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作者：鄭曉

     危險廢物的危害存在潛伏性和持久性，一旦爆發(fā)，很難恢復，要做的是對其進行減量化、無害化處理。通常采用的預(yù)處理方法有物理處理、化學處理、生物處理、熱處理和固化處理等。最終處置方法有焚燒法、填埋法、深井灌注法和海洋處置法等。目前在西方發(fā)達國家焚燒法和填埋法已成為廢物最終處置的重要方法，其中焚燒法因其可以最大限度地破壞危險廢物的物理化學性質(zhì)、降低危害，成為危險廢物處理的優(yōu)先考慮方法。

  近二十幾年來，我國危險廢物處理技術(shù)從無到有，發(fā)展迅速，排放標準日趨嚴格。根據(jù)最近環(huán)境保護部和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局聯(lián)合發(fā)布的公告，自2016年7月1日起，危險廢物焚燒設(shè)施排放煙氣中污染物濃度執(zhí)行新標準。

  結(jié)合現(xiàn)有煙氣治理技術(shù)，現(xiàn)對某30 t/d焚燒處置設(shè)施煙氣凈化改造工程提出能夠達到新標準的煙氣治理工藝方案。焚燒爐采用回轉(zhuǎn)窯設(shè)備，根據(jù)提供的余熱鍋爐出口煙氣參數(shù)報告，對煙氣治理工藝系統(tǒng)組成和排放能否達標進行合理分析。

1焚燒系統(tǒng)工藝

  焚燒處置設(shè)施處理的物料是危險廢物，包括固態(tài)、半固態(tài)以及液態(tài)。所以為了確保焚毀去除率能夠達到國家標準，本系統(tǒng)焚燒爐采用的是具有較為廣泛靈活性和適用性的回轉(zhuǎn)窯鍋爐，處理量為30 t/d。

  江蘇省環(huán)境科學研究院的岳強等對回轉(zhuǎn)窯焚燒爐系統(tǒng)做了深入研究。將焚燒系統(tǒng)分成廢物進料系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)、助燃系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、煙氣處理系統(tǒng)、灰渣處理系統(tǒng)等。廢物進料系統(tǒng)的進料方式采用固體、液體分別設(shè)計。固體由傳送機構(gòu)送人回轉(zhuǎn)窯，液體則使用廢液噴槍直接將其噴人回轉(zhuǎn)窯及二燃室內(nèi)。在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，廢物經(jīng)1 h左右的焚燒，剩余灰渣由除渣機排出，煙氣進入二燃室繼續(xù)燃燒之后進入余熱鍋爐進行熱量回收，其中產(chǎn)生的部分蒸汽用于SCR反應(yīng)塔前煙道加熱。煙氣經(jīng)過半干法除酸、活性炭吸附、袋式除塵、濕式洗酸、SNCR-SCR聯(lián)合脫硝等處理后由煙囪排出。焚燒工藝流程見圖1。

2煙氣污染物產(chǎn)生

2.1腐蝕性氣體

  H Cl:-部分來源于有機氯化物高溫熱分解，如塑料、皮革等；一部分來源于無機氯化物(如Na Cl、K Cl)在高溫下與SO2、H2O和O2發(fā)生化學反應(yīng)生成。

  HF:主要來源于含氟有機物的熱分解。

  SO2：來源于含硫物料和助燃油的燃燒。

  NO x：主要來源于含氮有機物在高溫空氣中燃燒生成NO，NO發(fā)生氣相反應(yīng)生成NO2、N2O5等。

2.2煙塵

  煙塵的組成：固廢焚燒過程分解、氧化，余下的不燃物以灰渣的形式沉積，其中部分微小顆粒物隨高溫煙氣流動；不充分燃燒產(chǎn)生的碳顆粒；煙氣中少量重金屬和有機物附著在無機鹽上。

2.3重金屬

  該設(shè)施在焚燒前需要對廢物篩選，避免含重金屬廢物進入系統(tǒng)，所以煙氣中重金屬含量很少。

2.4二噁英類物質(zhì)

  二噁英是多氯代二苯并二噁英( PCDDs)和多氯代二苯并呋喃( PCDFs)2大類物質(zhì)的統(tǒng)稱。一部分來源于金屬冶煉、防腐劑、有機氯化學品、噴漆等；另一部分來源于固廢燃燒，固廢在400~ 6000C燃燒時，可能先形成部分碳氫化合物(Cx H y)，當氧氣不足或燃燒時間太短等原因造成Cx Hy燃燒不充分時，能夠與煙氣中氯化物反應(yīng)生成二噁英。

3煙氣治理工藝

3.1二噁英控制

  為了達到PCDD/PCDF的排放濃度0.1ng/m3的限值，首先要確保進入焚燒系統(tǒng)的危險廢物能夠充分燃燒，將煙氣中的少量碳氫化合物(Cx Hy)和二嗯英盡量氧化分解。為避開二嗯英的生成溫度區(qū)間，煙氣從二燃室進入余熱鍋爐時進行一次冷卻，之后進入熱交換器第二次降溫，此時將溫度從1 0000C左右降低到5500C；再與由噴嘴噴出的霧化漿液接觸急冷，在小于1 s內(nèi)將煙氣從5500C迅速降到180℃。換熱結(jié)束后水分大量蒸發(fā)混入煙氣中，有效阻止其再生成。在袋式除塵器前布置一個鼓風風機和一個文丘里噴射器，將活性炭小顆粒噴人煙道中，用于加強對二嗯英和重金屬的吸附去除，最后使用袋式除塵器將這些活性炭小顆粒捕集。

3.2旋轉(zhuǎn)噴霧干燥塔

  半干法煙氣脫硫工藝以旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法( SDA)為代表，脫硫劑利用生石灰消化成熟石灰，或直接外購消石灰制成石灰乳液，通過霧化器進入噴霧干燥塔。煙氣中的酸性成分被霧化的堿性小液滴快速中和，除去其中的SO2、HC1、HF和SO3等污染物。霧化器的使用可以控制脫硫劑流量和液滴尺寸，保證液滴在觸碰到塔壁之前被蒸發(fā)。部分干燥產(chǎn)物（如飛灰和硫酸鈣）落人干燥塔底部，進入灰渣輸送系統(tǒng)運走，干燥處理后的煙氣進入袋式除塵器。SDA工藝系統(tǒng)具有流程簡單、技術(shù)成熟、投入成本少、系統(tǒng)穩(wěn)定易于維護、耗水量少、占地面積小、副產(chǎn)物呈干態(tài)易回收、無廢水排放、腐蝕較輕、可去除重金屬等優(yōu)點，脫硫率可達到90 %以上。

3.3袋式除塵器

  采用脈沖袋式除塵器，它由框架、箱體、濾袋、清灰裝置和壓縮空氣裝置、差壓裝置和電控裝置組成，正常工作溫度150~1900C，采用壓縮空氣噴吹的方式清灰；濾袋金屬骨架采用防腐材料，濾料采用PTFE覆膜，該濾料有防腐蝕、耐高溫、除塵效率高、運行費用低等特點。煙氣脫硫凈化處理系統(tǒng)中采用的熟石灰漿液水分蒸發(fā)后產(chǎn)生的少量Ca( OH)2顆粒、煙道中隨煙氣帶來的活性炭，再加上焚燒產(chǎn)生的煙塵在進入袋式除塵器后，在引風機吸引力的作用下，氣流轉(zhuǎn)向灰斗流動。同時氣體流速變慢，再加上慣性以及重力作用，煙氣中較大的粉塵顆粒流向灰斗，從而起到初步除塵的效果。進入灰斗的煙氣緊接著經(jīng)導流板均勻分布到濾袋表面，煙塵被攔截在濾袋的外表面被攔截、沉積，形成粉塵層；沉積的吸收劑仍舊能夠繼續(xù)吸收煙氣中的污染物。凈化后的氣體穿過濾袋，經(jīng)凈氣室排出。袋式除塵器需要使用一定的保溫手段，避免內(nèi)部的粉塵可能出現(xiàn)受潮、板結(jié)現(xiàn)象；系統(tǒng)投資成本少、易于維護、除塵效率高，還具備吸收重金屬和二噁英的能力。

3.4濕式洗滌塔

  濕式脫酸洗滌塔布置袋式除塵器之后，作用是吸收煙氣中殘留的HCI、HF和SO2等酸性污染物。煙氣在進入濕式脫酸洗滌塔前必須在急冷區(qū)中冷卻降溫。煙氣在急冷區(qū)入口溫度在160℃左右，急冷區(qū)由水箱中的水和循環(huán)使用的清洗液供水，使煙氣離開急冷區(qū)時，溫度降至80℃。

  濕式脫酸洗滌塔是氣液反應(yīng)工程的常用設(shè)備，利用循環(huán)泵將熟石灰漿液輸送到塔內(nèi)不同高度位置布置的噴淋層。噴嘴是用耐磨材料制成的，漿液通過噴嘴向下噴出，形成霧化的堿性液滴并墜落。與此同時，煙氣通過塔底煙道逆流而上，在這過程中，氣液充分混合完成對酸性污染物進行洗滌。工藝上要求噴嘴噴出的液滴在滿足霧化細度的同時也要盡量減少系統(tǒng)壓損，霧化的液滴能夠覆蓋到洗滌塔的整個橫截面，以求實現(xiàn)洗滌的全面性和均勻性。一般在塔底設(shè)置漿液池，使用氧化風機向池中鼓人過量空氣氧化亞硫酸鹽。在煙道出口之前的位置布置除霧器，避免濕式腐蝕。

3.5煙氣加熱器

  煙氣經(jīng)濕式洗滌塔后溫度降至80℃，由于SCR系統(tǒng)催化劑的工作溫度為200~ 4000C，當溫度低于180℃時催化劑易和含硫化合物發(fā)生化學反應(yīng)導致催化劑中毒，活性降低。因此設(shè)置了煙氣加熱器，將洗滌塔出來煙氣從75℃左右采用二級加熱的方式將溫度升至240℃。同時解決了煙氣中水蒸汽對設(shè)備的低溫腐蝕問題。

3.6 SNCR-SCR聯(lián)合脫硝

  SNCR -SCR聯(lián)合煙氣脫硝技術(shù)不是將SNCR與SCR工藝直接組合，雖然也是經(jīng)過串聯(lián)而成的連接方式，但是其工作原理與簡單的串聯(lián)有不同之處。SNCR和SCR工藝都是采用尿素或氨水作還原劑，與煙氣的氮氧化物發(fā)生選擇性還原反應(yīng)，生成氮氣和水，除去氮氧化物的過程。不同的是SNCR工藝不使用催化劑，還原劑與氮氧化物在1 0000C左右的高溫下反應(yīng)，難以避免氨逃逸的問題；SCR工藝因為有催化劑的參與，將反應(yīng)窗溫度降到200~400℃，同時顯著提高了脫硝效率。SNCR -SCR聯(lián)合煙氣脫硝技術(shù)將SNCR和SCR的優(yōu)點結(jié)合在一起，增加SNCR階段還原劑的噴射量，提高SNCR工藝的脫硝效率，反應(yīng)中逃逸的氨可以在SCR反應(yīng)器中繼續(xù)作還原劑使用，解決了SNCR的氨逃逸問題。省去了SCR的AIG噴氨系統(tǒng)，同時也降低了催化劑的使用量，相應(yīng)地也減少了因硫中毒、粉塵堵塞等原因造成催化劑更換的成本。

3.7煙氣在線監(jiān)控

  在煙囪出口安裝監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測向外排放的廢氣成分含量，如NOX、SO2、粉塵、HC1、HF等的濃度。當某項物質(zhì)濃度指標超過排放標準時，控制元件發(fā)出警報，同時自動啟動保護程序，保證整套凈化系統(tǒng)的正常運行。

3.8結(jié)果預(yù)期

  采用上述工藝流程方案，該30 t/d焚燒處置設(shè)施的煙氣凈化工程預(yù)期達到的結(jié)果如表1所示。

4結(jié)論

  (1)通過焚燒前預(yù)處理和合理的摻混搭配，有助于控制煙氣中污染物的產(chǎn)生。

  (2)利用煙氣急冷技術(shù)，避開二噁英的生成溫度區(qū)間。少量二噁英經(jīng)活性炭吸附、除塵器捕集后，能夠有效控制二噁英的排放。

  (3)活性炭吸附、袋式除塵的使用，起到了除塵、脫硫、吸收二嗯英、去除重金屬的作用，是系統(tǒng)的重要組成。

  (4)半干法脫硫、濕式洗酸采用酸堿中和反應(yīng)成功吸收煙氣中的HCI、HF和S02等酸性污染物。

  (5)煙氣經(jīng)SNCR -SCR聯(lián)合脫硝的系統(tǒng)后，NOx濃度達到排放要求。

采用余熱鍋爐、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥塔、活性炭噴射器、袋式除塵、濕式洗滌塔、SNCR -SCR聯(lián)合脫硝，上述6種設(shè)備組合成煙氣治理系統(tǒng)。脫硫脫硝、除塵同時還能有效抑制二噁英生成，使排放煙氣中污染物濃度滿足《危險廢物焚燒污染控制標準》的限值。  

5摘要：根據(jù)回轉(zhuǎn)窯焚燒危險廢物后煙氣成分的特點，提出采用余熱鍋爐、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥塔、活性炭噴射器、袋式除塵、濕式洗滌塔.SNCR -SCR聯(lián)合脫硝，上述六種設(shè)備組合成煙氣治理系統(tǒng)。脫硫脫硝、除塵同時還能有效抑制二嗯英生成，使排放煙氣中污染物濃度滿足《危險廢物焚燒污染控制標準》的限值。