危險(xiǎn)廢物焚燒處置廢氣污染物凈化技術(shù)應(yīng)用研究

閆媛媛 董志虎 楊佳楠 郭建峰

摘 要：本研究介紹了控制焚燒爐煙氣中污染物的凈化技術(shù)的實(shí)際案例，采用“急冷+干法脫酸+活性炭吸附+布袋除塵器+噴淋脫酸塔”工藝處理焚燒爐廢氣，能實(shí)現(xiàn)焚燒爐廢氣中各污染物穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

關(guān)鍵詞：危險(xiǎn)廢物;焚燒;煙氣凈化

1 危險(xiǎn)廢物處置種類

本研究中危險(xiǎn)廢物處置企業(yè)焚燒的廢物主要是各企業(yè)產(chǎn)生的包括醫(yī)藥廢物、廢藥物和藥品、農(nóng)藥廢物、木材防腐劑廢物、廢有機(jī)溶劑與含有機(jī)溶劑廢物、熱處理含氰廢物、廢礦物油與含礦物油廢物、油水、烴/水混合物或乳化液、精（蒸）餾殘?jiān)?、染料、涂料廢物、有機(jī)樹(shù)脂類廢物、感光材料廢物、有機(jī)磷化合物廢物、有機(jī)氰化物廢物、含酚廢物、含醚廢物、含有機(jī)鹵化物廢物、其他廢物、廢催化劑。本案例中焚燒爐的焚燒能力為100噸/天。

2 危險(xiǎn)廢物焚燒工藝及產(chǎn)生的焚燒爐廢氣污染物介紹

本案例中固體廢物由廢物料坑上方起重機(jī)抓斗抓起，經(jīng)加料機(jī)進(jìn)入回轉(zhuǎn)焚燒爐。廢物料坑內(nèi)的少量滲濾液經(jīng)過(guò)滲濾液井收集后，進(jìn)入廢液噴射系統(tǒng)噴入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)焚燒處置，不外排。各種儲(chǔ)存在罐區(qū)的有機(jī)廢液通過(guò)廢液泵經(jīng)噴槍直接噴入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)。焚燒工序采用回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)，焚燒過(guò)程具體工藝如下：

2.1 回轉(zhuǎn)窯焚燒

首先投入輔助燃料燃燒器點(diǎn)火燃燒升溫，當(dāng)回轉(zhuǎn)窯溫度升至750℃以上才可投入廢液燃燒，回轉(zhuǎn)窯及其整個(gè)焚燒系統(tǒng)均始終在負(fù)壓狀態(tài)下運(yùn)行，當(dāng)回轉(zhuǎn)窯溫度升至850℃以上時(shí)投入固體廢物焚燒，固體廢物沿著回轉(zhuǎn)窯的傾斜角度和旋轉(zhuǎn)方向緩慢向前推動(dòng)，經(jīng)30min-120min左右的燃燒時(shí)間，焚燒殘余的爐渣或熔融體從窯內(nèi)流出，降落至水封刮板出渣機(jī)，經(jīng)水急速冷后形成顆粒狀爐渣外運(yùn)填埋處置。

2.2 二燃室燃燒

回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的煙氣從窯尾進(jìn)入二燃室，二燃室設(shè)置了燃燒器將燃燒室溫度提到1100至1250℃，煙氣在二燃室停留時(shí)間2s以上，使煙氣中的微量有機(jī)物及二噁英得以充分分解，確保進(jìn)入焚燒系統(tǒng)的危險(xiǎn)廢物充分燃燒。

2.3 余熱鍋爐系統(tǒng)

二燃室充分燃燒后的高溫?zé)煔庥蔁煹肋M(jìn)入余熱鍋爐，沉降室設(shè)置在余熱鍋爐底部，余熱鍋爐是由豎直吊掛式水冷壁組成。高溫?zé)煔鉄崃勘挥酂徨仩t回收，產(chǎn)生的蒸汽少部分供焚燒系統(tǒng)使用，大部分外供。余熱鍋爐是單鍋筒縱置式自然循環(huán)鍋爐，由鍋爐本體、鋼結(jié)構(gòu)、耐火保溫材料及附件組成。鍋爐的側(cè)壁設(shè)計(jì)成膜式水冷壁結(jié)構(gòu)。膜式水冷壁的工質(zhì)從低集箱流向高集箱。整個(gè)鍋爐由鋼結(jié)構(gòu)組成，支撐架固定在鍋爐通道的膜式水冷壁上。輻射通道下部由膜式水冷壁組成灰斗，用來(lái)收集鍋爐的余灰，產(chǎn)生的飛灰固化處理后外運(yùn)填埋處置。

3 焚燒爐廢氣污染物凈化工藝

危險(xiǎn)廢物焚燒爐煙氣中主要污染物主要為酸性組分、CO、揮發(fā)性重金屬、煙塵、二噁英類物質(zhì)。煙氣從余熱鍋爐出口進(jìn)入急冷塔急速冷卻，溫度由550℃降至200℃以下，避開(kāi)二噁英類易生成溫度區(qū);經(jīng)“急冷”后的煙氣進(jìn)入高效干式脫酸反應(yīng)塔，與噴入塔中的消石灰接觸，反應(yīng)形成粉塵狀鈣鹽，達(dá)到去除煙氣中SO2和HCl、HF等酸性氣體的目的;在進(jìn)入布袋除塵器前噴射活性炭，吸附煙氣中的二噁英類及重金屬類，利用布袋除塵器的過(guò)濾作用，將煙氣中的顆粒物、干法反應(yīng)生成的鹽類物質(zhì)、活性炭吸附的重金屬及二噁英類一并去除;煙氣經(jīng)袋式除塵器出口進(jìn)入濕式脫酸塔進(jìn)口煙道，煙氣向下切向進(jìn)入脫酸吸收塔。用NaOH溶液去除煙氣中的HCl、HF以及SO2。

具體焚燒煙氣凈化工藝如下：

3.1 急冷系統(tǒng)

煙氣從余熱鍋爐出口進(jìn)入急冷塔急速冷卻。在急冷塔內(nèi)霧化噴入水液將煙氣溫度在1s內(nèi)由550℃驟降至約200℃以下的“急冷”措施，主要是以減少“二噁英”再合成的機(jī)會(huì)。高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)余熱鍋爐溫度降至500-550℃，經(jīng)煙道從上方進(jìn)入急冷塔，急冷塔上設(shè)置的雙流體噴頭。在壓縮空氣的作用下，在噴頭的內(nèi)部，壓縮空氣與水液經(jīng)過(guò)若干次的打擊，溶液被霧化成0.08mm左右的液滴，被霧化后的液滴與高溫?zé)煔獬浞謸Q熱，在短時(shí)間內(nèi)迅速蒸發(fā)，帶走熱量，使得煙氣溫度在瞬間被降至200℃以下。由于煙氣在200-550℃之間停留時(shí)間小于1s，因此防止了二噁英的再合成。

3.2 脫酸及除塵系統(tǒng)

（1）干法脫酸：經(jīng)“急冷”后的煙氣進(jìn)入干式高效脫酸塔，與噴入塔中的石灰及活性碳粉接觸，反應(yīng)形成粉塵狀鈣鹽，達(dá)到去除煙氣中SO2和HCl、HF等酸性氣體的目的。收集下來(lái)的飛灰經(jīng)固化后外運(yùn)填埋處置。

（2）布袋除塵：含塵氣體由進(jìn)風(fēng)管送入袋式除塵器，袋式除塵器內(nèi)的導(dǎo)流板使風(fēng)量均勻，然后通過(guò)進(jìn)風(fēng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)入各氣室，粗塵粒沉降至灰斗底部，細(xì)塵粒隨氣流轉(zhuǎn)折向上進(jìn)入過(guò)濾室，粉塵被阻留在濾袋表面，凈化后的氣體經(jīng)濾袋口（花板孔上）進(jìn)入清潔室，由出風(fēng)口排出。截留的飛灰經(jīng)固化后外運(yùn)填埋處置。

（3）濕法脫酸：煙氣經(jīng)袋式除塵器出口進(jìn)入濕式脫酸塔進(jìn)口煙道，煙氣向下切向進(jìn)入脫酸吸收塔。用NaOH溶液去除煙氣中的HCl、HF以及SO2，由于NaOH溶液為活性很強(qiáng)的堿性溶液，煙氣中的HCl、HF以及SO2的脫除率很高。煙氣在上升過(guò)程中，與從塔內(nèi)上部噴淋裝置噴淋出來(lái)的NaOH溶液在填料層混合接觸反應(yīng)，以達(dá)到除酸目的。噴淋后的煙氣經(jīng)過(guò)除霧器去除煙氣中夾帶的水分顆粒。濕法脫酸過(guò)程中產(chǎn)生的廢水回用于煙氣急冷塔內(nèi)。

（4）煙氣再熱。為避免煙氣溫度過(guò)低造成后續(xù)設(shè)備的低溫結(jié)露腐蝕，經(jīng)過(guò)濕法脫酸后的煙氣經(jīng)過(guò)煙氣再熱器，加熱蒸汽來(lái)源為余熱鍋爐。加熱后煙氣溫度達(dá)120℃以上，高于露點(diǎn)腐蝕溫度，焚燒廢氣經(jīng)過(guò)處理后最終通過(guò)一根60m高的排氣筒排放。

4 小結(jié)

本研究案例的焚燒爐均按照《危險(xiǎn)廢物集中焚燒處置工程建設(shè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T176-2005）的要求進(jìn)行設(shè)置，焚燒煙氣中主要污染物主要為酸性組分、揮發(fā)性重金屬、煙塵、二噁英類物質(zhì)。采用“急冷+干法脫酸+活性炭吸附+布袋除塵器+噴淋脫酸塔”工藝處理后通過(guò)1根60m高排氣筒排放。經(jīng)過(guò)煙氣凈化系統(tǒng)處理后，危險(xiǎn)廢物焚燒煙氣能夠滿足《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18484-2001）標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

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作者簡(jiǎn)介：閆媛媛（1990-），女，助理工程師，主要從事危險(xiǎn)廢物環(huán)境影響評(píng)價(jià)研究。