郭楊濤

（山西潞安化工集團(tuán)煤基清潔能源有限責(zé)任公司，山西 長治 046200）

0 引言

“危險廢物”概念的基本內(nèi)涵，指的是根據(jù)我國現(xiàn)有政策制度已經(jīng)被納入危險廢物名錄體系的，或者是運(yùn)用國家權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)可的危險廢物鑒別處理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以及鑒別處理技術(shù)方法能夠判定的，具備某種類型危險影響作用能力的固體類廢物[1]。2020 年發(fā)布的《全國大中城市固體廢物污染防治年報》顯示，在2019 年，我國大型城市和中等規(guī)模城市工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)制造事業(yè)領(lǐng)域形成和對外輸出的危險廢物總體數(shù)量已經(jīng)達(dá)到4498.9 萬t，與2016 年的數(shù)據(jù)相對比，其增幅達(dá)到34.5%。我國政府相關(guān)職能部門對危險廢物開展的管理控制工作呈現(xiàn)出漸趨嚴(yán)格的變化趨勢，生態(tài)環(huán)境部等政府相關(guān)職能部門接連修訂并且公開發(fā)布了國家標(biāo)準(zhǔn)文件GB 18598—2019《危險廢物填埋控制標(biāo)準(zhǔn)》以及國家標(biāo)準(zhǔn)文件GB 18484—2020《危險廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》等，在實(shí)質(zhì)性層面圍繞危險廢物的處置工作基本流程，建構(gòu)并且闡釋相較以往更加嚴(yán)格的控制要求。當(dāng)前，圍繞危險廢物開展處置技術(shù)活動，主要選擇運(yùn)用焚燒處置和填埋處置方式，其中填埋處置在具體運(yùn)用過程中，能夠支持實(shí)現(xiàn)針對危險廢物的減量化處置目標(biāo)和無害化處置目標(biāo)，同時還能完成對部分熱量的回收，是可燃性危險廢物處置過程中可供運(yùn)用的有效方法[2]。

1 工程概況

本文介紹的工程項(xiàng)目主要指對具備復(fù)雜物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)的危險廢物開展焚燒的處理過程，其具體面對的危險廢物，涉及熱值水平較高且生物學(xué)毒性相對較大的來源于醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)領(lǐng)域的危險廢物、因失效而被廢棄的藥物類廢物、包含有機(jī)溶劑物質(zhì)成分的危險廢物、包含農(nóng)藥物質(zhì)成分的危險廢物、包含廢棄礦物油物質(zhì)成分的危險廢物、包含染料物質(zhì)成分的危險廢物、精餾或者是蒸餾殘?jiān)悘U物等。

遵照危險廢物的形態(tài)特征，通常將其劃分成固體危險廢物、液體危險廢物以及半固體膏狀危險廢物。除此之外，還有較少數(shù)量的桶裝危險廢物無法實(shí)施二次混料操作，客觀上應(yīng)當(dāng)連帶其盛裝容器同時實(shí)施焚燒處置[3]。

危險廢物設(shè)計(jì)低位熱值參數(shù)取值范圍介于12 000～20 000 kJ/kg 之間。配伍范圍介于3 500～4 000 kcal/kg之間。

圍繞危險廢物相關(guān)物質(zhì)提出的焚燒處理任務(wù)需求，確定本文引入項(xiàng)目對應(yīng)的焚燒處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)模為75 t/d，年度累計(jì)運(yùn)行持續(xù)時間為7 200 h，其指向危險廢物的設(shè)計(jì)處理數(shù)量為22 500t/a。

2 危險廢物處置的工藝方案

2.1 焚燒技術(shù)系統(tǒng)

本項(xiàng)目焚燒技術(shù)應(yīng)用設(shè)施，主要致力于處置固體類型危險廢物、液體類型危險廢物以及半固體膏狀類型危險廢物，且實(shí)際安裝配置的焚燒爐設(shè)備針對危險廢物具備技術(shù)適用性與靈活性。

回轉(zhuǎn)窯焚燒爐設(shè)備在執(zhí)行焚燒處理過程中，針對各類物料展示的物料適應(yīng)性相對較強(qiáng)，能夠焚燒處理種類多樣的固體危險廢物或者是液體危險廢物，其運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性較好，且能夠維持連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。由此，本工程項(xiàng)目選擇運(yùn)用回轉(zhuǎn)窯焚燒爐設(shè)備[4]。

在回轉(zhuǎn)窯設(shè)備后方位置需要安裝設(shè)置二燃室，其主要目的，在于支持從回轉(zhuǎn)窯設(shè)備出口位置向外排出的煙氣得到完全且充分的焚燒處理。

遵照焚燒處理理論，煙氣物質(zhì)在獲取到完全徹底焚燒處理過程中需要滿足3T+1E 技術(shù)原則，也就是要滿足充足的溫度支持條件（焚燒爐設(shè)備的溫度＞1 100 ℃）、充分的停留時間（焚燒爐維持1 100 ℃溫度狀態(tài)的持續(xù)時間＞2 s）、充足的擾動因素（二燃室喉口位置的氣流形成漩流狀態(tài)）、數(shù)量充分的處在過剩狀態(tài)的氧氣，且上述控制條件中的前三項(xiàng)需要依賴二燃室發(fā)揮的作用。

2.2 余熱利用技術(shù)系統(tǒng)

二燃室出口所在位置的煙氣溫度參數(shù)大約為1 110℃，為支持滿足后端位置煙氣處理進(jìn)程中的溫度參數(shù)控制要求，改善優(yōu)化重金屬類物質(zhì)基于灰塵顆粒表面位置上的凝結(jié)水平，二燃室設(shè)備后方空間位置安裝設(shè)置一套余熱鍋爐，客觀上不但能夠產(chǎn)生數(shù)量相對充足的蒸汽，還能確保煙氣所處的溫度水平顯著降低[5]。

2.3 煙氣冷卻處理技術(shù)系統(tǒng)與凈化處理技術(shù)系統(tǒng)

危險廢物開展焚燒處理之后，生成和需要釋放的煙氣污染物，主要包含煙塵類物質(zhì)、酸性氣體物質(zhì)（NOx氣體、SO2氣體、HF 氣體、HCl 氣體等）、CO 氣體、重金屬物質(zhì)和二噁英等。在本生產(chǎn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作開展過程中，煙氣凈化工藝主要包含脫硝處理環(huán)節(jié)、脫酸處理環(huán)節(jié)、除塵處理環(huán)節(jié)、重金屬處理環(huán)節(jié)和二噁英類物質(zhì)吸附處理環(huán)節(jié)等[6]。

3 主要技術(shù)工藝流程對應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)項(xiàng)目

3.1 焚燒處理技術(shù)系統(tǒng)

焚燒處理系統(tǒng)主要包含回轉(zhuǎn)窯設(shè)備、二燃室設(shè)備以及輔助燃料等，應(yīng)當(dāng)積極做好針對各部分的設(shè)計(jì)。

3.1.1 回轉(zhuǎn)窯

爐膛尺寸參數(shù)項(xiàng)目為3.2 m×15 m（Φ×L）；設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速參數(shù)項(xiàng)目介于0.3～1.4 rpm 之間；安裝傾角參數(shù)項(xiàng)目a=2°；焚燒溫度參數(shù)項(xiàng)目介于950～1 050 ℃之間；停留時間參數(shù)項(xiàng)目介于45～75 min 之間。

3.1.2 二燃室

二燃室尺寸參數(shù)項(xiàng)目為4 m×8 m（Φ×L）；溫度參數(shù)項(xiàng)目控制范圍數(shù)值介于1 100～1 200 ℃之間；設(shè)計(jì)煙氣物質(zhì)停留過程持續(xù)時間參數(shù)項(xiàng)目數(shù)值＞2 s；燃燒效率參數(shù)項(xiàng)目數(shù)值≥99.9%；焚毀去除率參數(shù)項(xiàng)目數(shù)值≥99.99%；焚殘?jiān)鼰嶙脺p率參數(shù)項(xiàng)目數(shù)值＜5%[7]。

3.1.3 輔助燃料

在焚燒爐設(shè)備啟動運(yùn)行過程、實(shí)際進(jìn)入焚燒爐內(nèi)部的物料熱值水平相對較低，二燃室內(nèi)部溫度技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目低于1 100 ℃條件下，運(yùn)用輔助性燃料完成助燃，確保焚燒系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)所處水平均能嚴(yán)格滿足設(shè)計(jì)方案中列示的相關(guān)要求。要擇取運(yùn)用0#柴油作為輔助燃料，其低位熱值參數(shù)項(xiàng)目取值為45 MJ/kg。

3.2 余熱利用系統(tǒng)

余熱鍋爐設(shè)備擇取單鍋筒加膜式壁形式，其設(shè)計(jì)方案要求的蒸汽壓力參數(shù)項(xiàng)目為1.6 MPa，其額定蒸汽溫度參數(shù)項(xiàng)目為203 ℃，其額定蒸發(fā)量參數(shù)項(xiàng)目為7.8 t/h，其出口位置的煙氣物質(zhì)溫度參數(shù)項(xiàng)目介于500～550 ℃之間。

3.3 煙氣冷卻、凈化系統(tǒng)

3.3.1 SNCR 脫硝

在SNCR 脫硝處理環(huán)節(jié)開展過程中，要注重將尿素物質(zhì)噴射裝置安裝配置在余熱鍋爐設(shè)備的850～1 050 ℃的溫度段之中，在將尿素配制處理成10%的尿素溶液后，將其噴入到余熱鍋爐內(nèi)部支持其與煙氣物質(zhì)中包含的NOx氣體，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，完成脫硝處理[8]。

3.3.2 急冷塔

急冷塔設(shè)備的尺寸參數(shù)項(xiàng)目為4.8 m×18 m（Φ×L）；其生產(chǎn)制造材料為10 mm 碳鋼材料；其噴水量參數(shù)項(xiàng)目為5～7 m3/h。

3.3.3 布袋除塵器

布袋除塵器設(shè)備擇取脈沖反吹式，其設(shè)計(jì)過濾面積參數(shù)項(xiàng)目數(shù)值為180 m2，阻力參數(shù)項(xiàng)目數(shù)值小于2 500 Pa，除塵效率參數(shù)項(xiàng)目數(shù)值大于99.9%。濾袋材料和濾袋縫線材料采用PTFE 材料，基布材料擇取PTFE 材料，覆膜材料擇取PTFE（混紡針刺氈濾料）[9]。

3.3.4 降溫塔

降溫塔設(shè)備的尺寸技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目為1.7 m×15 m（Φ×L），其組成結(jié)構(gòu)中包含保溫系統(tǒng)和附屬系統(tǒng)。在降溫環(huán)節(jié)開展過程中，實(shí)際使用的水，需要經(jīng)歷壓力霧化處理過程，噴水量參數(shù)項(xiàng)目為50 m3/h，pH 應(yīng)當(dāng)被控制在5～6 之間。

3.3.5 濕法脫酸塔

脫酸塔設(shè)備擇取填料塔形式。

4 危險廢物處置設(shè)施的運(yùn)行效果（如表1）

表1 危險廢物焚燒處理技術(shù)性能測試結(jié)果

5 結(jié)語

在危險廢物焚燒與煙氣凈化工程項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)作過程中，擇取運(yùn)用“焚燒爐設(shè)備處理工藝（回轉(zhuǎn)窯設(shè)備處理工藝+二燃室設(shè)備處理工藝）+SNCR 脫硝處理工藝+余熱鍋爐設(shè)備處理工藝+急冷塔設(shè)備處理工藝+活性炭與消石灰粉噴射處理工藝+布袋除塵處理工藝+濕法脫酸處理工藝+濕式靜電除霧處理工藝+煙氣再熱處理工藝”處理具體遭遇的危險廢物，相關(guān)設(shè)備的技術(shù)性能，能夠充分滿足國家標(biāo)準(zhǔn)文件GB 18484—2020 中列示的相關(guān)指標(biāo)約束要求，實(shí)際產(chǎn)生的煙氣污染物具體所處的排放濃度水平滿足國家標(biāo)準(zhǔn)文件GB 18484—2001 中關(guān)于排放控制指標(biāo)提出的相關(guān)要求。