試析危險廢物焚燒處置煙氣污染物控制工藝

劉 鐸

（錦州永盛廢油再生有限公司，遼寧 錦州 121011）

1 危險廢物闡述

危險廢物是指在當前的工業生產、化學試驗、材料使用過程中產生的具有危險性的廢物和廢料。根據《國家危險廢物名錄》規定，危險廢物可能具有腐蝕性，毒性或者易燃易爆等危險特性，其中，部分化學危險廢物還具有化學危害傳染特性，會對環境和人體健康造成極大的危害。根據2018年相關調查數據顯示，全世界的危險廢物產生量已經達到3.3億噸左右，危險廢物產量的增加，不僅關系著整個地球的環境保護問題，更是對人們的生產和生活安全造成了一定影響。

2 危險廢物焚燒煙氣污染問題分析

采用危險廢物焚燒處理工藝，能夠實現對危險廢物的有效處理，但在實際處理過程中，危險廢物焚燒的煙氣問題也是大氣污染的問題之一。危險廢物焚燒的煙氣如果直接排放到大氣環境中，會對環境造成嚴重污染。此外，如果煙氣中的硫化物進入到水體中，也會發生化學反應，從而嚴重地污染水體。因此，在危險廢物的處理過程中，必須加強對其污染控制的研究。

3 危險廢物焚燒煙氣污染控制技術研究

在環境保護工作日益發展的背景下，危險廢物焚燒技術的應用也愈加頻繁，所以，加強對煙氣污染控制技術的研究同樣是至關重要的。在實際開展工作的過程中，要提高危險廢棄物焚燒煙氣的處理效果，就必須強化對焚燒煙氣的管控，降低煙氣對大氣環境造成的污染，以此為環境保護奠定良好基礎。

3.1 控制技術系統設計

3.1.1 焚燒爐設計

焚燒系統由兩部分組成：回轉窯（一燃室）和二燃室。本項目采用順流式回轉窯，危險廢物按控制要求經上料系統定量推入爐內，在回轉窯的轉動下翻動，并且在自身重力的作用下，物料會逐漸向窯尾方向移動；在窯體的轉動作用下，窯體內的物料在焚燒處理過程中，能夠與空氣接觸更加全面，最終完成加熱、干燥、熱解、揮發及燃燒的處理過程。

回轉窯焚燒的溫度為950 ℃（回轉窯出口的溫度可達到 800～850 ℃），危險廢物在窯體內停留時間約為1 h。其揮發產生大量的可燃氣體在回轉窯內未完全燃燒的情況下進入一燃室尾部的混合室（增溫段，長1 m），使高溫可燃煙氣繼續燃燒升溫至 950 ℃。大部分焚燒殘渣經一燃室除渣段后落入框鏈除渣機排出。而回轉窯內部殘留的煙氣則流動至二燃室，對煙氣中有害物質的進行二次燃燒，最終實現對煙氣中有害物質的全面處理。同時，為保證焚燒排放物能夠達到相關排放標準要求，需要保證二燃室的燃燒效果。一般情況下，二燃室的結構組成主要包含了燃油燃燒器和高熱值廢油噴嘴，全面提升了二燃室的助燃效果，再配合二次風裝置，以保證二燃室內部燃燒過程中充足的氧氣供應。此外，二次風裝置的供風量也能夠根據實際需求進行調整與控制。一般情況下，二燃室內的溫度能夠達到1 100 ℃，而煙氣在二燃室停留時間＞2 s，在高溫作用下實現了對危險廢物焚燒產生煙氣的二次焚燒，以此達到對煙氣中的有害物質進行處理，且在負壓處理環境下，有效避免了泄漏問題的產生[1]。

3.1.2 輔助燃料設計

在焚燒爐啟爐、進爐物料熱值低時（不能自燃）以及二燃室溫度達不到1 100 ℃時，可使用輔助燃料進行助燃加溫。通過檢測一燃室和二燃室的爐溫及爐膛出口煙氣的含氧量，來調節輔助燃料用量，以此使廢物焚燒系統各項指標達到設計要求。

3.1.3 空氣系統設計

燃燒過程所需要的空氣是由鼓風機提供的，空氣系統中設有一次、二次風機、霧化風機及空氣管道，分別供應一燃室、二燃室及物化所需的空氣。空氣管道上均裝有調節閥，在整個運行期間，可利用PLC控制單元的信號調節來達到最佳燃燒效果。

3.2 余熱利用

焚燒系統二燃室出口處的煙氣溫度為1 100 ℃左右，為了滿足后續階段煙氣處理對于溫度的要求，本系統中設置一套4 t/h的余熱鍋爐，即使尾氣溫度降低也能充分利用焚燒產生熱能來實現對余熱的二次利用，既可以供應工業生產，也能夠用于日常生活使用。余熱鍋爐出口的煙氣溫度約550 ℃，進入后續的尾氣處理系統。

3.3 尾氣處理系統

①煙氣凈化系統的比較與選擇。焚燒爐煙氣的污染物呈現為多樣性，其主要包含粉塵、酸性氣體（一氧化碳、氮氧化物、硫氧化物、氯化氫等）、二噁英類物質及重金屬等。因此，在有害物質的焚燒處理中，需高度重視對煙氣中焚燒殘留有害物質的去除，才能夠保證煙氣不會對周邊的大氣環境產生影響。所以，在系統設計過程中，就需要根據實際情況進行煙氣凈化系統的選擇。

粉塵：粉塵的處理方式主要包括濕式法、干式法、半干式法、靜電除塵、袋式除塵或旋風除塵，為了進一步提升處理效果，也可以進行不同方式的組合應用[2]。

酸性氣體：可通過濕法、干式和半干式洗滌塔等方式對其進行處理。以濕法進行酸性氣體處理為例，其工藝原理是通過對酸性氣體的中和，應用氧化鈣、氧化鎂等材料，最終實現對酸性氣體的中和處理。

二噁英類物質：對于二噁英類物質的控制，可采用預防、治理相結合的方法。二噁英類物質的控制措施包括以下方面：從源頭控制含氯垃圾進入焚燒爐；控制煙氣在爐膛內的停留時間和溫度，使垃圾充分燃燒；在進入除塵器入口之前，要保證垃圾的溫度低于200 ℃，經過放置焚燒后，再進行合成；采用活性炭+布袋凈化去除二噁英類物質。

本次實驗中采用干法與濕法相結合的方式對煙氣進行凈化處理。經過余熱鍋爐降溫的煙氣在急冷塔中從550 ℃在1 s內降到200 ℃以下，煙氣經干法除酸，袋濾器除塵，堿液吸收組合的方式，對焚燒過程中產生的煙氣中的粉塵進行過濾，并對煙氣中的硫氧化物、HCL等酸性物質，重金屬和二噁英等毒性物質進行中和、吸附處理，使煙氣指標達到國家排放標準要求。該方法在國內已得到了廣泛應用，技術非常成熟。

②旋風除塵器二燃室出口煙氣進入旋風除塵器，煙氣中大粒徑的粉塵經水冷旋風除塵器完成初級除塵。利用旋風的作用去除大顆粒粉塵，對于40 μm以上的粒徑的粉塵除塵率＞98%，降低了后段尾氣處理設備負荷，以免煙氣中大粒徑粉塵在換熱器外壁沉積造成堵塞。高溫煙氣進入余熱鍋爐進行充分余熱利用，使高溫煙氣降溫至550 ℃左右，避開二噁英的合成空間。

③急冷塔。根據《危險廢物集中焚燒處置工程建設技術規范》，為避免二噁英在低溫時的再次合成，要求在1 s內將煙氣從500 ℃以上降至200 ℃以下。考慮到燃燒負荷對余熱鍋爐出口煙氣溫度造成的波動，本項目采用Φ1.4 X 7.5 m急冷塔，進口溫度設計為550 ℃。急冷塔采用堿液噴淋吸收，經過余熱鍋爐一次冷卻出來的約550 ℃的煙氣會經煙道從上方進入急冷塔，塔內將堿液霧化噴入，形成特有的霧化效果，對煙氣進行急速降溫。冷卻的堿溶液被霧化器霧化成霧滴，在塔內形成一個堿性霧滴懸浮的高密度區域，捕捉煙氣中的酸性物質，對煙氣中的HCl、SO2、NOX等酸性氣體進行充分中和吸收。冷卻液的加壓泵與急冷脫酸其他出口煙氣溫度連鎖，確保煙氣溫度降至200 ℃左右，降溫效率高，煙氣在600 ℃至200 ℃溫度段停留1 s以下，煙氣溫度遠高于露點溫度，對后段設備腐蝕性低。同時，煙氣急冷至200 ℃，急冷時間＜1 s，以此抑制二噁英的產生。經急冷塔快速降溫到200 ℃厚的煙氣進入煙氣凈化系統。

④中和脫酸與吸附。從急冷塔排出的煙氣進入干式脫酸塔，與吸收器中的消石灰粉末充分混合發生化學反應，在確保足夠的反應時間的情況下去除煙氣中的大部分酸性氣體。中和吸附過程中產生的灰渣（反應產物和未發生反應的吸收劑）在塔底累積、出渣。消石灰的供給量由煙氣在線監測的硫氧化物、HCl數據進行自動調節。重金屬和二噁英的去除方法主要是活性炭吸附及袋式除塵器之間設置了活性炭噴入裝置，噴入的活性炭被均勻地混入煙道內與煙氣充分混合，吸附重金屬、二噁英等有害物質。活性炭供給量隨焚燒爐負荷調整并依據二噁英監測數據的變化人工進行調節。

⑤袋式除塵器。袋式除塵器用于煙氣末端的粉塵去除，并兼有對有害氣體的凈化功能。由殼體、灰斗、排灰裝置、支架和脈沖清灰系統等部分組成，粉塵被捕集在濾袋的外表面，凈化后的氣體進入濾袋苫布的清潔室，匯集到出風口排出。

3.4 灰渣儲運與處置

危險廢物焚燒后產生的殘渣，大部分由回轉窯尾部降溫排出，其余少量灰渣由二燃室底部降溫排出。旋風水冷除塵器底部的飛灰用專用儲倉儲存。由出渣機出來的灰渣，最終外運至有資質的單位進行無害化填埋。

4 結語

綜上所述，本文總結了危險廢物焚燒處置煙氣控制系統，希望能對危險廢物的有效控制有所幫助。