高含鹽廢液處理工藝設計說明

曾晶晶

（上海博士高環(huán)保科技有限公司 上海 200092）

引言

工業(yè)危險廢物是如今危廢產(chǎn)業(yè)的主要來源，針對工業(yè)危險廢物的最有效、最徹底的處置方式是焚燒。危險廢物的焚燒利用危險廢物自身的熱量，經(jīng)過對不同的危險廢物進行配伍后，在燃燒室內(nèi)1140℃以上的高溫下裂解成小分子的煙氣產(chǎn)物，通過鍋爐將高溫煙氣的熱量回收至蒸汽中，繼而將蒸汽利用至生活生產(chǎn)中。通過對危廢的焚燒處理，既能將工業(yè)垃圾進行處理達到環(huán)境保護的目的，又能將危廢的熱量回收，變廢為熱，進行資源的回收利用。

1 項目基本情況及說明

項目地位于山東濱州的一個危險廢物焚燒中心，焚燒中心主要收集附近化工企業(yè)的危險廢物集中焚燒處理，因一期已建回轉(zhuǎn)窯危險固體廢物焚燒系統(tǒng)，而當前危廢市場下普通危廢的廢液可協(xié)同回轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)進行處理，市場上多是難處理的高含鹽、高含鹵等廢液，因此二期項目特地針對高含鹽廢液建設一套廢液焚燒處理系統(tǒng)。

本項目主要處理對象為廢液，廢液分為高含鹽廢液、低含鹽高熱值廢液、低含鹽低熱值廢液、腐蝕性廢液、高硫氯廢液、特殊廢液。預留高濃度有機廢氣處理接入口，廢氣分為廢活性炭再生廢氣和廢礦物油加熱爐廢氣。廢液特性參數(shù)設計基準值取值如下：

表1 廢液熱值

表2 鹽分及組成

本系統(tǒng)工藝采用：采用立式爐低溫段+重力沉降室+電動隔離門+立式爐高溫段+余熱鍋爐（SNCR 脫硝）+煙氣急冷+重力沉降室+干法脫酸+活性炭噴射＋布袋除塵+酸洗+兩級濕法脫酸+濕電除塵器+引風機+煙囪外排。立式爐低溫段+重力沉降室+電動隔離門+立式爐高溫段為廢液焚燒裝置，通過焚燒將廢液中的有害物質(zhì)進行熱分解；余熱鍋爐（SNCR 脫硝）為煙氣熱量回收成蒸汽的裝置，并輔以脫硝系統(tǒng)；余熱鍋爐后面的裝置為煙氣處理裝置，將煙氣中的NOx、SO2、HCl、DUST 等進行處理以達標排放。

2 系統(tǒng)工藝設計先進性及特點

2.1 針對高含鹽廢液的特殊設計

針對高含鹽廢液焚燒，采用了立式爐低溫段+重力沉降室+電動隔斷門的工藝，對高含鹽廢液高溫焚燒前進行了預處理，將鹽和煙氣進行剝離。具體工藝如下：

（1）本項目設計基礎廢液平均鹽含量5%，對廢液進行分類，分為高含鹽廢液和低含鹽廢液。高含鹽廢液的平均鹽含量為12%，低含鹽廢液的平均鹽含量為2%。高含鹽廢液占廢液總量的30%，低含鹽廢液占廢液總量的70%，則廢液平均含鹽量為5%。高含鹽廢液和低含鹽廢液進行分類存放。（2）設定高含鹽廢液的比例為30%，即1.89 噸/小時。低含鹽廢液的比例為70%，即4.19 噸/小時。（3）高含鹽廢液經(jīng)過緩沖罐和給料泵，經(jīng)噴槍霧化后噴入立式爐低溫段，在立式爐低溫段中進行汽化，廢液中的有機物進行汽化分解，廢液中的鹽經(jīng)噴霧干燥后以細微的鹽顆粒存在，經(jīng)立式爐低溫段和重力沉降室進行排出。（4）經(jīng)立式爐低溫段和重力沉降室的煙氣進一步進入立式爐高溫段，再進一步的焚燒，保證焚燒完全。（5）煙氣在重力沉降室進入立式爐高溫段的煙道上設置電動隔斷門，電動隔斷門關(guān)閉時，立式爐高溫段能正常工作，立式爐低溫段和重力沉降室可以進行清理和檢修。（6）立式爐高溫段頂部設置組合式燃燒器（燃料+廢液）以及單獨的廢液噴槍，保證在電動隔斷門關(guān)閉時，低含鹽的廢液可處理5萬噸/年。（7）本裝置立式爐低溫段設計最大處理能力2.4 噸/小時，適用于處理含鹽量低于12%的任意濃度的高鹽廢液，經(jīng)預處理后80%以上的鹽從煙氣中分離出來，從而大大降低系統(tǒng)高溫段鹽含量，有效的提高系統(tǒng)的連續(xù)運行能力和耐火材料的使用壽命。立式爐低溫段運行溫度低于大多數(shù)常見鹽的熔點，因此，入爐的鹽濃度對立式爐低溫段運行的影響不大，需考慮的僅是鹽含量過高對廢液輸送和霧化的效果影響，本項目設計立式爐低溫段廢液進料的最大含鹽質(zhì)量分數(shù)為12%。

2.2 針對高含硫高含氯的特殊設計

針對高含硫氯廢液焚燒，采用了急冷脫酸+消石灰干法脫酸+濕法三級洗滌[1]的工藝，確保煙氣達標排放。針對SO2和SO3的酸露點腐蝕做了特殊設計，并針對HCl 的酸露點腐蝕和二噁英的控制做了特殊設計。具體工藝如下：

（1）設置了高硫高氯廢液的儲罐和緩沖罐，針對高硫氯廢液分類儲存和單獨進料。可以通過單獨的調(diào)節(jié)閥組來控制含硫廢液的進料，實現(xiàn)含硫量和含氯量進料的總量控制。同時采用廢液在爐內(nèi)進行混合和調(diào)配，避免了在進爐前大量的分析工作。（2）急冷塔采用弱堿性水，通過采用洗滌塔排水，同時設置了堿液加入泵，將急冷塔冷卻水箱中水調(diào)整為弱堿性，去除煙氣中的SO2和HCl 氣體。采用該工藝，急冷塔的脫硫率在20%左右，急冷塔的脫酸率在30%左右。（3）在布袋除塵器上游設置干法脫酸塔，通過變頻計量控制，將Ca（OH）2粉末噴入干法脫酸塔，通過Ca（OH）2粉末與SO2的反應將SO2和HCl 去除。采用該工藝，干法脫酸塔的脫硫率在40%左右，干法脫酸塔的脫酸率在40%左右。（4）在布袋除塵器下游設置酸洗塔、一級洗滌塔、二級洗滌塔。通過酸洗塔的噴淋，將HCl 吸收，產(chǎn)生低濃度的鹽酸，可用于其他裝置使用。通過向一級洗滌塔和二級洗滌塔中加入堿液，將循環(huán)液調(diào)整為弱堿性，從而將SO2和HCl 進行吸收去除。采用該工藝，洗滌塔的脫硫率在99%左右，洗滌塔的脫酸率在99%左右。（5）針對SO2/SO3/HCl 可能的酸露點腐蝕，采用了控制鍋爐、急冷塔、布袋除塵器的漏風，局部低溫部位進行加熱、整體設備進行保溫、煙道避免死角設計、噴槍等采用耐酸材質(zhì)等進行解決。（6）針對高含氯可能對二噁英的影響，采用了3T+E[2]的焚燒技術(shù)，確保焚燒完全、二噁英完全分解；在鍋爐中噴入尿素，抑制二噁英的生成；同時在鍋爐出口設置了急冷塔，將煙氣溫度從500℃在1 秒鐘內(nèi)降溫至200℃以下，避免二噁英的再合成；在布袋除塵器噴入活性炭粉末，用于吸附可能的二噁英；從而實現(xiàn)控制二噁英生成和排放的目標。

2.3 針對含氮的設計

針對本項目中含氮2%，設計采用了SNCR[3]的工藝，并預留SCR。具體工藝如下：

（1）設置多層噴槍，在不同溫度可噴入霧化的尿素溶液。（2）在余熱鍋爐中設置SNCR 反應室，在該反應室中，不設置水冷壁進行換熱，保證SNCR 足夠的反應時間。（3）尿素溶液的噴入量與NOx進行聯(lián)鎖控制，根據(jù)NOx來自動調(diào)節(jié)噴入的尿素的量。

2.4 廢液配伍和進料的設計

針對本項目的廢液特點，設置了廢液分類儲存、分類緩存和分類進料的進料和配伍方案，其減少了廢液的化驗分析，不同物料采用調(diào)節(jié)閥組控制進入量，在爐內(nèi)進行混合，避免了爐外混合風險，又方便操作。具體工藝如下：

（1）將廢液分為高含鹽廢液、低含鹽高熱值廢液、低含鹽低熱值廢液、腐蝕性廢液、高硫高氯廢液、特殊廢液。（2）高含鹽廢液設置單獨的儲罐和緩沖罐，單獨的控制閥組和噴槍進入立式爐低溫段進行焚燒。（3）低含鹽高熱值廢液設置單獨的儲罐和緩沖罐，單獨的控制閥組和噴槍進入立式爐高溫段進行焚燒。采用組合式燃燒器，低鹽高熱值廢液進入組合式燃燒器進行焚燒。可采用低鹽高熱值廢液調(diào)節(jié)焚燒爐溫度。（4）低鹽低熱值廢液設置單獨的儲罐和緩沖罐，單獨的控制閥組和噴槍進入立式爐高溫段進行焚燒。低熱值廢液不通過組合式燃燒器，通過單獨的噴槍，避免低熱值廢液對燃燒器火焰的影響?？刹捎玫蜔嶂祻U液調(diào)節(jié)焚燒爐溫度。（5）腐蝕性廢液，設置單獨的儲罐和緩沖罐，儲罐材質(zhì)為碳鋼內(nèi)襯四氟，管線和輸送的泵、控制閥組都采用防腐設備，可保持腐蝕性廢液能進行存儲和進料。（6）高硫高氯廢液，設置單獨的儲罐和緩沖罐，儲罐材質(zhì)為碳鋼內(nèi)襯四氟，管線和輸送的泵、控制閥組都采用防腐設備，可保持高硫高氯廢液能進行存儲和進料。（7）特殊廢液，設置單獨的進料及預處理系統(tǒng)，對于低粘度的特殊廢液，采用鶴管式插桶隔膜泵直接將廢液抽送至特殊廢液噴槍，將廢液噴入立式爐高溫段焚燒處理；對于高粘度的特殊廢液，采用隔膜泵將廢液抽送至中間緩沖罐，緩沖罐配置攪拌、伴熱、氮封等功能，廢液在該緩沖罐內(nèi)預處理升溫后，提高流動性，繼而通過進料泵將廢液送至特殊廢液噴槍，將廢液噴入立式爐高溫段焚燒處理。

結(jié)語

危廢中對環(huán)境造成破壞的主要物質(zhì)是有機質(zhì)、重金屬等。理論和實踐證明，采用焚燒法可以有效的去除危廢中的有機質(zhì)，同時使危廢減量最大化。本項目采用立式爐低溫段+重力沉降室+隔斷門+立式爐高溫段組合，通過3T+1E 高效焚燒、低氮燃燒、二噁英的形成、分解和控制再次合成等理論，將危廢中的有機物在立式爐低溫段從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)進入到煙氣中，而重金屬等難揮發(fā)有毒有害物質(zhì)隨著不可燃分灰渣從立式爐低溫段、重力沉降室及立式爐高溫段底部排出，灰渣經(jīng)統(tǒng)一收集后，運送至危廢填埋場經(jīng)穩(wěn)定化、固化后填埋。而經(jīng)立式爐低溫段焚燒后的有機物則進入立式爐高溫段充分燃燒，經(jīng)充分燃燒后的有機物形成穩(wěn)定的氧化物，經(jīng)煙氣凈化系統(tǒng)處理，去除掉煙氣中有害成分后，達到國家相關(guān)標準排入大氣。配置余熱鍋爐是為了最大化的回收能源，配置SNCR 脫硝+急冷塔+重力沉降室+干法脫酸+活性炭噴射+布袋除塵+濕法脫酸流程+濕電除塵，使污染物在該段流程內(nèi)進行酸堿中和、氧化還原、物理吸附等反應，經(jīng)處理后煙氣中的NOx、SOx、HCl、HF、重金屬、二噁英、粉塵等污染物濃度可穩(wěn)定達到要求的排放指標。我國危廢市場固廢及普通廢液焚燒系統(tǒng)已近飽和狀態(tài)，難處理的高含鹽、高含鹵、高含硫等廢液將是危廢市場上亟待解決的問題，本工藝對高含鹽廢液處理的適應性將為未來的危廢市場提供一個新的突破口。