危险废物焚烧工程烟气治理工艺研究论文_李超

危险废物焚烧工程烟气治理工艺研究论文_李超

中环信环境有限公司 北京 100000

摘要:燃烧是危险废物的主要治疗方法,通过高温,使危险废物快速降解的有机物,虽然这种方法处理废物,但同时也会产生很多有害气体,还污染环境,甚至危害人类的健康。简要介绍了危险废物的定义及危险废物燃烧产生的有害气体。

关键词:危险废物;焚烧;烟气;治理

1危险废物的定义及焚烧的烟气成分

1.1危险废物的定义

我国根据《国家危险废物名录》的规定,危险废物的定义是腐蚀性、可燃性、反应或毒性,不排除,具有危险特性可能对环境或人类健康造成伤害,需要按照危险废物进行处理的固体或液体废物,废物的以上属性允许划定危险废物的类别。

1.2危险废物焚烧产生哪些有害气体

危险废物焚烧使用预热作用最有前途的方法之一,但它同时会产生废气带来二次污染,包括氮氧化物、二氧化硫和SO3硫氧化物,二噁英,烟尘,蒸发的重金属废气等。

2回收利用

回收是城市生活垃圾中含有大量的可直接回收或转化的废物,如废纸、塑料、金属、玻璃等,以开发回收利用,使各种物品在生活垃圾、废弃物中产生。近年来,中国政府和社会各界提出了生活垃圾资源再生和回收到社会可持续发展的战略高度,并且制定了开发和利用的垃圾和其他优惠政策的可再生资源,也进行了一系列的垃圾资源再生利用的研究和实践,在垃圾收集和回收方面取得了良好效果。

2.1焚烧技术

焚烧法通常被称为垃圾和固体燃料进焚化炉,高温条件下,垃圾暴力的可燃成分与空气中的氧气的化学反应,放出热量,高温烟气和稳定的固体残渣的特性。该方法最大的问题是投资高、运行成本高、设备复杂。随着经济的发展,人民生活水平的提高,垃圾的组成、低热值有很大提高,大多已达到或超过了必要维持正常的焚化炉燃烧热值要求;土地资源紧张的同时,很难找到一个符合要求的网站,所以使用填埋垃圾建设成本和运营成本的方法大大地提高了,因此,焚烧法处理垃圾在这些领域有实际意义。

3烟气治理工艺

3.1酸性烟尘的净化

酸性煤烟主要包括氮氧化物和二氧化硫、SO3等硫氧化物。采用选择性非还原法和选择性催化还原法纯化氮氧化物。两者的主要区别在于催化剂不同。前者利用V2O5/TIO2的催化作用,将NOX降低到50mg/m3以下的排放浓度,即还原剂。NHOH或尿素(NH2)2CO在减少NOX到20mg/m3以下方面发挥了重要作用,虽然后者的排放浓度较低,但由于其成本高,应用较少。为了去除硫化物氧化物,有必要进行合理的相容性,并选择合适的脱硫技术。半干法是最常用的技术,其主要原理是石灰。其特点是工艺简单,成本低,无二次污染。缺点是它需要复杂的设备和丰富的原材料。湿法和干法的结合也很常见。

3.2二噁英的控制

二噁英是一种无色无味的脂溶性物质,在机体内容易积累,对人体具有较强的稳定性和严重的危害。二噁英的控制主要是在焚化、焚烧和焚化前的三个阶段。在焚化之前,由于二噁英的形成,氯并不缺乏,所以对氯的控制尤为重要。在燃烧过程中,为了达到完全燃烧状态,可以采用低一氧化碳燃烧的方法,也可以通过在高温或高热滞留期的危险废物的延长,减少二噁英的燃烧。焚化后,主要处理灰和烟。烟气中二噁英的处理可以利用活性炭吸附在活性炭表面吸附二噁英并去除。

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3.3清除烟尘

烟气的净化去除,有单独的系统,通过一个过滤器的过滤区域大,应用低风速、电加热系统和除尘旁路,保持内部温度在20~30℃不变,除尘。在除尘防止二次吸附后,也可应用脉冲控制仪表,其作用原理是气体压缩,减少振动和反向流动,进腔,延长机器的使用寿命。但脉冲控制器的缺点是结构复杂,投资成本增加。

3.4重金属的去除

近年来,人们对环境的关注增加了重金属的研究,导致了环境和健康的危害。有害垃圾焚烧中的重金属及其化合物主要在高温环境中挥发,特别是在焚烧过程中,被混入废气中,造成污染。根据高温挥发的物理性质,去除重金属的有效方法是降低温度,使其凝结,然后气体变成固体,然后由除尘设备清除。

3.5烟气净化系统

新工艺中,烟气净化系统主要设备及流程为:冷却炉+半干急冷塔+中和除酸塔+烟气加热+活性炭吸附装置+布袋除尘器+引风机+烟囱。而工艺的烟气净化系统主要设备仅为:急冷塔脱酸塔+活性炭吸附装置+布袋除尘器+引风机+烟囱。新工艺中将急冷脱酸塔分开设置为冷却炉、急冷塔和中和除酸塔三部分独立设备,并增加烟气加热器后,再进入布袋除尘器,对烟气进行再加热,大大降低了水蒸汽含量,避免了布袋受潮,充分发挥了活性炭吸附的功效,增加了布袋使用寿命,最终使烟气达标排放。

具体各新增设备及独立分设设备作用如下:

冷却炉:可将二次燃烧室出口的1100℃以上高温烟气在冷却炉中初步降温,使烟气温度从1100℃降至550~600℃。半干急冷塔:冷却炉出口高温烟气急速冷却是在急冷塔中完成的。冷却炉出口烟气温度在550~600℃,急冷塔采用二流体喷枪,即通过压缩空气来对水进行雾化,从而达到冷却目的,并使急冷塔出口烟气温度降为200℃左右。在急冷塔中,喷雾系统可以根据出口烟气温度的变化自动调节雾化器的喷液量,保证急冷塔出口温度维持在适当的温度范围内。半干式急冷塔内采用3%~5%左右的NaOH碱液为净化吸收剂,将NaOH投入搅拌罐,加入冷水,搅拌均匀,经过滤后投入喷淋罐中,使喷淋罐中液体pH值≈8,烟气从顶部进入吸收塔内,在喷嘴下方区域烟气与雾化器喷出的碱液充分混合。第一阶段:烟气在塔内与NaOH溶液雾滴混合,烟气中的酸性气体与NaOH溶液发生酸碱中和反应;第二阶段:烟气的热量使碱液雾滴中的水分蒸发,碱液和烟气反应生成物成为固态的颗粒物,这些颗粒物附着在塔的下部和后续的袋式除尘器内布袋表面上,再次与气态污染物发生化学反应,使总的污染物净化反应效率提高。

中和除酸塔:经急冷塔急冷后的烟气进入中和除酸塔,通过使碱液、气湍流来吸收残留的酸性气体,确保烟气达标排放。急冷后的烟气送脱酸塔,由塔体上部顺切向送入中和吸附塔,旋转下降,经高浓度碱液洗涤,进行中和脱酸,去除大部分的酸性气体的烟气在烟道或吸附塔内进行生石灰喷射,降低烟气水分,同时进一步脱酸。该段进口温度为200℃,出口温度为160℃。烟气加热器:烟气经洗涤除酸后夹带大量的饱和水汽,如带入后续设备,特别是除尘设备,导致除尘器、糊袋除尘效率降低,甚至损坏后续设备,影响整个焚烧系统的运行,所以必须对除酸后的烟气进行再加热。活性炭吸附装置:活性炭喷射系统是控制垃圾焚烧炉烟气中的重金属及二恶英最有效的净化技术。项目使用的活性炭粒径为180 目,吸附了污染物的活性炭呈悬浮状态,随着烟气在布袋除尘器中被布袋拦截,从烟气中分离出来,因而除去了烟气中的重金属及二恶英。布袋除尘器:布袋除尘器采用脉冲式布袋除尘器,除尘器由清灰控制、旁通阀控制、灰斗伴热控制、卸灰阀控制等部分所组成。

3.6新工艺中二恶英类、重金属、氮氧化物、一氧化碳的去除措施

废物焚烧过程的二恶英控制措施炉内高温抑制产生及充分分解:危险废物在二次燃烧室中高温焚烧,保证废物的充分燃烧,由于焚烧炉中一直处于高温(>1100℃)过程,避开了二恶英容易生成的区域(400~600℃),在焚烧炉中大大减少了二恶英的生成。炉后急冷抑制再合成:通过急冷塔的急冷,使烟气自200~550℃区间急冷,停留时间<1s,防止了二恶英的再合成。烟气净化装置进一步去除药剂吸附:喷入药剂(氢氧化钙、氢氧化钠、活性碳)吸附二恶英的前驱物质 HCl、二恶英合成的催化剂重金属以及残留的微量二恶英在袋式除尘器中高效去除。经过炉内抑制产生及充分分解,炉后抑制再合成,烟气净化装置进一步去除后,烟气中二恶英含量达到 TEQ 0.1ng/Nm3以内。

结语:本文主要介绍了危险废物的具体组成及不同烟气的处理过程。然而,为了保护环境,必须清理污染源,优化工厂设备技术,减少有害废物的排放,保护环境。

论文作者:李超

论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期

论文发表时间:2019/9/21

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