鋼廠協同處置城市危險廢物焚燒工藝路線的選擇

楊文濱

（寶武集團環境資源科技有限公司，上海 201900）

鋼鐵企業在全流程生產過程中，會不斷產生如浮渣污泥、含油廢物、廢乳化液、廢脫硫劑、廢焦油渣、染料廢物、涂料廢物、有機樹脂類廢物等危險廢物。在鋼廠所在的城市，也會有危險廢物不斷產生，其種類涵蓋面更廣、量也更多。對很多城市而言，危險廢物的減量化、資源化、無害化處置都是一個難題。

以上海市為例，全市2019 年危險廢物產生量為144.17 萬t，其中委外利用處置量為83.86 萬t，自行利用處置量為58.46 萬t，儲存量為1.85 萬t；市內委外轉移量為53.52 萬t，跨區域轉移危險廢物量為30.34 萬t。處于上海市區域范圍內的某鋼廠，2019 年危險廢物產生量為4.91 萬t，占上海市危險廢物產生總量的3.4%。

國家層面不斷倡導產城融合，鋼鐵企業應積極響應國家號召，致力于建設“綠色鋼廠、生態鋼廠”，圍繞“精品鋼鐵綠色制造、城市鋼廠協同和諧”的總目標，利用產業優勢，協助城市解決部分危險廢物處置的難題。

下面以某鋼廠為例，研究鋼廠在處置自產危險廢物的前提下，將處置能力輻射到周邊城市的可行性。

1 工藝路線的選擇

根據《危險廢物處置工程技術導則》（HJ 2042—2014）[1]，危險廢物無害化處置技術有很多，不同的處置技術對應不同的危險廢物種類，焚燒處置類技術適用于有機成分多、熱值高的危險廢物；回轉窯可處置的危險廢物包括有機蒸汽、高濃度有機廢液、粉狀均勻廢物、非均勻的松散廢物、有機污泥等。

某鋼廠根據自產危險廢物的性狀、數量，以及對城市周邊危險廢物產生企業的調研，發現鋼廠內危險廢物物料相對簡單，但如果要消納城市周邊的危險廢物，待處理的危險廢物種類會馬上變多，而且成分復雜，每個獨立企業產生的危險廢物數量又相對較少，不確定因素非常多。2019 年上海市固體廢物污染環境防治信息顯示，上海市危險廢物產生量前十位的企業委外利用處置量只有11.5 萬t，只占整個委外處置總量的13.7%。

選定的危險廢物處置工藝路線要考慮物料的復雜性和多變性，設備應兼顧通用性、廣泛性，借鑒國內外危險廢物處理的實踐經驗和技術方法，最終選用了回轉窯焚燒處置工藝。

2 工藝說明

整套系統采用“回轉窯+二燃室+余熱鍋爐[選擇性非催化還原（SNCR）脫硝] +煙氣急冷塔+干法脫酸（消石灰與活性炭噴射）+除塵器+引風機+預洗塔+濕法脫酸+煙氣再熱+煙囪”的危險廢物焚燒及煙氣凈化處理工藝。整套系統主要包括廢物存儲系統、進料系統、焚燒系統、余熱利用系統、煙氣凈化系統、灰渣系統等。

2.1 進料方式

可焚燒的固體、半固體危險廢物經處理后送入物料料坑。需要進行預處理的危險廢物物料可臨時儲存在焚燒車間廢物破碎區域，經破碎后從破碎機出口進入廢物料坑，破碎機進料方式分為抓斗和垂直提升機兩種。

可焚燒的廢液通過泵送方式送至廢液罐區存儲，并經多級過濾后通過廢液噴嘴噴入爐內進行焚燒處理，其中低熱值廢液送入回轉窯、高熱值廢液送入二燃室焚燒。

2.2 焚燒工藝

回轉窯分為低溫段和增溫燃燒段，廢物在回轉窯低溫段內與空氣接觸，在可調節氧含量環境中完成加熱、干燥、燃燒過程，在增溫燃燒段完成揮發及燃燼過程。廢物在揮發分揮發氣化的同時進行燃燒，揮發產生大量的可燃氣體在回轉窯內未燃燒完全的情況下進入二燃室，在過量燃燒空氣的作用下完成完全燃燒。

廢物燃燼后產生的灰渣由專用出渣裝置排出。

回轉窯焚燒溫度控制在850℃左右，廢物在窯內停留時間為30—120min。

二燃室燃燒溫度約為1150℃，而且煙氣在高溫區停留時間>2s，以保證有害物質在高溫下充分分解。當溫度低于1100℃時，二燃室通過調節噴入的燃料量，確保爐溫在1100℃以上。

2.3 余熱回收及煙氣凈化

采用余熱鍋爐回收高溫煙氣余熱，在余熱鍋爐內設置接口，通過尿素泵噴射尿素溶液，以SNCR 脫硝技術去除煙氣內氮氧化物（NOx）。

從余熱鍋爐出來的煙氣進入急冷塔，通過急冷塔水泵將清水送入急冷塔內，將煙氣溫度在1s 內迅速降至190℃左右。設計中嚴格按照《危險廢物集中焚燒處置工程建設技術規范》（HJ/T 176—2005）[2]的規定：焚燒廢物產生的高溫煙氣應采取急冷處理，使煙氣溫度在1s 內降到200℃以下，減少煙氣在200℃—500℃的滯留時間。

經急冷塔降溫后的煙氣進入干式反應器，在干式反應器入口噴入消石灰粉，消石灰在干式反應器內與煙氣中的酸性氣體發生反應后，隨煙氣一起進入布袋除塵器。

為了脫除煙氣中的二噁英，在干式反應器入口處還設置了活性炭噴射裝置，將活性炭噴射到干式反應器內與煙氣混合，進一步吸附重金屬、二噁英等有害物質。活性炭反應產物隨后進入袋式除塵器，被捕獲后以干態形式排出。

經過干式反應器及布袋除塵器初步凈化后的煙氣，經引風機升壓后，再經過預洗塔，進一步降低進入濕法洗滌塔的煙氣溫度，并除去煙氣中的部分粉塵及部分酸性氣體，再由濕法洗滌塔中部的入口煙道進入濕法洗滌塔內。

煙氣進入塔內后向上流過噴淋段，以逆流方式與噴淋下來的氫氧化鈉（NaOH）溶液在填料中接觸。煙氣中的酸性氣體被NaOH 溶液吸收并發生化學反應。在吸收塔上部，脫硫后的凈煙氣通過除霧器除去夾帶的液滴。

煙氣經濕法洗滌塔進行脫酸等處理后，通過煙氣再熱器加熱后經煙囪排入大氣，實現煙氣達標排放。

3 結語

我國危險廢物處置正處于蓬勃發展階段，各地的鋼廠也在積極融入城市，鋼廠協同處置城市危險廢物的需求應運而生，鋼鐵企業既可以踐行綠色發展理念，又可以推進與城市的進一步融合，實現互利共贏。

采用“回轉窯+二燃室+煙氣凈化”的方式處置鋼廠自產危險廢物和城市危險廢物是一種行之有效的方式，根據現有的工程檢測結果，焚燒后的灰渣熱灼減率和燃燒效率較高。焚燒后的高溫煙氣通過余熱鍋爐回收熱量，產生了一定的經濟價值。根據測算，通過“SNCR+煙氣急冷+干法脫酸+布袋除塵+濕法脫酸+煙氣再熱”的煙氣處理工藝，可使得煙塵排放濃度小于10mg/m3、二氧化硫（SO2）排放濃度小于50mg/m3、NOx排放濃度小于200mg/m3、二噁英排放濃度小于0.1ngTEQ/m3，能夠滿足《危險廢物焚燒大氣污染物排放標準》（DB 31/767—2013）的要求。