危廢焚燒煙氣脫硫脫硝技術(shù)改造的可行性分析

原志科

（山西潞安化工集團(tuán)煤基清潔能源有限責(zé)任公司，山西 長(zhǎng)治 046200）

引言

遵照相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)文件的規(guī)定，所謂危險(xiǎn)廢物通常指涉的是已經(jīng)被列入到國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄內(nèi)的或者是遵照我國(guó)政府相關(guān)職能部門制定的危險(xiǎn)廢物鑒別技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或者是鑒別技術(shù)方法能夠獲取到明確清晰認(rèn)定的具備危險(xiǎn)化技術(shù)特性的固體廢物。從基本的物質(zhì)特點(diǎn)角度展開闡釋分析，危險(xiǎn)廢物通常同時(shí)具備腐蝕性、毒性、反應(yīng)性、易燃性、放射性等特點(diǎn)。在針對(duì)危險(xiǎn)廢物展開處理過程中，通常運(yùn)用的主要技術(shù)方法，涉及填埋處理技術(shù)方法、焚燒處理技術(shù)方法、固化處理技術(shù)方法，以及化學(xué)處理技術(shù)方法等。

1 傳統(tǒng)煙氣處理流程存在的問題

1.1 原有裝置煙氣排放超限

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)文件《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)（GB 18484—2001）》和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)文件《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)（GB 18484—2020）》均明確規(guī)定了危險(xiǎn)廢物焚燒處理技術(shù)活動(dòng)開展過程中煙氣物質(zhì)的排放限值，但是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)文件《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)（GB 18484—2020）》，相較于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)文件《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)（GB 18484—2001）》在控制標(biāo)準(zhǔn)限值層面發(fā)生了較大提升，客觀上導(dǎo)致原有技術(shù)裝置在運(yùn)行使用過程中煙氣物質(zhì)排放數(shù)量明顯超越國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)文件的限制數(shù)值，造成較為嚴(yán)重的不良影響。

1.2 危廢焚燒能力及原料來源受限

在煙氣物質(zhì)處理技術(shù)流程之中涉及的各類技術(shù)設(shè)備的使用能力達(dá)到其上限水平之后，原料中包含的硫元素物質(zhì)組成和氮元素物質(zhì)組成發(fā)生波動(dòng)問題條件下，極易引致處理后的氣體排放物質(zhì)發(fā)生質(zhì)量不達(dá)標(biāo)問題。此類問題長(zhǎng)期持續(xù)存在條件下，不僅會(huì)限制危險(xiǎn)廢物焚燒處理技術(shù)能力的拓展，還會(huì)限制危險(xiǎn)廢物焚燒處理技術(shù)活動(dòng)開展過程中的原料接收環(huán)節(jié)覆蓋廣度。

1.3 操作成本居高不下

在傳統(tǒng)化危險(xiǎn)廢物焚燒處理技術(shù)煙氣脫硫技術(shù)環(huán)節(jié)推進(jìn)開展過程中，通常需要選擇和運(yùn)用濕法處理技術(shù)過程，且無法避免針對(duì)含硫鹽類物質(zhì)的廢水展開的處理技術(shù)環(huán)節(jié)[1]。

除此之外，對(duì)于從急冷塔技術(shù)設(shè)備、旋分器技術(shù)設(shè)備、過濾器技術(shù)設(shè)備等卸出的含硫廢渣物質(zhì)，通常需要對(duì)其推進(jìn)開展填埋技術(shù)處理，但是排放控制上限的收緊過程，通常會(huì)顯著提升各類技術(shù)操作步驟開展過程中的經(jīng)濟(jì)成本，且不利于企業(yè)在實(shí)際經(jīng)營(yíng)過程中實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)濟(jì)成本水平的有效控制。

2 技術(shù)改造的整體方案

2.1 典型流程簡(jiǎn)介（見圖1）

圖1 某典型危險(xiǎn)廢物焚燒處理技術(shù)流程與煙氣處理技術(shù)流程的結(jié)構(gòu)圖

2.2 煙氣脫硫脫硝部分改造內(nèi)容

2.2.1 煙塵預(yù)處理系統(tǒng)

在煙氣物質(zhì)從余熱鍋爐設(shè)備內(nèi)部被釋放出來后，會(huì)接續(xù)進(jìn)入到預(yù)處理旋風(fēng)分離器技術(shù)組件內(nèi)部完成針對(duì)實(shí)際夾帶的絕大多數(shù)粉塵物質(zhì)形態(tài)的脫除技術(shù)過程（實(shí)際的脫除率水平約為80%），經(jīng)由旋風(fēng)分離器技術(shù)組件回收獲取的粉塵物質(zhì)（飛灰物質(zhì)）通常需要接續(xù)推進(jìn)開展填埋技術(shù)處理。在技術(shù)改造工作環(huán)節(jié)具體推進(jìn)開展之前，煙氣物質(zhì)在經(jīng)由余熱鍋爐技術(shù)設(shè)備進(jìn)入到急冷塔的管道技術(shù)組件保留作為旁路結(jié)構(gòu)，且充當(dāng)本文所介紹的技術(shù)工藝流程在發(fā)生故障問題條件下的應(yīng)急性應(yīng)用技術(shù)措施。

2.2.2 煙氣吸附反應(yīng)系統(tǒng)

對(duì)于經(jīng)由預(yù)處理除塵器技術(shù)組件推進(jìn)完成除塵技術(shù)處理環(huán)節(jié)的煙氣物質(zhì)形態(tài)而言，其需要進(jìn)入煙氣吸附器技術(shù)組件下部位置與吸附劑物質(zhì)（吸附劑物質(zhì)的主要組成成分為氧化硅·氧化鋁·稀土物質(zhì)）實(shí)現(xiàn)相互接觸過程，對(duì)于需要參與介入脫硝反應(yīng)技術(shù)過程中的還原劑尿素物質(zhì)而言，通常應(yīng)當(dāng)考慮在煙氣吸附器技術(shù)組件的底部位置對(duì)其推進(jìn)開展注入技術(shù)操作環(huán)節(jié)。氮氧化物物質(zhì)形態(tài)通常會(huì)在吸附劑物質(zhì)形態(tài)之上被還原處理成氮?dú)馕镔|(zhì)（吸附劑物質(zhì)形態(tài)充當(dāng)?shù)趸镞€原過程中的催化劑角色），硫氧化物物質(zhì)形態(tài)能夠被吸附劑物質(zhì)形態(tài)施加選擇性吸附作用。吸附反應(yīng)器技術(shù)組件的設(shè)計(jì)操作溫度技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目介于550 ℃～600 ℃之間，客觀上有效且徹底地規(guī)避了能夠誘導(dǎo)二噁英物質(zhì)生成的溫度區(qū)間[2]。

完整的吸附器技術(shù)組件呈現(xiàn)流化床運(yùn)行技術(shù)狀態(tài)，吸附劑物質(zhì)形態(tài)經(jīng)回落至吸附器汽提器技術(shù)組件之后具體劃分處理成兩路，其中一路的吸附劑物質(zhì)形態(tài)經(jīng)由煙氣吸附器技術(shù)組件的自循環(huán)管技術(shù)組件返回?zé)煔馕狡骷夹g(shù)組件底部位置而繼續(xù)與煙氣物質(zhì)相互接觸具體推進(jìn)完成技術(shù)反應(yīng)過程；另一路中包含的待生吸附劑物質(zhì)形態(tài)需要進(jìn)入再生器技術(shù)組件內(nèi)部，在溫度技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目控制范圍介于500 ℃～550 ℃條件下，與再生氣體物質(zhì)形態(tài)相互接觸推進(jìn)完成吸附劑物質(zhì)形態(tài)的再生技術(shù)環(huán)節(jié)之后返回吸附器技術(shù)組件內(nèi)部繼續(xù)得到使用；煙氣物質(zhì)形態(tài)經(jīng)由脫硫脫硝技術(shù)反應(yīng)過程后進(jìn)入旋風(fēng)分離器技術(shù)組件內(nèi)部后進(jìn)行氣固分離技術(shù)過程，氣固分離技術(shù)過程后固體顆粒物質(zhì)形態(tài)落回吸附器技術(shù)組件，煙氣物質(zhì)形態(tài)則進(jìn)入急冷塔技術(shù)設(shè)備內(nèi)部，此時(shí)溫度技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目為520 ℃左右，且此技術(shù)過程能夠引致產(chǎn)生飛灰物質(zhì)[3]。

2.2.3 吸附劑再生系統(tǒng)

目前，抗肥胖的重要研究思路是抑制脂肪細(xì)胞增殖、前脂肪細(xì)胞的增殖與分化。在分化為脂肪細(xì)胞的過程中，細(xì)胞數(shù)量增多、體積增大以及脂肪增多[8]。分化的脂肪細(xì)胞在糖和脂的代謝中具有重要的作用[9]。脂肪堆積是肥胖發(fā)展的關(guān)鍵步驟，控制這一步驟將能有效控制肥胖的進(jìn)展，而且肥胖病理生理的核心過程就是脂肪的過度沉積[9]。3T3-L1前脂肪細(xì)胞在體外誘導(dǎo)脂肪堆積[11-12]，分化為成熟的脂肪細(xì)胞，是目前國(guó)際上公認(rèn)的研究脂肪沉積過程的細(xì)胞株，被廣泛用于藥物抗肥胖活性機(jī)制研究[13]。

溫度水平處在550 ℃左右的待生劑物質(zhì)形態(tài)，在再生器技術(shù)組件底部位置的密相段組成結(jié)構(gòu)條件下，吸附著硫氧化物物質(zhì)形態(tài)的吸附劑物質(zhì)顆粒，將會(huì)與密相段組成結(jié)構(gòu)底部位置具體進(jìn)入的甲醇物質(zhì)和蒸汽物質(zhì)相互接觸推進(jìn)完成再生反應(yīng)技術(shù)過程，反應(yīng)技術(shù)過程能夠引致生成硫化氫物質(zhì)，吸附劑物質(zhì)形態(tài)后續(xù)經(jīng)提升管技術(shù)組件被提升至再生器技術(shù)組件的頂部沉降段技術(shù)組成結(jié)構(gòu)，在經(jīng)由氣固分離技術(shù)環(huán)節(jié)后固體再生劑物質(zhì)形態(tài)將經(jīng)由再生器技術(shù)組件汽提段組成部分，經(jīng)蒸汽汽提技術(shù)處理環(huán)節(jié)之具體返回到煙氣吸附器技術(shù)組件內(nèi)部，再生尾氣物質(zhì)將會(huì)進(jìn)入下一級(jí)硫資源回收技術(shù)單元。

2.2.4 硫化氫吸收系統(tǒng)

再生尾氣物質(zhì)將會(huì)在硫化氫吸收塔技術(shù)設(shè)備內(nèi)部，氫氧化鈉溶液物質(zhì)基于塔頂位置完成噴入技術(shù)環(huán)節(jié)，吸收液物質(zhì)形態(tài)的濃度水平為20%，吸收塔技術(shù)設(shè)備為填料塔，具備兩級(jí)吸收技術(shù)特點(diǎn)，能夠具體支持獲取到硫化鈉物質(zhì)副產(chǎn)品。

吸收液物質(zhì)在與硫化氫物質(zhì)相互反應(yīng)過程中能夠生成硫化鈉溶液物質(zhì)，在吸收液物質(zhì)中實(shí)際包含的硫化鈉物質(zhì)成分濃度水平達(dá)到40%左右條件下，硫化鈉溶液物質(zhì)將會(huì)進(jìn)入蒸發(fā)釜技術(shù)設(shè)備內(nèi)部進(jìn)一步經(jīng)歷濃縮技術(shù)過程、離心分離技術(shù)過程繼而具體獲取得到硫化鈉固體物質(zhì)，蒸汽物質(zhì)經(jīng)冷卻塔技術(shù)設(shè)備冷凝處理之后獲取的冷凝水部分充當(dāng)吸收塔技術(shù)設(shè)備的補(bǔ)充用水，部分排至污水站，不凝氣則去回轉(zhuǎn)窯技術(shù)設(shè)備接受焚燒處理技術(shù)過程[4]。

2.3 干法循環(huán)流化吸附再生式煙氣脫硫脫硝技術(shù)來源

本次研究過程中引入介紹的干法循環(huán)流化吸附再生式煙氣脫硫脫硝技術(shù)，經(jīng)由中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院（簡(jiǎn)稱為石科院）研究開發(fā)形成。

該技術(shù)方法在具體運(yùn)用過程中，能夠有效克服和規(guī)避現(xiàn)有的，占據(jù)主流地位的濕法處理技術(shù)所具備的局限性，能夠在根本性層面上控制規(guī)避針對(duì)各類大氣環(huán)境體系污染性物質(zhì)的形成和排放過程。

3 煙氣脫硫脫硝技術(shù)改造部分的可行性分析

3.1 技術(shù)可行性

綜合查閱調(diào)取相關(guān)技術(shù)事業(yè)領(lǐng)域的研究文獻(xiàn)，總結(jié)歸納相關(guān)性技術(shù)活動(dòng)環(huán)節(jié)推進(jìn)開展過程中獲取的效果，證實(shí)該技術(shù)改造項(xiàng)目，具備著扎實(shí)且充分的可行性。

3.2 提高危廢處置能力的分析

在干法循環(huán)流化吸附再生式煙氣脫硫脫硝技術(shù)具體運(yùn)用過程中，吸附劑物質(zhì)內(nèi)部本身不包含二噁英物質(zhì)成分，且不會(huì)針對(duì)二噁英物質(zhì)成分，以及重金屬物質(zhì)成分等其他物質(zhì)成分發(fā)揮吸附技術(shù)作用，客觀上不會(huì)在具體使用過程中引致增加新的廢氣物質(zhì)污染源，且能夠顯著縮減二氧化硫氣體物質(zhì)，以及氮氧化物氣體物質(zhì)的總體排放數(shù)量[5]。

在本項(xiàng)技術(shù)改造項(xiàng)目具體推進(jìn)開展過程中，借由投入適當(dāng)數(shù)量的經(jīng)濟(jì)資金，引入并且購(gòu)置了煙氣吸附塔技術(shù)設(shè)備、再生器技術(shù)設(shè)備，以及硫化氫洗滌塔技術(shù)設(shè)備等相關(guān)性技術(shù)設(shè)備，支持將煙氣物質(zhì)中包含的二氧化硫氣體物質(zhì)轉(zhuǎn)化處理成硫化鈉物質(zhì)且作為副產(chǎn)品外售，同時(shí)將煙氣物質(zhì)中的氮氧化物氣體物質(zhì)轉(zhuǎn)化成氮?dú)鈿怏w物質(zhì)推進(jìn)開展無害化排放技術(shù)環(huán)節(jié)。在技術(shù)改造項(xiàng)目運(yùn)作完成后，實(shí)際具備的煙氣物質(zhì)處理技術(shù)能力，相較過往，將會(huì)發(fā)生程度顯著的改善提升。

3.3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)析

1）能耗水平：該項(xiàng)目運(yùn)作過程中，能夠消耗使用電能的技術(shù)設(shè)備為風(fēng)機(jī)設(shè)備，其每年需要支付的電費(fèi)數(shù)額為40 000 元。

2）人工費(fèi)用：該項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)作過程中，不需要增加雇傭新的員工，客觀上不會(huì)引致增加新的人工費(fèi)用支出。

3）吸附劑物質(zhì)替換費(fèi)用：在該項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)作過程中，每年需要更換一次吸附劑物質(zhì)，其需要支付的經(jīng)濟(jì)成本為1 000 000 元。

4）藥劑費(fèi)用：在該項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)作過程中，需要長(zhǎng)期持續(xù)使用消耗氫氧化鈉溶液物質(zhì)，其實(shí)際需要支付的經(jīng)濟(jì)成本數(shù)量為50 000 元/年。

3.4 環(huán)境影響經(jīng)濟(jì)損益分析

本項(xiàng)技術(shù)改造項(xiàng)目推進(jìn)開展過程中涉及的所有投資環(huán)節(jié)，均屬于具備環(huán)保屬性的投資活動(dòng)環(huán)節(jié)，其經(jīng)濟(jì)收益的主要獲取渠道，在于固體廢棄物代處理技術(shù)服務(wù)收費(fèi)，以及硫化鈉物質(zhì)副產(chǎn)品對(duì)外出售。

由于本次研究中介紹的技術(shù)改造項(xiàng)目所處位置在于我國(guó)某化學(xué)工業(yè)園內(nèi)，客觀上支持其實(shí)際處理的固廢棄物來源渠道，能夠獲取到扎實(shí)且充分的支持保障，客觀上支持確保本項(xiàng)目具體運(yùn)作過程中的經(jīng)濟(jì)效益獲取水平以及宏觀性發(fā)展前景，處在相對(duì)良好的狀態(tài)。

4 結(jié)語

結(jié)合典型化危險(xiǎn)廢物焚燒處理技術(shù)方法在煙氣處理環(huán)節(jié)存在的問題，明確提出了推進(jìn)開展技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提升工作的必要性。除此之外，簡(jiǎn)要介紹了干法循環(huán)流化吸附再生式煙氣脫硫脫硝技術(shù)，同時(shí)還考察確認(rèn)了其在危險(xiǎn)廢物焚燒處理技術(shù)煙氣處理環(huán)節(jié)的應(yīng)用可行性。