化工危险废物焚烧及烟气处理工艺研究

化工危险废物焚烧及烟气处理工艺研究

刘长宇 王丽

光大绿色环保危废处置（临沭）有限公司， 山东 临沭 276700  

摘要：化工危险废物焚烧及烟气处理工艺是环境保护和资源循环利用领域中的一个重要课题，随着工业化进程的加快，化工生产中产生的危险废物日益增多，这些废物通常具有毒性、易燃性、反应性或腐蚀性等特性，若处理不当，不仅会对环境造成严重污染，还可能对人类健康构成威胁。因此，研究高效、安全的化工危险废物焚烧及烟气处理技术显得尤为重要。

关键词：化工；危险废物；焚烧烟气；处理工艺

引言：化工危险废物的处理和处置一直是环保领域的重要研究方向之一，废物焚烧处理技术是一种常见的处理方法，它能够将化工危险废物高效、彻底地处理掉，并将其转化为无害的物质。然而，废物焚烧处理过程中产生大量的烟气污染物，因此烟气处理技术也是该领域内的一个关键问题。为了实现化工危险废物的有效处理和烟气的有效净化，需要开展深入的工艺研究和技术创新。

一、危险废物焚烧工艺

1.焚烧炉型选择

在危险废物焚烧工艺中，焚烧炉型的选择至关重要，直接影响到废物处理的效率、安全性及环境影响。根据当前技术和政策导向，优先推荐采用以旋转窑炉为基础的焚烧技术，因其能有效处理多种类型的危险废物，且稳定性高，有利于控制污染物排放。旋转窑炉通过高温旋转过程实现废物的均匀加热和彻底燃烧，尤其适合处理含水率高或成分复杂的废物。此外，鉴于资源回收与节能减排的需求，鼓励采用或改造生产水泥的旋转窑炉，进行附烧或专烧危险废物，这不仅能有效处置废物，还能利用其热量进行热电联产，实现能源的回收与再利用。对于特定条件和废物特性，也可考虑其他炉型，如流化床焚烧炉，适合处理热值较低的废物，而机械炉排炉则适用于大块固体废物的处理。

2.配伍预处理

配伍预处理主要包括物理、化学及生物预处理方法，具体策略依据废物的特性定制。物理预处理主要涉及破碎、筛分、混合等操作，使废物粒度均匀、热值均衡，便于进料和燃烧。例如，大块废物需破碎至适宜尺寸，确保燃烧室内的物料均匀分布，提高热传递效率。化学预处理通过添加助燃剂或调节剂，改善废物的燃烧性能。例如，添加石灰可以中和酸性物质，减少设备腐蚀；加入催化剂可加速有害有机物的分解，降低二噁英等有毒物质的生成。生物预处理虽然较少用于危险废物，但在某些特定情况下，如含有可生物降解成分的废物，通过生物技术降解部分有机物，可减轻后续焚烧负担，提高整体处理效率。在配伍过程中，还需严格进行废物的兼容性测试，避免不相容物质混合导致的化学反应，如爆炸或释放有毒气体，确保预处理及后续焚烧的安全性。

3.进料系统

进料系统的首要任务是将经过预处理的废物均匀、定量、安全地送入焚烧炉内，确保燃烧过程高效且可控。废物首先被储存在专门设计的密封仓库或容器中，以防止有害物质泄露。采用密封、防爆设计的送料装置（如螺旋输送机、斗式提升机）将废物从储存区输送到进料准备区，此过程需确保物料流动稳定，避免堵塞或溢出。为保证燃烧的稳定性和效率，进料前需对废物进行精确计量并确保进入炉膛的物料均匀，这通常通过安装电子秤和振动给料机来实现，它们能按设定速率均匀分配废物。进料口处配备有精密的控制阀门和密封装置，确保在向高温焚烧炉供料时，外部空气不会渗入，同时防止有害气体外泄。自动化控制系统可根据焚烧炉内工况调整进料速度，维持最佳的燃烧状态。

二、化工危险废物烟气处理工艺

1.余热利用系统

最常见的是安装在焚烧炉后的余热锅炉，它能够吸收烟气中的热量，将水转化为蒸汽。产生的蒸汽可用于发电，或直接用于工厂的供热、生产工艺用热等，实现能源的梯级利用。部分余热利用系统整合了选择性催化还原技术，在回收热量的同时，利用烟气中的余温进行脱硝处理，有效降低氮氧化物排放。这不仅提高了余热利用效率，也强化了烟气净化流程。为防止污染物因温度过高而重新挥发，余热回收后紧接着是烟气冷却步骤。半干急冷塔利用喷雾降温，加入石灰浆等吸收剂进行初步的酸性气体脱除。干式反应塔则进一步处理剩余的酸性气体和其他污染物。经过冷却与初步净化的烟气随后进入布袋除尘器，高效去除颗粒物。低温SCR技术在更低的温度下继续进行氮氧化物的催化还原反应。最后，湿式除酸系统利用化学反应彻底清除残留的酸性气体，如二氧化硫。为防止烟气排放时形成白烟或冷凝水，还需通过烟气再加热系统将温度调至适宜范围，确保符合排放标准。

2.半干急冷塔

半干急冷塔内部结构设计独特，主要包含雾化器、喷淋系统和气液接触区域。高温烟气从焚烧炉排出后直接进入急冷塔，此时，塔内的雾化器将事先配置好的吸收剂（如石灰浆或氢氧化钠溶液）均匀雾化成细小液滴，这些液滴与高温烟气充分接触，瞬间吸收大量的热量，使得烟气温度从数百摄氏度迅速降至约200℃以下，有效防止了二噁英在适宜温度区间内的再生。在降温的同时，雾化的吸收剂还与烟气中的酸性气体发生化学反应，将其吸收并固定为更稳定的盐类，实现酸性气体的初步脱除。这一过程不仅减少了后续处理设施的负荷，还有利于满足严格的排放标准。经过急冷塔处理后的烟气，携带水分和部分反应产物继续前行，而液滴则通过重力沉降或旋风分离器等手段与气体分离，收集至沉淀池。其中的液体部分，经过必要的处理后，可部分回用于急冷塔内作为吸收剂循环使用，形成闭路循环系统，既节约资源又降低了处理成本。半干急冷塔技术结合了湿法和干法处理的优点，具有占地面积小、系统响应快、运行维护简便等特点，它不需要像湿法那样处理大量废水，也不像干法那样可能面临效率较低的问题，通过精确控制吸收剂的用量和雾化效果，可以有效平衡酸性气体去除率与能耗之间的关系，实现经济与环保的双重效益。

3.布袋除尘器

布袋除尘器是化工危险废物烟气处理工艺中的重要组成部分，主要用于捕集烟气中的微小颗粒物，以实现烟气的深度净化，确保其在排放前达到严格的环保标准。其工作原理基于过滤技术，通过高性能滤袋材料对含尘烟气进行高效过滤分离，经过半干急冷塔等前期处理，烟气温度和湿度被适当调控后，被引入布袋除尘器。此时的烟气已经过初步净化，但仍含有一定量的微细粉尘。烟气进入除尘器后，被迫通过密集排列的滤袋。滤袋材质通常为耐高温、耐腐蚀的纤维，能有效阻挡烟尘颗粒。气流穿过滤袋时，粉尘被阻留在滤料表面，而净化后的气体则顺利通过。为防止滤袋表面积累的灰尘过多导致阻力增大，布袋除尘器配备了自动清灰系统。常见的清灰方式有脉冲喷吹、反吹风等，通过定时或压差控制，瞬间喷射高压气体反向吹扫滤袋，使附着的粉尘脱落落入灰斗。脱离滤袋的粉尘落入灰斗，通过卸灰装置定期排出，可进一步进行固化稳定化处理或安全填埋，防止二次污染。布袋除尘器对亚微米颗粒具有极高的捕集效率，能有效去除烟气中99%以上的颗粒物，满足严格的排放要求，自动化程度高，清灰效果好，能长期稳定运行，维护成本相对较低，还可根据不同的工况和排放标准，选用不同材质和结构的滤袋，适应高温、高湿、腐蚀性等复杂烟气条件。

结束语：

综上所述，化工危险废物焚烧及烟气处理工艺的研究凸显了在保障环境安全与促进资源循环利用方面的重大意义。通过优化焚烧炉型选择、精细的配伍预处理、高效的进料系统及创新的余热利用和布袋除尘等技术的应用，不仅实现了对危险废物的有效减量化和无害化处理，还极大促进了能源的回收与再利用，降低了环境污染风险。

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