全康環(huán)保:摘要：本文闡述了一種含銅工業(yè)污泥危廢高溫富氧熔池處置工藝。經(jīng)過(guò)高溫富氧熔池熔煉爐處理后，含銅工業(yè)污泥中的銅可以實(shí)現有效回收。通過(guò)余熱利用回收煙氣中的熱能，熔煉過(guò)程產(chǎn)生的煙氣會(huì )產(chǎn)生高溫蒸汽，然后經(jīng)過(guò)急冷、干法脫酸、活性炭噴射、布袋除塵、濕法脫酸、SNCR以及煙氣再熱后低溫SCR脫硝等工藝處理，煙氣可以實(shí)現達標排放。

我國每年產(chǎn)生的工業(yè)危險廢物數量巨大，以HW22、HW46、HW48等危廢代碼的工藝污泥為例，目前主要的處置方式是穩定化處理后直接送入填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋處理，不僅占用大量土地，存在二次污染土壤的風(fēng)險，而且造成極大的資源浪費。

通過(guò)熔池熔煉工藝，在含Cu的工業(yè)污泥中，按照一定的配比關(guān)系加入一定量的造渣劑，并通入富氧空氣，在1300℃的高溫熔融過(guò)程中，氧化渣相與銅相分離并分層，從而實(shí)現Cu的資源化回收利用，具有良好的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。同時(shí)，熔煉過(guò)程產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過(guò)凈化系統達標排放至大氣。高溫熔池處置成套工藝主要包括危廢預處理系統，高溫熔池熔煉系統、余熱利用系統、煙氣凈化系統、公用輔助系統等。具體工藝流程如圖1所示。

圖1 含Cu工業(yè)污泥高溫富氧熔池處置技術(shù)工藝流程

一、熔煉系統

計量后，物料采用連續加料方式從富氧高溫熔池熔煉爐頂部加入，物料在從爐體兩側風(fēng)口鼓入的富氧空氣的反應下進(jìn)行高溫熔化，熔化溫度約為1350℃。熔化造渣過(guò)程所需的熱量主要來(lái)自焦炭或天然氣燃燒熱和造渣反應熱。

熔融態(tài)氧化渣由爐子底部流入還原區，由出渣口連續排出，進(jìn)入沖渣池水淬后送往固廢暫存庫。黑銅和冰銅由出銅口排出，經(jīng)溜槽流至模具冷卻，冷卻后的銅塊在車(chē)間暫存。

二、余熱利用系統

高溫熔池熔煉爐出口煙氣溫度高達1300℃左右，通過(guò)余熱鍋爐可有效回收煙氣中的熱能。

余熱鍋爐采用膜式水冷壁蒸汽鍋爐。余熱鍋爐為自然循環(huán)，自帶有一個(gè)汽包。余熱鍋爐所需要的水為化學(xué)軟化水?；瘜W(xué)水處理車(chē)間的化學(xué)水送至鍋爐房?jì)鹊能浕?，水箱內的軟化水?jīng)清水離心泵送至除氧器除氧，除氧器處理后的合格除氧軟水，經(jīng)鍋爐給水泵分別送入余熱鍋爐汽包內。

鍋爐出灰：煙氣冷卻室下部布置了出灰斗，采用埋刮板輸送機出灰。

三、煙氣凈化系統

煙氣凈化工藝主要包括酸性氣體的脫除（主要HCl、SO₂ 等）、粉塵的捕集與脫除、NO_x 的脫除、重金屬的脫除等，高溫熔池熔煉爐煙氣凈化工藝采用“SNCR+ 急冷系統 + 干法脫酸 + 活性炭噴射 + 布袋式除塵器 + 濕法脫硫 + 煙氣加熱系統 +SCR”。

1、急冷系統

急冷水在壓縮空氣的作用下形成霧化的液滴，從急冷噴槍噴入急冷塔頂部，物化液滴與煙氣直接接觸并迅速汽化，使煙氣溫度急速下降，使煙氣在 1s 之內從 500-550 ℃驟冷至200℃以下，從而避開(kāi)二?f英再合成的溫度段，達到抑制二?f英再生成的目的。部分煙塵從急冷塔底部排出，和余熱鍋爐產(chǎn)生的煙塵一起返回至配料間。

2、干法脫酸系統

經(jīng)過(guò)急冷后的煙氣進(jìn)行干法脫酸，消石灰粉（或小蘇打粉）儲存在倉內，通過(guò)圓盤(pán)給料機、羅茨風(fēng)機連續均勻地將其噴入干式反應器內，Ca(OH)₂和煙氣中的SO₂、SO₃、HCl和HF等發(fā)生化學(xué)反應，生成CaSO₃、CaSO₄、CaCl₂、CaF₂等，可脫除一部分的酸性氣體，減輕后續濕法脫酸的負荷。同時(shí)煙氣中有CO₂存在，還會(huì )消耗一部分Ca(OH)₂生成CaCO₃。

3、活性炭噴射系統

由于焚燒煙氣中通常含有一定濃度的二?f英、重金屬等危害物，因此系統中考慮通過(guò)噴入活性炭方式來(lái)吸附煙氣中的二?f英及重金屬。通過(guò)在干法脫酸塔內噴入干活性炭粉，活性炭與煙氣強烈混合，利用活性炭具有極大的比表面積和極強的吸附能力的特點(diǎn)，對煙氣中的二?f英和重金屬等污染物進(jìn)行凈化處理。

4、布袋除塵系統

布袋除塵器有非常高的除塵效率，可達99.9%，甚至更高，能有效捕集亞微米粒子。布袋除塵器關(guān)鍵設備為濾袋，濾袋選用PTFE薄膜濾料，可以有效地控制各種焚燒污染物的排放，達到空氣污染控制標準。清灰采用脈沖壓縮空氣噴吹，為防止布袋結露，下部灰斗設電加熱裝置?；叶飞显O計有電加熱裝置，容量滿(mǎn)足最大含塵量8h滿(mǎn)負荷運行的要求。

5、濕法脫硫系統

煙氣經(jīng)過(guò)布袋除塵器后進(jìn)入濕法脫硫吸收塔中，煙氣經(jīng)過(guò)尾氣處理后，SO₂、HF 和 HCl 的濃度滿(mǎn)足《危險廢物焚燒污染控制標準》（GB 18484―2001）的排放要求。

脫酸系統根據煙氣排放口的在線(xiàn)監測儀檢測SO₂、HCl 等酸性氣體排放濃度，根據酸性氣體排放濃度通過(guò)DCS來(lái)自動(dòng)調節消石灰投加量、脫酸塔堿液噴入量和調節堿液循環(huán)泵的 pH，從而達到控制煙氣中酸性氣體排放濃度的目的。

6、煙氣加熱系統

為了確保低溫SCR反應器入口煙氣溫度能夠穩定保持在170-200℃，采用“GGH 煙氣換熱 +SGH蒸汽加熱 + 輔助燃燒器”三級加熱工藝。設置 GGH 利用 SCR 反應器出口相對于高溫煙氣的余熱，與出口的煙氣進(jìn)行換熱，可以起到回收余熱、節約能耗的效果。SGH 主要利用余熱蒸汽作為熱側熱源與冷側（濕法單元出口）煙氣進(jìn)行換熱，將濕法出口煙氣進(jìn)一步加熱。因下游設有 SCR 催化脫硝單元，為滿(mǎn)足催化劑所需的溫度，SCR 反應系統設置一臺輔助燃燒器，燃燒器燃料為天然氣。

7、脫硝系統

考慮到熔煉爐煙氣溫度高達1300℃，存在大量的熱力型 NO_x生成情況，脫硝過(guò)程采用 SNCR+ 低溫SCR工藝。

SNCR 一種非催化還原 NO_x的過(guò)程，其合適的溫度范圍為 850-1000 ℃，尿素通過(guò)噴嘴靠壓力霧化噴入余熱鍋爐爐膛內，煙氣中 NO_x組分在 O₂的存在下與 CO(NH₂)₂ 發(fā)生還原反應，將 NO_x還原成 N₂。

低溫SCR脫硝原理是在溫度 180-200 ℃的低溫下，利用氨水或尿素作為還原劑，通過(guò)催化劑的作用，將 NO_x選擇性還原為無(wú)害的 N₂和 H₂O。由于催化劑對粉塵、SO₂含量均有一定要求，因而 SCR 過(guò)程選擇在煙氣濕法脫硫且煙氣升溫至 200 ℃后進(jìn)行。

8、煙氣排放系統

排煙系統主要包括引風(fēng)機和煙囪。引風(fēng)機可以實(shí)現抽送系統煙氣以維持爐膛的負壓操作狀態(tài)的功能，進(jìn)行變頻調節控制，引風(fēng)機出口設消音器。風(fēng)機采用離心風(fēng)機。煙囪為內襯耐溫、耐酸防腐材料。煙囪上設置取樣孔和取樣平臺等輔助設施，安裝煙氣在線(xiàn)檢測系統，頂部設置有指示燈和避雷針，并設置人孔。

四、結論

含銅工業(yè)污泥危廢通過(guò)高溫熔池處置技術(shù)，采用“干燥 + 造粒 + 高溫富氧熔池熔煉 + 余熱回收”工藝，不僅實(shí)現了危廢的無(wú)害化，還回收工業(yè)污泥中的Cu，實(shí)現了資源化利用，具有極大的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。通過(guò)余熱利用回收煙氣中熱能并產(chǎn)生飽和蒸汽，具有良好的節能環(huán)保效益。同時(shí)，高溫煙氣余熱利用后，經(jīng)過(guò)煙氣凈化系統處理，煙氣可以實(shí)現超低排放，具有良好的環(huán)保治理效果。隨著(zhù)國家及企業(yè)對含銅污泥資源化項目的投入加大、技術(shù)的不斷發(fā)展和工藝的逐漸成熟，未來(lái)，含銅工業(yè)污泥危廢資源化綜合利用技術(shù)將具有極大的市場(chǎng)應用前景。