危险废物焚烧中锅炉排污水回用于烟气脱酸的可行性分析

2016-12-06罗培源

资源节约与环保 2016年10期

关键词：脱酸设定值危险废物

罗培源　姚　婷

（深圳市危险废物处理站有限公司广东深圳518049）

危险废物焚烧中锅炉排污水回用于烟气脱酸的可行性分析

罗培源姚婷

（深圳市危险废物处理站有限公司广东深圳518049）

针对目前危险废物焚烧系统中锅炉的排污现状，提出了将锅炉排污水用于焚烧系统的烟气脱酸，可降低焚烧系统的用水量和药剂的消耗量，减轻废水处理系统的运行压力。

锅炉排污水；烟气脱酸；危险废物焚烧

1　前言

危险废物焚烧处置是将国家危险废物名录核准的可焚烧危险废物置于温度高达1100℃～1200℃的焚烧炉膛内进行高温焚烧，使废物中的可燃成份与空气中的氧气进行剧烈的化学反应，放出热量，废物转化为烟气和少量性质稳定的固定残渣的过程。目前国内较成熟的危险废物焚烧系统主工艺路线为：焚烧炉（广泛采用“回转窑+二燃室”模式）——余热锅炉——烟气急冷脱酸塔——干式反应器——布袋除尘器——烟囱。余热锅炉作为焚烧系统热量回收及烟气降温的主要装置，常设置于焚烧炉后，回收产生的蒸汽可用于供热或发电。余热锅炉出口的烟气流经急冷塔，在急冷塔中需喷加氢氧化钙乳液或NaOH溶液，用于烟气降温和系统脱酸。

余热锅炉在运行过程中需通过连续排污、定期排污，使锅炉中随着锅炉水不断蒸发而浓度逐渐增加的水垢、残渣等得以排出，防止在锅筒或水冷壁管道形成水垢，影响锅炉水循环和传热效率，从而保证锅炉安全、经济运行。连续排污一般从锅筒中接近含盐量浓度最大的蒸发面下放出炉水，以维持炉水额定的含盐量及碱度。定期排污一般从蒸发受热面的最低点引出，常设在水冷壁下集箱，用于排出沉渣、铁锈等；锅炉排污水一般排至废水收集池，这不仅造成水资源和药剂的浪费；还加大了配套废水处理系统的运行压力。若将锅炉的排污水用于系统石灰浆的补充水，则排污水中的水和碱性药剂（如NaOH、Na3PO4）可得到充分的利用。

2　脱酸原理

深圳危险废物焚烧处置项目余热锅炉给水使用的是离子交换后的软化水；余热锅炉中添加的药剂以NaOH和Na3PO4为主，锅炉水中的碱度以钠、镁的化合物和磷酸盐等形式存在。锅炉排污水的pH值约10～12，锅炉排污水量约0.25 t/h～0.4t/h。

危险废物焚烧过程中，废物中的S、Cl、N等元素在高温条件下生成HCl、SO2、NOx化合物存在于焚烧烟气中。急冷脱酸塔常设置石灰浆或NaOH溶液喷枪，用于去除烟气中的酸性气体。以为例，它和酸性气体反应如下：

HCl+NaOH→NaCl+H2O

SO2+2NaOH→Na2SO3+H2O

SO3+2NaOH→Na2SO4+H2O

NoO+NO2+O2+2NaOH→2NaNO3+2H2O

由于锅炉排污水中大量碱性化合物离子的存在，使得其可以根据上述反应实现脱酸效果，且排污水中杂质较少，与氢氧化钙乳液无相容性反应，故可直接回用于石灰浆搅拌罐中，实现混合脱酸效果。

3　工艺改造

深圳危险废物焚烧处置项目原余热锅炉排污水经连排扩容器后直接排入收集沟中。现在不改变连排扩容器本体的基础上对其进行改造，以实现排污水自动回用：（1）连排扩容罐原出水口增设旁路，旁路安装电磁阀1及手动闸阀，阀门后设置离心泵3，通过泵送排污水至石灰浆搅拌罐中。原出水口手动闸阀前增设电磁阀2。（2）在连排扩容器中增设液位传感器4。两个手动闸阀为常开状态，设置罐中液位未达到设定值时电磁阀为常关状态；当排污水液位达到设定值（高位）后电磁阀1启动，离心泵3数秒后自动启动，将排污水泵送至搅拌罐中，连排扩容罐液位降至设定值（低位）时离心泵3停止运行，电磁阀1关闭。（3）若离心泵3未能自动启动，或投入运行仍无法能使液位有效降低至设定值（低位）时，电磁阀2自动启动，排污水直接流入收集沟中，液位降至设定值（低位）时，电磁阀2关闭；同时传输报警信号至中控室。

图1　排污水回用工艺图

4　效益分析

4.1经济效益

深圳危险废物焚烧处置项目余热锅炉的排污水量约为9t/d；水质硬度≤0.03mmol/L，pH值为10～12，磷酸盐含量≤30mg/L；若直接排放至收集池，须经废水系统处理后方可排放。现项目用水成本约为5.5元/吨，废水处理系统运行综合成本约22.0元/吨，则成本减少约247.5元/天；设备投资成本约1.65万元，仅需两个月余即实现收支平衡，具有一定的经济效益。

4.2环境效益

（1）锅炉排污水回收利用后，降低了废水排放量，减轻废水处理系统的运行压力；（2）锅炉排污水用于急冷塔脱酸，可充分利用排污水中的碱性物质和水体本身。