廢氣污染源分析

2.1 有組織廢氣

根據(jù)企業(yè)提供的資料，本次擬送入焚燒爐焚燒的固體廢物主要含有碳、氫、氧元素，還有少量的氯元素。因此，擬建項(xiàng)目焚燒煙氣主要有酸性廢氣（主要包括二氧化硫、氮氧化物、氯化氫）、二噁英、煙塵、非甲烷總烴等。此外，項(xiàng)目輔助燃料采用天然氣，屬于清潔能源，其燃燒廢氣中含有少量SO2、NOx、煙塵。

本次焚燒爐為50 t/d回轉(zhuǎn)窯焚燒，焚燒的固廢95%來(lái)自三氯蔗糖生產(chǎn)線，5%來(lái)自褪黑素和硫辛酸生產(chǎn)線。焚燒爐廢氣采取“SNCR+余熱鍋爐+半干式急冷+干式反應(yīng)系統(tǒng)+布袋除塵+三級(jí)堿液噴淋+二級(jí)水洗+45m排氣筒”措施。

項(xiàng)目企業(yè)二廠設(shè)置了一臺(tái)15 t/d（625 kg/h）的回轉(zhuǎn)窯焚燒爐，主要焚燒總計(jì)焚燒危險(xiǎn)廢物（19 t/a）、有機(jī)母液（310 t/a）和含焦糖類物質(zhì)（3 631 t/a，占91.6%），共計(jì)3 960噸/年。二廠焚燒爐廢氣采取“SNCR +余熱回收+急冷+脈沖布袋除塵器+四級(jí)堿液（氨水+雙氧水）噴淋+一級(jí)水噴淋+一根35 m高排氣筒”措施。

綜上，本項(xiàng)目的焚燒物質(zhì)、焚燒爐爐型及廢氣處理措施相似，因此本項(xiàng)目廢氣可以類比企業(yè)二廠焚燒爐的廢氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。根據(jù)類比結(jié)果，本項(xiàng)目各污染物排放濃度為：顆粒物為30 mg/m3、SO2為20 mg/m3、NOX為 200 mg/m3、CO為43.3 mg/m3、HCl 為18.2 m g/m3、氨為54.6 m g/m3、非甲烷總烴為13.7 mg/m3、二噁英為0.13 TEQng/m3。

2.2 無(wú)組織廢氣

2.2.1 焚燒車間

在正常工況下，項(xiàng)目焚燒車間的無(wú)組織排放源主要為車輛、人員進(jìn)出焚燒車間時(shí)造成的少量廢氣無(wú)組織逸散。

2.2.2 配伍料坑

同時(shí)從受料坑上方抽取坑內(nèi)氣體并經(jīng)預(yù)熱后送入焚燒爐，用作焚燒爐的助燃空氣，并控制惡臭氣體的排放。在打開料坑投入固體廢物時(shí)，惡臭為無(wú)組織排放。

3 焚燒爐廢氣影響預(yù)測(cè)分析

3.1 預(yù)測(cè)模型

3.1.1 預(yù)測(cè)模型選取結(jié)果及選取依據(jù)

本次大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)的數(shù)值預(yù)測(cè)采用商業(yè)應(yīng)用軟件EIAProA，系由六五軟件工作室開發(fā)。為如實(shí)反應(yīng)本項(xiàng)目大氣污染物對(duì)大氣環(huán)境的影響，本次評(píng)價(jià)使用導(dǎo)則推薦的AERMOD模式預(yù)測(cè)主要污染物對(duì)環(huán)境的影響。由于本次評(píng)價(jià)基本年內(nèi)風(fēng)速≤0.5 m/s的持續(xù)時(shí)間小于72 h，且近20年統(tǒng)計(jì)的全年靜風(fēng)頻率小于35%，根據(jù)導(dǎo)則不需要用CALPUFF模型進(jìn)一步模擬。

3.1.2 氣象數(shù)據(jù)

氣象數(shù)據(jù)為廈門市2022年觀測(cè)氣象數(shù)據(jù)和模擬高空氣象數(shù)據(jù)。

3.1.3 地形數(shù)據(jù)

地形數(shù)據(jù)采用“SRTM 90m Digital Elevation Data”，數(shù)據(jù)分辨率90 m。采用實(shí)際地形進(jìn)行預(yù)測(cè)，采用AERMAP地形處理模式對(duì)地形數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，地形數(shù)據(jù)范圍如下：①數(shù)據(jù)列數(shù)：682，數(shù)據(jù)行數(shù)：623。②區(qū)域四個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)（經(jīng)度，緯度）西北角（117.068 75，26.273 75），東北角（117.636 25，26.273 75），西南角（117.068 75，25.755 416 666 666 7），東南角（117.636 25，25.755 416 666 666 7）。③東西向網(wǎng)格間距：3（秒），南北向網(wǎng)格間距：3（秒）。

3.1.4 地面參數(shù)

環(huán)評(píng)預(yù)測(cè)中地面特征參數(shù)以正午反照率、BOWEN、精糙度表示；地面時(shí)間周期：按季度；地表特征參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 地表特征參數(shù)

3.1.5 其他參數(shù)設(shè)置

其他參數(shù)設(shè)置：不考慮建筑物下洗；不考慮顆粒物干濕沉降和化學(xué)轉(zhuǎn)化；不考慮二次污染物預(yù)測(cè)。

3.2 預(yù)測(cè)范圍及預(yù)測(cè)點(diǎn)

3.2.1 預(yù)測(cè)范圍

本項(xiàng)目大氣評(píng)價(jià)范圍為以焚燒爐煙囪基座為中心原點(diǎn)（0，0），邊長(zhǎng)為5 km的矩形范圍，該范圍覆蓋了評(píng)價(jià)范圍及各污染物短期濃度貢獻(xiàn)值占標(biāo)率大于10%的區(qū)域。

3.2.2 預(yù)測(cè)點(diǎn)

采用直角坐標(biāo)網(wǎng)格。預(yù)測(cè)點(diǎn)選取敏感點(diǎn)，預(yù)測(cè)網(wǎng)格取50 m×50 m，共計(jì)21 005個(gè)點(diǎn)。中心點(diǎn)坐標(biāo)：以正東向?yàn)閄 軸正方向，以正北向?yàn)閅 軸正方向。①關(guān)心點(diǎn)：6個(gè)；②各關(guān)心點(diǎn)高程：模式計(jì)算時(shí)由通過(guò)地形數(shù)據(jù)自動(dòng)選?。虎跘ERMOD預(yù)測(cè)方案；④運(yùn)行方式：一般方式；⑤平均時(shí)間：小時(shí)、日平均、年平均；⑥常用模式選項(xiàng)：預(yù)測(cè)考慮全部源速度優(yōu)化。

3.3 預(yù)測(cè)情景、預(yù)測(cè)因子及評(píng)價(jià)內(nèi)容

預(yù)測(cè)內(nèi)容和評(píng)價(jià)內(nèi)容見(jiàn)表2。

表2 預(yù)測(cè)內(nèi)容和評(píng)價(jià)內(nèi)容

3.4 預(yù)測(cè)結(jié)果分析

項(xiàng)目新增源排放的污染物在評(píng)價(jià)范圍內(nèi)預(yù)測(cè)貢獻(xiàn)情況：PM10網(wǎng)格點(diǎn)預(yù)測(cè)最大小時(shí)、日均和年均占標(biāo)率為9.74%、4.17%和1.15%；PM2.5網(wǎng)格點(diǎn)預(yù)測(cè)最大小時(shí)、日均和年均占標(biāo)率為16.24%、6.25%和1.48%；SO2網(wǎng)格點(diǎn)預(yù)測(cè)最大小時(shí)、日均和年均占標(biāo)率為9.78%、4.1/%和117%；NOx網(wǎng)格點(diǎn)預(yù)測(cè)最大小時(shí)、日均和年均占標(biāo)率為73.26%、23.5%和1.18%；NO2網(wǎng)格點(diǎn)預(yù)測(cè)最大小時(shí)、日均和年均占標(biāo)率為73.07%、23.44%和5.18%；CO網(wǎng)格點(diǎn)預(yù)測(cè)最大小時(shí)、日均和年均占標(biāo)率為1.06%、0.34%和0.07%；HCl網(wǎng)格點(diǎn)預(yù)測(cè)最大小時(shí)、日均占標(biāo)率為25.33%、0.34%和10.83%；NH3網(wǎng)格點(diǎn)預(yù)測(cè)最大時(shí)均占標(biāo)率為24.7%；非甲烷總烴網(wǎng)格點(diǎn)預(yù)測(cè)最大小時(shí)、日均占標(biāo)率為16.08%、2.75%；二噁英網(wǎng)格點(diǎn)預(yù)測(cè)最大小時(shí)、日均和年均占標(biāo)率為0.01%、0和0。

綜上，項(xiàng)目新增源排放的各污染物在評(píng)價(jià)范圍內(nèi)預(yù)測(cè)貢獻(xiàn)值情況為：評(píng)價(jià)區(qū)域所有二類區(qū)敏感點(diǎn)時(shí)均、日均值占標(biāo)率均符合≤100%的要求，年均值占標(biāo)率符合≤30%的要求。

4 焚燒爐廢氣治理措施

4.1 有組織廢氣收集措施

焚燒爐廢氣擬采用的廢氣收集及處理工藝見(jiàn)圖1。

圖1 廢氣收集處理措施流程圖

4.2 有組織廢氣處理措施

4.2.1 焚燒煙氣全過(guò)程污染控制

4.2.1.1 爐前配伍

本項(xiàng)目焚燒廢物來(lái)自廠區(qū)現(xiàn)有工程的固體廢物（含一般固廢和危險(xiǎn)廢物），其中焦糖類物質(zhì)占比較大（約為95%），成分波動(dòng)不大，焚燒固體廢物前應(yīng)將殘液混合均勻，以使其熱值、氯含量滿足焚燒爐的入爐要求，有利于固體廢物的充分焚燒。

4.2.1.2 “3T+E”控制

研究表明，當(dāng)焚燒溫度≥1 100 ℃，停留時(shí)間大于2 s時(shí)，可以分解煙氣中99.99%以上的二噁英和其他有害成分[2]，并保證一定程度過(guò)量空氣的供給（空氣過(guò)剩系數(shù)>1.1），保證低濃度的CO，避免二噁英在還原條件下二次合成而對(duì)環(huán)境造成二次污染。

4.2.1.3 余熱回收利用

二燃室產(chǎn)生的髙溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)余熱鍋爐水冷降溫和除去少量煙塵，回收利用煙氣中的熱量，可同時(shí)降溫和回收能量，煙氣溫度降到500 ℃左右，避開二噁英物質(zhì)高度合成的200～500 ℃區(qū)間。

4.2.1.4 尾氣處理

本項(xiàng)目焚燒爐廢氣包括酸性廢氣（主要包括二氧化硫、氮氧化物、氯化氫）、二噁英、煙塵、非甲烷總烴等，項(xiàng)目焚燒廢氣采取“SNCR+半干式急冷+消石灰活性炭噴射+布袋除塵+濕法脫酸”組合措施才能有效去除。

4.2.1.5 煙氣在線監(jiān)控

本項(xiàng)目尾氣通過(guò)安裝煙氣在線監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。當(dāng)某項(xiàng)指標(biāo)超限時(shí)，控制室產(chǎn)生聲光報(bào)警，并啟動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)程序。

4.2.2 廢氣治理措施評(píng)述

4.2.2.1 顆粒物治理措施評(píng)述

焚燒尾氣通過(guò)急冷吸收塔+高效布袋除塵器+水洗塔，可以逐步去除大顆粒、小顆粒物以及進(jìn)一步去除顆粒物，其中布袋除塵器對(duì)煙塵的去除率達(dá)到99.5%以上[3]。

4.2.2.2 酸性氣體（HCl、SO2等）治理措施評(píng)述

焚燒煙氣中的酸性氣體常用濕法、干法、半干法三種方法中的一種或組合使用。濕法洗滌通常安裝于布袋除塵器后，可以避免結(jié)露，而干法和半干法工藝通?？砂惭b于干式除塵器之前。就酸性氣體凈化效率而言，濕法＞半干法＞干法，詳見(jiàn)表3。

表3 三種凈化方法特點(diǎn)比較

本項(xiàng)目采用三級(jí)堿液（氨水+NaOH）噴淋+二級(jí)水噴淋組合工藝控制焚燒廢氣中酸性氣體和氨氣排放技術(shù)上是可行的。

4.2.2.3 NOX治理措施評(píng)述

綜合對(duì)比主流脫硝技術(shù)，SNCR脫硝法更適用于有煙氣急冷工藝的焚燒爐裝置，本項(xiàng)目采用氨水作為脫硝劑。為了控制NOX的排放，對(duì)反應(yīng)區(qū)域采用絕熱方式，使煙氣溫度始終維持在高效SNCR反應(yīng)的溫度區(qū)間。另外，為了使SNCR反應(yīng)充分完成，通過(guò)絕熱區(qū)域直徑和高度的合理設(shè)計(jì)，可以確保煙氣在絕熱反應(yīng)區(qū)域有足夠的停留時(shí)間（1 s以上）。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)可知，采用SNCR對(duì)NOX的去除率可達(dá)50%～60%[4]。

4.2.2.4 二噁英治理措施評(píng)述

本項(xiàng)目采用燃燒控制+急冷控制+尾氣處置控制二噁英的產(chǎn)生與排放。據(jù)國(guó)外焚燒處理廠的實(shí)踐資料表明，通過(guò)“三T”控制可分解廢物中99.99%的原生二噁英；急冷控制通過(guò)噴淋水霧將廢氣在1 s內(nèi)急冷至200 ℃以下，防止二噁英的二次合成；項(xiàng)目擬采用活性炭噴射高效凈化吸附，確保非甲烷總烴、二噁英達(dá)標(biāo)排放。

綜上所述，本項(xiàng)目廢氣污染防治措施滿足《排污許可證申請(qǐng)與合法技術(shù)規(guī)范 危險(xiǎn)廢物焚燒》（HJ 1038-2019）[5]的要求。采用“SNCR+半干式急冷+消石灰活性炭噴射+布袋除塵+濕法脫酸”工藝后可以確保焚燒煙氣的排放滿足《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18484-2020），該焚燒廢氣治理措施可行。

4.3 無(wú)組織廢氣

項(xiàng)目無(wú)組織排放廢氣主要通過(guò)以下幾點(diǎn)進(jìn)行控制：（1）固廢貯存過(guò)程應(yīng)保證儲(chǔ)罐的密封性。（2）項(xiàng)目焚燒處置裝置工作時(shí)為微負(fù)壓，且采取PLC組成集散控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)焚燒設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)立即停止工作，并且自動(dòng)啟動(dòng)應(yīng)急系統(tǒng)，防止有害氣體不經(jīng)處理直接排放。（3）焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的底渣，系統(tǒng)采用濕式刮渣機(jī)進(jìn)行自動(dòng)除灰，底渣經(jīng)高溫燃燒后，其中的有機(jī)質(zhì)得到分解，因而無(wú)明顯氣味。同時(shí)，除塵器飛灰由輸送裝置進(jìn)入密閉的灰倉(cāng)收集，并定期轉(zhuǎn)入灰渣周轉(zhuǎn)箱，轉(zhuǎn)移至危廢暫存間，在此操作過(guò)程中進(jìn)行適當(dāng)?shù)膰娏堋⒏采w，防止出現(xiàn)揚(yáng)塵和泄漏現(xiàn)象。（4）氨水儲(chǔ)罐在正常儲(chǔ)存過(guò)程中排放的氨氣很少，僅考慮裝卸過(guò)程或者密封連接處跑冒滴漏逸散的少量氨氣。建設(shè)單位已經(jīng)制定LDAR計(jì)劃，定期檢查并及時(shí)維修，降低了氨水跑冒滴漏現(xiàn)象。（5）配伍料坑惡臭：本項(xiàng)目防止配伍料坑惡臭氣體外溢，配伍車間保持微負(fù)壓狀態(tài)，廢氣經(jīng)收集后引入焚燒爐進(jìn)行焚燒處理，同時(shí)從受料坑上方抽取坑內(nèi)氣體并經(jīng)預(yù)熱后送入焚燒爐，用于焚燒爐的助燃空氣，從而控制惡臭氣體排放。同時(shí)，建設(shè)單位應(yīng)加強(qiáng)管理和巡查，并進(jìn)行崗前培訓(xùn)，規(guī)范操作，以確保焚燒爐尾氣污染物能夠達(dá)標(biāo)排放。

5 結(jié)語(yǔ)

福建某制糖企業(yè)設(shè)計(jì)采用“SNCR+半干式急冷+消石灰活性炭噴射+布袋除塵+濕法脫酸”措施處理焚燒爐廢氣，煙氣凈化系統(tǒng)將煙氣中的酸性廢氣組分、煙塵、二噁英類物質(zhì)、非甲烷總烴等各項(xiàng)污染物凈化至達(dá)標(biāo)排放，廢氣治理措施可行。