危險廢物焚燒處置廢氣污染物凈化技術應用研究

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的實際案例，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，能實現焚燒爐廢氣中各污染物穩定達標排放。

關鍵詞：危險廢物;焚燒;煙氣凈化

1 危險廢物處置種類

本研究中危險廢物處置企業焚燒的廢物主要是各企業產生的包括醫藥廢物、廢藥物和藥品、農藥廢物、木材防腐劑廢物、廢有機溶劑與含有機溶劑廢物、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）餾殘渣、染料、涂料廢物、有機樹脂類廢物、感光材料廢物、有機磷化合物廢物、有機氰化物廢物、含酚廢物、含醚廢物、含有機鹵化物廢物、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 危險廢物焚燒工藝及產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抓斗抓起，經加料機進入回轉焚燒爐。廢物料坑內的少量滲濾液經過滲濾液井收集后，進入廢液噴射系統噴入回轉窯內焚燒處置，不外排。各種儲存在罐區的有機廢液通過廢液泵經噴槍直接噴入回轉窯內。焚燒工序采用回轉窯焚燒技術，焚燒過程具體工藝如下：

2.1 回轉窯焚燒

首先投入輔助燃料燃燒器點火燃燒升溫，當回轉窯溫度升至750℃以上才可投入廢液燃燒，回轉窯及其整個焚燒系統均始終在負壓狀態下運行，當回轉窯溫度升至850℃以上時投入固體廢物焚燒，固體廢物沿著回轉窯的傾斜角度和旋轉方向緩慢向前推動，經30min-120min左右的燃燒時間，焚燒殘余的爐渣或熔融體從窯內流出，降落至水封刮板出渣機，經水急速冷后形成顆粒狀爐渣外運填埋處置。

2.2 二燃室燃燒

回轉窯內的煙氣從窯尾進入二燃室，二燃室設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間2s以上，使煙氣中的微量有機物及二噁英得以充分分解，確保進入焚燒系統的危險廢物充分燃燒。

2.3 余熱鍋爐系統

二燃室充分燃燒后的高溫煙氣由煙道進入余熱鍋爐，沉降室設置在余熱鍋爐底部，余熱鍋爐是由豎直吊掛式水冷壁組成。高溫煙氣熱量被余熱鍋爐回收，產生的蒸汽少部分供焚燒系統使用，大部分外供。余熱鍋爐是單鍋筒縱置式自然循環鍋爐，由鍋爐本體、鋼結構、耐火保溫材料及附件組成。鍋爐的側壁設計成膜式水冷壁結構。膜式水冷壁的工質從低集箱流向高集箱。整個鍋爐由鋼結構組成，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，用來收集鍋爐的余灰，產生的飛灰固化處理后外運填埋處置。

3 焚燒爐廢氣污染物凈化工藝

危險廢物焚燒爐煙氣中主要污染物主要為酸性組分、CO、揮發性重金屬、煙塵、二噁英類物質。煙氣從余熱鍋爐出口進入急冷塔急速冷卻，溫度由550℃降至200℃以下，避開二噁英類易生成溫度區;經“急冷”后的煙氣進入高效干式脫酸反應塔，與噴入塔中的消石灰接觸，反應形成粉塵狀鈣鹽，達到去除煙氣中SO2和HCl、HF等酸性氣體的目的;在進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濾作用，將煙氣中的顆粒物、干法反應生成的鹽類物質、活性炭吸附的重金屬及二噁英類一并去除;煙氣經袋式除塵器出口進入濕式脫酸塔進口煙道，煙氣向下切向進入脫酸吸收塔。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

煙氣從余熱鍋爐出口進入急冷塔急速冷卻。在急冷塔內霧化噴入水液將煙氣溫度在1s內由550℃驟降至約200℃以下的“急冷”措施，主要是以減少“二噁英”再合成的機會。高溫煙氣經過余熱鍋爐溫度降至500-550℃，經煙道從上方進入急冷塔，急冷塔上設置的雙流體噴頭。在壓縮空氣的作用下，在噴頭的內部，壓縮空氣與水液經過若干次的打擊，溶液被霧化成0.08mm左右的液滴，被霧化后的液滴與高溫煙氣充分換熱，在短時間內迅速蒸發，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

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

（2）布袋除塵：含塵氣體由進風管送入袋式除塵器，袋式除塵器內的導流板使風量均勻，然后通過進風調節閥進入各氣室，粗塵粒沉降至灰斗底部，細塵粒隨氣流轉折向上進入過濾室，粉塵被阻留在濾袋表面，凈化后的氣體經濾袋口（花板孔上）進入清潔室，由出風口排出。截留的飛灰經固化后外運填埋處置。

（3）濕法脫酸：煙氣經袋式除塵器出口進入濕式脫酸塔進口煙道，煙氣向下切向進入脫酸吸收塔。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。煙氣在上升過程中，與從塔內上部噴淋裝置噴淋出來的NaOH溶液在填料層混合接觸反應，以達到除酸目的。噴淋后的煙氣經過除霧器去除煙氣中夾帶的水分顆粒。濕法脫酸過程中產生的廢水回用于煙氣急冷塔內。

（4）煙氣再熱。為避免煙氣溫度過低造成后續設備的低溫結露腐蝕，經過濕法脫酸后的煙氣經過煙氣再熱器，加熱蒸汽來源為余熱鍋爐。加熱后煙氣溫度達120℃以上，高于露點腐蝕溫度，焚燒廢氣經過處理后最終通過一根60m高的排氣筒排放。

4 小結

本研究案例的焚燒爐均按照《危險廢物集中焚燒處置工程建設技術規范》（HJ/T176-2005）的要求進行設置，焚燒煙氣中主要污染物主要為酸性組分、揮發性重金屬、煙塵、二噁英類物質。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1根60m高排氣筒排放。經過煙氣凈化系統處理后，危險廢物焚燒煙氣能夠滿足《危險廢物焚燒污染控制標準》（GB18484-2001）標準限值要求。

參考文獻：

[1]李杰，吳剛，王翔.危險廢物焚燒處置煙氣污染控制技術應用研究[J].山東工業技術，2019：66.

[2]楊建新.危險廢物焚燒項目環保竣工驗收研究[J].資源節約與環保，2019，2：88.

作者簡介：閆媛媛（1990-），女，助理工程師，主要從事危險廢物環境影響評價研究。