摘要： 寶鋼公司的(de)含油污泥回轉窯(yao)焚燒系統(tong)改造,在提(ti)高(gao)產能的(de)同(tong)時對煙氣凈(jing)化系統(tong)進行強化,以此為背景,介(jie)紹(shao)了"SNCR+袋(dai)式除塵+濕法脫酸+煙氣加熱"的(de)煙氣凈(jing)化技術及運(yun)行情況和指標影響因素(su),為危廢焚燒煙氣凈(jing)化技術發展提(ti)供參考(kao)與(yu)借(jie)鑒.

1 引言

隨著國家(jia)環(huan)保(bao)政策的日益(yi)嚴格及土地(di)資源的緊缺，傳統的危險(xian)(xian)(xian)廢(fei)物安全填埋的場地(di)越(yue)來越(yue)少，危險(xian)(xian)(xian)廢(fei)物焚(fen)燒將成為危險(xian)(xian)(xian)廢(fei)物最終處(chu)置的主流技術。寶(bao)鋼股份有限公(gong)司作為國家(jia)鋼鐵行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)的龍頭企業(ye)(ye)(ye)，在自行(xing)(xing)處(chu)置本行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)產生的危險(xian)(xian)(xian)廢(fei)物的同時，協同處(chu)置社會相關行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)的其他危險(xian)(xian)(xian)廢(fei)物。

寶鋼股份有限公司現有含油(you)污泥(ni)回轉窯焚燒(shao)系(xi)統(tong)，已運行三十多年，設(she)備性(xing)能(neng)大大降(jiang)低，焚燒(shao)后的煙氣(qi)凈(jing)化(hua)(hua)設(she)施已不能(neng)滿(man)足最(zui)新(xin)的環保標(biao)準(zhun)。基于(yu)此，擬對其進行適(shi)應(ying)性(xing)改(gai)造，除了(le)焚燒(shao)工藝，最(zui)關(guan)鍵(jian)的是改(gai)造煙氣(qi)凈(jing)化(hua)(hua)系(xi)統(tong)，保證其排放的煙氣(qi)能(neng)滿(man)足相關(guan)排放標(biao)準(zhun)要(yao)求。

2 工程概況

項目整體改造分為兩(liang)步：第一步將(jiang)生(sheng)產能力由現有(you)的(de)7000噸(dun)/年恢復至2萬噸(dun)/年，第二步再將(jiang)生(sheng)產能力提升至4萬噸(dun)/年，煙(yan)氣(qi)凈化系(xi)統，則是按(an)照回轉(zhuan)窯的(de)全(quan)生(sheng)產能力進行設計(ji)(ji)。根據回轉(zhuan)窯4萬噸(dun)/年的(de)全(quan)生(sheng)產能力計(ji)(ji)算，焚(fen)(fen)燒產生(sheng)的(de)最大煙(yan)氣(qi)量為32,000Nm3/h，原有(you)的(de)靜電(dian)除塵器(qi)無法滿(man)(man)足(zu)(zu)改造后的(de)污(wu)染物排(pai)放指(zhi)標要(yao)求，需新(xin)增布袋除塵器(qi)、脫(tuo)(tuo)酸系(xi)統、SNCR脫(tuo)(tuo)硝系(xi)統，以滿(man)(man)足(zu)(zu)上海市《危險廢物焚(fen)(fen)燒大氣(qi)污(wu)染物排(pai)放標準》（DB31-767-2013）要(yao)求。相關排(pai)放指(zhi)標詳見表1。

3 設計參數

根據原始煙(yan)氣成分及污染物排(pai)放(fang)標準，污泥焚(fen)燒煙(yan)氣凈化系統的設(she)計(ji)脫(tuo)硫(liu)率≥95%，脫(tuo)硝效(xiao)率>60%，出口粉塵濃度≤20mg/m3，煙(yan)氣凈化系統的設(she)計(ji)參數詳見表2。

4 工藝介紹

煙氣(qi)(qi)凈(jing)化(hua)采用(yong)“選(xuan)擇(ze)性非(fei)催化(hua)還(huan)原脫(tuo)硝SNCR+靜電除(chu)塵(chen)器(qi)（利(li)(li)舊(jiu)）+袋式除(chu)塵(chen)+濕法(fa)脫(tuo)酸+煙氣(qi)(qi)加(jia)熱(re)”的集成工藝(yi)。原有靜電除(chu)塵(chen)器(qi)利(li)(li)舊(jiu)，新增選(xuan)擇(ze)性非(fei)催化(hua)還(huan)原脫(tuo)硝SNCR、活性硅噴射裝置、濕法(fa)脫(tuo)酸塔、煙氣(qi)(qi)加(jia)熱(re)器(qi)等(deng)主體設備，重點解決粉(fen)塵(chen)、NOx、SO2等(deng)參數(shu)的達標問題。工藝(yi)流程如下(xia)圖(tu)。

4.1 煙氣脫硝

SNCR脫硝：尿(niao)素(su)(su)顆粒(li)加入(ru)除鹽水(shui)制(zhi)備成(cheng)濃度(du)為(wei)50%的尿(niao)素(su)(su)濃溶(rong)(rong)液(ye)(ye)，濃溶(rong)(rong)液(ye)(ye)由尿(niao)素(su)(su)輸送(song)泵送(song)入(ru)管道(dao)混(hun)合器內(nei)，繼續(xu)加水(shui)制(zhi)成(cheng)濃度(du)為(wei)10%的尿(niao)素(su)(su)稀釋溶(rong)(rong)液(ye)(ye)。SNCR尿(niao)素(su)(su)噴射裝置(zhi)設置(zhi)在余熱鍋爐(lu)850℃~1050℃的溫度(du)段(duan)，尿(niao)素(su)(su)稀釋溶(rong)(rong)液(ye)(ye)與煙氣(qi)中的NOx反(fan)應，生成(cheng)氮氣(qi)和水(shui)，從而將NOx濃度(du)降至400mg/Nm3以(yi)下。

第(di)一階段由于(yu)所燒物料性質(zhi)的原因，通(tong)過(guo)SNCR脫硝系(xi)統，基本可滿足排放標(biao)準(zhun)要(yao)求，但(dan)同時(shi)要(yao)預留好SCR脫硝系(xi)統接口，以備后續升級(ji)改(gai)造之需。SNCR脫硝系(xi)統的設備參(can)數見表3。

4.2 除塵、半干法脫酸系統

因(yin)原有的(de)靜電除(chu)塵(chen)器設備性能較好(hao)，保留使(shi)用，故設計為兩級除(chu)塵(chen)，煙氣經靜電除(chu)塵(chen)器去除(chu)部分顆(ke)粒物后(hou)進入布(bu)袋除(chu)塵(chen)器。

在袋式(shi)(shi)除(chu)塵器(qi)入(ru)口(kou)煙(yan)道中(zhong)噴入(ru)消石灰、活性硅粉(fen)末，其隨煙(yan)氣(qi)進(jin)入(ru)袋式(shi)(shi)除(chu)塵器(qi)，在濾(lv)(lv)袋表面與煙(yan)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)HCl、SO2/SO3等酸性物質發生反應，并吸(xi)附二英等物質，過濾(lv)(lv)后煙(yan)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)粉(fen)塵濃度(du)達到排放標準要(yao)求，繼(ji)而進(jin)入(ru)濕法脫(tuo)酸系(xi)統。

袋式除塵器(qi)中的反應(ying)產物（CaCl2、CaSO4、CaSO3、廢活(huo)性硅粉(fen)末等）及未(wei)完全反應(ying)的顆粒在清灰(hui)(hui)時落到除塵器(qi)灰(hui)(hui)斗中除去。為盡(jin)可能脫除酸性物質，增加消石(shi)灰(hui)(hui)、活(huo)性硅在濾(lv)袋表(biao)面的停留時間，除塵器(qi)過濾(lv)風速控制在0.5m/min左右。

4.3 濕法脫酸系統

濕法脫(tuo)(tuo)酸系(xi)統由洗滌塔、脫(tuo)(tuo)硫(liu)劑制(zhi)備及供應系(xi)統（此處的脫(tuo)(tuo)酸主(zhu)要是指脫(tuo)(tuo)除SO2及少量的HCl）、堿液循環系(xi)統、排污系(xi)統及煙氣加熱器等(deng)組成。

袋(dai)式(shi)除塵器出口(kou)煙(yan)氣溫度為180℃~190℃，為避免進入(ru)洗滌塔的煙(yan)氣溫度過(guo)高，設置(zhi)煙(yan)道冷卻，煙(yan)氣降溫后進入(ru)濕式(shi)洗滌塔進行煙(yan)氣脫硫。

從(cong)工藝短(duan)流(liu)程(cheng)和占地面(mian)積(ji)的角度考慮，采取鈉基脫硫，脫硫劑(ji)選用NaOH溶液(ye)，由輸送泵(beng)送至洗滌(di)塔(ta)，洗滌(di)液(ye)經循(xun)環泵(beng)循(xun)環使(shi)用。洗滌(di)塔(ta)設置填料(liao)層(ceng)，漿液(ye)經噴(pen)嘴(zui)均勻噴(pen)淋到填料(liao)層(ceng)上，增加煙氣停留和反(fan)應時間，使(shi)之與脫硫劑(ji)充分接(jie)觸，脫除煙氣中的酸性物(wu)質，使(shi)SO2≤100mg/Nm3。

洗滌塔出(chu)口煙氣溫度為60℃~70℃，經煙氣加熱器加熱至120℃左右后經引風機(ji)、煙囪排放。濕法脫酸系統設備(bei)參數見(jian)表(biao)4。

5 運行效果

該改(gai)造項目于2016年8月31日投(tou)產，第一階段改(gai)造完成投(tou)運(yun)后(hou)，煙氣(qi)(qi)凈(jing)化效果達到設(she)計要(yao)求(qiu)，并滿足上(shang)海市(shi)《危(wei)險廢物焚燒大氣(qi)(qi)污染物排放(fang)標(biao)準》（DB31-767-2013）要(yao)求(qiu)。目前(qian)第一階段的(de)煙氣(qi)(qi)量(liang)為(wei)17,000Nm3/h，根據煙囪(cong)上(shang)的(de)在線監(jian)測裝置(zhi)顯示的(de)實(shi)際運(yun)行排放(fang)參數見(jian)表5。

6 影響因素分析

根據設計(ji)和(he)實踐共同(tong)驗證，溫(wen)度(du)(du)的(de)控(kong)制對煙(yan)氣(qi)(qi)凈化(hua)工藝的(de)正常(chang)運行(xing)至(zhi)關重要，尤其是布(bu)袋除塵(chen)器入(ru)口溫(wen)度(du)(du)、脫酸(suan)塔入(ru)口溫(wen)度(du)(du)、煙(yan)氣(qi)(qi)加熱(re)器出(chu)口溫(wen)度(du)(du)等。本(ben)文將從溫(wen)度(du)(du)控(kong)制的(de)角度(du)(du)分析討論其對系統運行(xing)的(de)影(ying)響。

6.1 布袋除塵器入口溫度

高溫(wen)煙(yan)氣(qi)經急(ji)(ji)冷(leng)(leng)(leng)塔冷(leng)(leng)(leng)卻(que)后(hou)進(jin)入(ru)布(bu)袋除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)，溫(wen)度為180℃～190℃，同時煙(yan)氣(qi)中的(de)(de)(de)SO3在高含水率（31%）條(tiao)件下(xia)對設備具有一定的(de)(de)(de)腐蝕(shi)性。鑒于此，除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)的(de)(de)(de)濾料(liao)選擇為PTFE和PTFE覆膜，這(zhe)種(zhong)材質(zhi)具有抗酸抗堿(jian)、抗各種(zhong)有機溶劑的(de)(de)(de)特點(dian)，并且耐高溫(wen)，連續運行時可達(da)250℃，瞬(shun)時溫(wen)度可達(da)280℃，要求急(ji)(ji)冷(leng)(leng)(leng)塔必須將煙(yan)氣(qi)溫(wen)度降(jiang)至250℃以(yi)(yi)下(xia)。該(gai)系統目前通(tong)過噴淋量(liang)的(de)(de)(de)調(diao)節(jie)控制急(ji)(ji)冷(leng)(leng)(leng)塔出口(kou)(kou)(kou)煙(yan)氣(qi)溫(wen)度在200℃以(yi)(yi)下(xia)，布(bu)袋除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)入(ru)口(kou)(kou)(kou)溫(wen)度通(tong)常控制在150℃以(yi)(yi)下(xia)（跟所燒物料(liao)的(de)(de)(de)熱值相(xiang)關，若熱值較高，控制溫(wen)度也可適(shi)當提高），并設有溫(wen)度報警(jing)，若溫(wen)度高于180℃，則高溫(wen)報警(jing)，采取緊急(ji)(ji)措施，防止(zhi)煙(yan)氣(qi)溫(wen)度過高損傷濾料(liao)。布(bu)袋除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)入(ru)口(kou)(kou)(kou)溫(wen)度見表6。

6.2 脫酸塔入口溫度

脫酸(suan)塔所(suo)用(yong)材質為碳鋼，內襯玻璃鱗(lin)片，最高耐受溫(wen)度(du)(du)150℃，溫(wen)度(du)(du)過高會破壞脫酸(suan)塔的(de)內襯防(fang)腐層，直接(jie)影響脫酸(suan)塔的(de)安全(quan)運行(xing)，因此必須采取降(jiang)溫(wen)措施，嚴格控制入塔溫(wen)度(du)(du)。在(zai)入口垂直煙(yan)道處設置了(le)冷(leng)卻裝(zhuang)置，冷(leng)卻前的(de)煙(yan)氣溫(wen)度(du)(du)不超過150℃，經(jing)冷(leng)卻后的(de)煙(yan)氣溫(wen)度(du)(du)基本(ben)控制在(zai)130℃以(yi)下，詳細運行(xing)參數見(jian)表7、表8。

6.3 煙氣加熱器出口煙氣溫度

從脫(tuo)酸(suan)(suan)塔出(chu)(chu)來的(de)(de)煙氣(qi)溫(wen)度(du)(du)(du)在70℃以(yi)下，低(di)于SO3的(de)(de)露(lu)點溫(wen)度(du)(du)(du)。煙氣(qi)中殘留(liu)的(de)(de)SO3會以(yi)硫酸(suan)(suan)的(de)(de)形式存在，腐蝕(shi)風機葉片和(he)煙囪(cong)，通過煙氣(qi)加熱器(qi)將脫(tuo)酸(suan)(suan)塔出(chu)(chu)來的(de)(de)煙氣(qi)加熱至(zhi)露(lu)點溫(wen)度(du)(du)(du)以(yi)上(shang)后排放。第一階段根據所燒物料(liao)的(de)(de)成分(fen)，其煙氣(qi)中的(de)(de)SO2濃度(du)(du)(du)約為(wei)550mg/m3，煙氣(qi)出(chu)(chu)口溫(wen)度(du)(du)(du)為(wei)65℃，取65℃時的(de)(de)飽和(he)空氣(qi)含(han)水(shui)量參數(shu)207.6，計算得知(zhi)，酸(suan)(suan)露(lu)點溫(wen)度(du)(du)(du)為(wei)115℃。煙氣(qi)加熱器(qi)出(chu)(chu)口煙氣(qi)溫(wen)度(du)(du)(du)如表9。

除以上(shang)幾個溫(wen)度參數外，還有(you)脫酸(suan)塔(ta)pH值及(ji)各點的(de)壓力值等，這些跟(gen)實際運(yun)行(xing)(xing)工況都緊(jin)密相關(guan)，各參數之間相互(hu)影響、相互(hu)制約，需要在運(yun)行(xing)(xing)中(zhong)不斷地(di)積累數據，尋找最佳的(de)運(yun)行(xing)(xing)區間。

7探討與建議

7.1 余熱回收與利用

回轉窯物料(liao)焚(fen)燒(shao)(shao)后產(chan)生大量熱(re)(re)(re)量，設置(zhi)了余(yu)熱(re)(re)(re)鍋(guo)爐進(jin)行回收(shou)與利(li)用，主要用于項(xiang)目(mu)中煙氣(qi)的加熱(re)(re)(re)及保溫(wen)等(deng)，該(gai)項(xiang)目(mu)由(you)于所燒(shao)(shao)物料(liao)熱(re)(re)(re)值不高(gao)，所以產(chan)生的熱(re)(re)(re)量有限，后續(xu)工藝(yi)流程中還需要再設置(zhi)煙氣(qi)加熱(re)(re)(re)器來升溫(wen)煙氣(qi)；在其他熱(re)(re)(re)值較(jiao)高(gao)的危險廢(fei)物焚(fen)燒(shao)(shao)項(xiang)目(mu)中，其蒸(zheng)氣(qi)可用做整個工藝(yi)流程的熱(re)(re)(re)源(yuan)(yuan)，多余(yu)蒸(zheng)氣(qi)還可并網(wang)利(li)用，既回收(shou)利(li)用了多余(yu)蒸(zheng)氣(qi)，又節省(sheng)了能源(yuan)(yuan)。

7.2 脫酸塔pH值

未處理的(de)(de)煙(yan)氣(qi)中(zhong)(zhong)含有SO2及HCl等少量的(de)(de)酸性(xing)氣(qi)體，通(tong)過(guo)NaOH溶液的(de)(de)洗(xi)滌，將(jiang)煙(yan)氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)酸性(xing)氣(qi)體中(zhong)(zhong)和(he)掉，導致(zhi)塔內(nei)(nei)液體的(de)(de)pH值(zhi)不斷(duan)降低，同時塔內(nei)(nei)液體中(zhong)(zhong)的(de)(de)Na2SO3濃(nong)(nong)度(du)不斷(duan)升高，當濃(nong)(nong)度(du)達到飽和(he)時，會有晶體析出(chu)(chu)影(ying)響系統(tong)正常(chang)運(yun)行，所以(yi)需將(jiang)pH值(zhi)和(he)Na2SO3濃(nong)(nong)度(du)控制在一定范(fan)圍，既能脫(tuo)除酸性(xing)氣(qi)體又能防止晶體析出(chu)(chu)。該(gai)項目(mu)第一階段運(yun)行期間，脫(tuo)酸塔內(nei)(nei)溫度(du)為(wei)65℃，控制Na2SO3濃(nong)(nong)度(du)為(wei)24%以(yi)下(xia)，pH值(zhi)控制在5.6～5.8，由于前(qian)端所燒物料(liao)成分(fen)和(he)配(pei)伍方式不斷(duan)變化(hua)，需要在生產(chan)運(yun)行中(zhong)(zhong)不斷(duan)摸索，選擇適合當前(qian)工況條件的(de)(de)pH值(zhi)和(he)Na2SO3濃(nong)(nong)度(du)范(fan)圍。

7.3 廢水處理

脫酸塔為(wei)防止鈉鹽(yan)結晶(jing)，需(xu)進(jin)行廢(fei)(fei)水(shui)(shui)外排，并(bing)補充新鮮工業(ye)水(shui)(shui)，此(ci)時(shi)的(de)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)中含有大量(liang)的(de)Na2SO3、Na2SO4，含大量(liang)Na+的(de)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)利(li)用(yong)(yong)程(cheng)度(du)有限(xian)，目前行業(ye)內此(ci)類廢(fei)(fei)水(shui)(shui)的(de)去向有：1）噴進(jin)除(chu)塵器之前的(de)急冷塔，用(yong)(yong)于降(jiang)溫，但經過(guo)一定時(shi)間的(de)富集之后，易(yi)在塔壁產生結晶(jing)，影響冷卻效(xiao)果，從而對后續(xu)工藝溫度(du)的(de)控制產生直接影響，此(ci)利(li)用(yong)(yong)去向不予推(tui)薦；2）可(ke)用(yong)(yong)于廠區(qu)小范(fan)圍的(de)沖洗(xi)；3）直接送(song)至(zhi)污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)廠進(jin)行處(chu)理(li)(li)。第三種去向是最理(li)(li)想(xiang)的(de)處(chu)理(li)(li)方(fang)式。該項目定期通過(guo)泵車將地坑廢(fei)(fei)水(shui)(shui)外運至(zhi)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)中心進(jin)行處(chu)理(li)(li)后達標排放。其他(ta)企業(ye)可(ke)根據(ju)自身的(de)實(shi)際情況酌情選(xuan)擇。

8 結語

危險廢物焚燒后的煙氣成分及含量根(gen)據所燒物料及其配(pei)伍(wu)方式的不同而不同，煙氣量也隨之發生變化，對系統(tong)的適應性(xing)要(yao)求較高，所以(yi)設計(ji)時要(yao)注意在保(bao)證(zheng)設備能力的基礎上，還要(yao)適當兼顧各(ge)種工況(kuang)。在實際的運行(xing)過程中，溫度(du)是比(bi)較關鍵的控制(zhi)參數，將每(mei)個單系統(tong)的溫度(du)控制(zhi)在各(ge)自合理(li)的區(qu)間內(nei)，保(bao)證(zheng)整(zheng)個系統(tong)的正常運行(xing)。

經(jing)實踐(jian)證(zheng)明，寶(bao)(bao)鋼采用的(de)選(xuan)擇性非(fei)催(cui)化還原脫硝SNCR+靜電(dian)除(chu)塵(chen)+袋式除(chu)塵(chen)+濕法脫酸+煙(yan)氣(qi)加熱系統的(de)集成(cheng)工藝，適(shi)(shi)用于危險(xian)廢物(wu)(wu)(wu)焚燒行(xing)(xing)(xing)業的(de)煙(yan)氣(qi)凈化處理，并且行(xing)(xing)(xing)之有(you)效(xiao)，能(neng)夠(gou)達到國家和地方的(de)排放(fang)標(biao)準要求。此技(ji)術(shu)適(shi)(shi)應性強(qiang)，能(neng)夠(gou)滿足不同物(wu)(wu)(wu)料(liao)焚燒后的(de)煙(yan)氣(qi)凈化處理，顆粒物(wu)(wu)(wu)、NOx、SO2、HCl等參數(shu)均(jun)能(neng)達標(biao)排放(fang)。目(mu)前(qian)，此系統已(yi)運行(xing)(xing)(xing)數(shu)月，運行(xing)(xing)(xing)情況良好。危險(xian)廢物(wu)(wu)(wu)行(xing)(xing)(xing)業的(de)煙(yan)氣(qi)凈化技(ji)術(shu)在不斷(duan)創新發(fa)展，但仍需(xu)進行(xing)(xing)(xing)大量的(de)探索和優化，不斷(duan)提高(gao)危險(xian)廢物(wu)(wu)(wu)煙(yan)氣(qi)凈化處理技(ji)術(shu)水平。該適(shi)(shi)應性改(gai)造項(xiang)目(mu)的(de)成(cheng)功運行(xing)(xing)(xing)為危險(xian)廢物(wu)(wu)(wu)行(xing)(xing)(xing)業煙(yan)氣(qi)凈化技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展積累(lei)了寶(bao)(bao)貴(gui)經(jing)驗。

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