钢厂协同处置城市危险废物焚烧工艺路线的选择

杨文滨

（宝武集团环境资源科技有限公司，上海 201900）

钢铁企业在全流程生产过程中，会不断产生如浮渣污泥、含油废物、废乳化液、废脱硫剂、废焦油渣、染料废物、涂料废物、有机树脂类废物等危险废物。在钢厂所在的城市，也会有危险废物不断产生，其种类涵盖面更广、量也更多。对很多城市而言，危险废物的减量化、资源化、无害化处置都是一个难题。

以上海市为例，全市2019 年危险废物产生量为144.17 万t，其中委外利用处置量为83.86 万t，自行利用处置量为58.46 万t，储存量为1.85 万t；市内委外转移量为53.52 万t，跨区域转移危险废物量为30.34 万t。处于上海市区域范围内的某钢厂，2019 年危险废物产生量为4.91 万t，占上海市危险废物产生总量的3.4%。

国家层面不断倡导产城融合，钢铁企业应积极响应国家号召，致力于建设“绿色钢厂、生态钢厂”，围绕“精品钢铁绿色制造、城市钢厂协同和谐”的总目标，利用产业优势，协助城市解决部分危险废物处置的难题。

下面以某钢厂为例，研究钢厂在处置自产危险废物的前提下，将处置能力辐射到周边城市的可行性。

1 工艺路线的选择

根据《危险废物处置工程技术导则》（HJ 2042—2014）[1]，危险废物无害化处置技术有很多，不同的处置技术对应不同的危险废物种类，焚烧处置类技术适用于有机成分多、热值高的危险废物；回转窑可处置的危险废物包括有机蒸汽、高浓度有机废液、粉状均匀废物、非均匀的松散废物、有机污泥等。

某钢厂根据自产危险废物的性状、数量，以及对城市周边危险废物产生企业的调研，发现钢厂内危险废物物料相对简单，但如果要消纳城市周边的危险废物，待处理的危险废物种类会马上变多，而且成分复杂，每个独立企业产生的危险废物数量又相对较少，不确定因素非常多。2019 年上海市固体废物污染环境防治信息显示，上海市危险废物产生量前十位的企业委外利用处置量只有11.5 万t，只占整个委外处置总量的13.7%。

选定的危险废物处置工艺路线要考虑物料的复杂性和多变性，设备应兼顾通用性、广泛性，借鉴国内外危险废物处理的实践经验和技术方法，最终选用了回转窑焚烧处置工艺。

2 工艺说明

整套系统采用“回转窑+二燃室+余热锅炉[选择性非催化还原（SNCR）脱硝] +烟气急冷塔+干法脱酸（消石灰与活性炭喷射）+除尘器+引风机+预洗塔+湿法脱酸+烟气再热+烟囱”的危险废物焚烧及烟气净化处理工艺。整套系统主要包括废物存储系统、进料系统、焚烧系统、余热利用系统、烟气净化系统、灰渣系统等。

2.1 进料方式

可焚烧的固体、半固体危险废物经处理后送入物料料坑。需要进行预处理的危险废物物料可临时储存在焚烧车间废物破碎区域，经破碎后从破碎机出口进入废物料坑，破碎机进料方式分为抓斗和垂直提升机两种。

可焚烧的废液通过泵送方式送至废液罐区存储，并经多级过滤后通过废液喷嘴喷入炉内进行焚烧处理，其中低热值废液送入回转窑、高热值废液送入二燃室焚烧。

2.2 焚烧工艺

回转窑分为低温段和增温燃烧段，废物在回转窑低温段内与空气接触，在可调节氧含量环境中完成加热、干燥、燃烧过程，在增温燃烧段完成挥发及燃烬过程。废物在挥发分挥发气化的同时进行燃烧，挥发产生大量的可燃气体在回转窑内未燃烧完全的情况下进入二燃室，在过量燃烧空气的作用下完成完全燃烧。

废物燃烬后产生的灰渣由专用出渣装置排出。

回转窑焚烧温度控制在850℃左右，废物在窑内停留时间为30—120min。

二燃室燃烧温度约为1150℃，而且烟气在高温区停留时间>2s，以保证有害物质在高温下充分分解。当温度低于1100℃时，二燃室通过调节喷入的燃料量，确保炉温在1100℃以上。

2.3 余热回收及烟气净化

采用余热锅炉回收高温烟气余热，在余热锅炉内设置接口，通过尿素泵喷射尿素溶液，以SNCR 脱硝技术去除烟气内氮氧化物（NOx）。

从余热锅炉出来的烟气进入急冷塔，通过急冷塔水泵将清水送入急冷塔内，将烟气温度在1s 内迅速降至190℃左右。设计中严格按照《危险废物集中焚烧处置工程建设技术规范》（HJ/T 176—2005）[2]的规定：焚烧废物产生的高温烟气应采取急冷处理，使烟气温度在1s 内降到200℃以下，减少烟气在200℃—500℃的滞留时间。

经急冷塔降温后的烟气进入干式反应器，在干式反应器入口喷入消石灰粉，消石灰在干式反应器内与烟气中的酸性气体发生反应后，随烟气一起进入布袋除尘器。

为了脱除烟气中的二噁英，在干式反应器入口处还设置了活性炭喷射装置，将活性炭喷射到干式反应器内与烟气混合，进一步吸附重金属、二噁英等有害物质。活性炭反应产物随后进入袋式除尘器，被捕获后以干态形式排出。

经过干式反应器及布袋除尘器初步净化后的烟气，经引风机升压后，再经过预洗塔，进一步降低进入湿法洗涤塔的烟气温度，并除去烟气中的部分粉尘及部分酸性气体，再由湿法洗涤塔中部的入口烟道进入湿法洗涤塔内。

烟气进入塔内后向上流过喷淋段，以逆流方式与喷淋下来的氢氧化钠（NaOH）溶液在填料中接触。烟气中的酸性气体被NaOH 溶液吸收并发生化学反应。在吸收塔上部，脱硫后的净烟气通过除雾器除去夹带的液滴。

烟气经湿法洗涤塔进行脱酸等处理后，通过烟气再热器加热后经烟囱排入大气，实现烟气达标排放。

3 结语

我国危险废物处置正处于蓬勃发展阶段，各地的钢厂也在积极融入城市，钢厂协同处置城市危险废物的需求应运而生，钢铁企业既可以践行绿色发展理念，又可以推进与城市的进一步融合，实现互利共赢。

采用“回转窑+二燃室+烟气净化”的方式处置钢厂自产危险废物和城市危险废物是一种行之有效的方式，根据现有的工程检测结果，焚烧后的灰渣热灼减率和燃烧效率较高。焚烧后的高温烟气通过余热锅炉回收热量，产生了一定的经济价值。根据测算，通过“SNCR+烟气急冷+干法脱酸+布袋除尘+湿法脱酸+烟气再热”的烟气处理工艺，可使得烟尘排放浓度小于10mg/m3、二氧化硫（SO2）排放浓度小于50mg/m3、NOx排放浓度小于200mg/m3、二噁英排放浓度小于0.1ngTEQ/m3，能够满足《危险废物焚烧大气污染物排放标准》（DB 31/767—2013）的要求。