含铜工业污泥危废高温熔池处置技术工艺路线
· 概括·
本文介绍了一种含铜工业污泥危险废物高温富氧熔池处置工艺。 含铜工业污泥中的铜经高温富氧熔池熔炼炉处理后，可得到有效回收。 通过余热利用回收烟气中的热能。 冶炼过程中产生的烟气会产生高温蒸汽，烟气重新加热后进行淬火、干法脱酸、喷活性炭、布袋除尘、湿法脱酸、SNCR、低温SCR等工序。 通过脱硝等工艺处理，烟气可达标排放。
我国每年产生大量的工业危险废物。 以危险废物编号为HW22、HW46、HW48的工艺污泥为例，目前主要处置方式是稳定化后直接送填埋场，不仅占用大量土地，还存在二次风险土壤污染，造成巨大的资源浪费。
通过熔池熔炼工艺，向含Cu的工业污泥中按一定比例添加一定量的造渣剂，并通入富氧空气。 在1300℃的高温熔炼过程中，氧化渣相与铜相分离分层，实现了铜的资源循环利用，具有良好的经济和环境效益。 同时，冶炼过程中产生的烟气通过净化系统达标排放到大气中。 高温熔池处置成套工艺主要包括危险废物预处理系统、高温熔池熔炼系统、余热利用系统、烟气净化系统、公共辅助系统等，具体工艺流程如图所示1.
图1 含铜工业污泥高温富氧熔池处理技术工艺流程
01
冶炼系统
计量后，物料从富氧高温熔池熔炼炉顶部以连续加料方式加入。 借助从炉体两侧风口吹入的富氧空气的反应，使物料在高温下熔化。 熔化温度约为1350°C。 熔化和造渣过程所需的热量主要来自焦炭或天然气的燃烧热和造渣反应热。
熔融的氧化渣从炉底流入还原区，从排渣口连续排出，进入冲渣槽，用水淬火，然后送至固废暂存库。 黑铜和冰铜从出铜口排出，通过溜槽流至模具冷却。 冷却后的铜块暂时存放在车间内。
02
余热利用系统
高温熔池熔炼炉出口烟气温度高达1300℃左右。 通过余热锅炉可以有效回收烟气中的热能。
余热锅炉采用膜式水冷壁蒸汽锅炉。 余热锅炉为内置汽包的自然循环锅炉。 余热锅炉所需的水为化学软化水。 化学水处理车间的化学水送至锅炉房软化水箱。 水箱内的软化水通过清水离心泵送至除氧器进行除氧。 除氧器后合格的除氧软水送至锅炉给水泵。 进入余热锅炉的汽包。
锅炉排灰：烟气冷却室下部设有排灰斗，采用埋刮板输送机排灰。
03
烟气净化系统
烟气净化工艺主要包括酸性气体（主要是HCl、SO2等）的脱除、粉尘捕集与脱除、NOx脱除、重金属脱除等。高温熔池冶炼炉烟气净化工艺采用“SNCR+淬火系统+干法脱酸+活性炭喷吹+布袋除尘器+湿法脱硫+烟气加热系统+SCR”。
1.快速冷却系统
淬火水在压缩空气的作用下形成雾化液滴，从淬火喷枪喷入淬火塔顶部。 物理液滴直接接触烟气并迅速汽化，使烟气温度迅速下降，使烟气在1秒内蒸发。 迅速从500-550℃降温至200℃以下，避开二恶英再合成的温度范围，达到抑制二恶英再生的目的。 部分烟尘从急冷塔底部排出，与余热锅炉产生的烟尘一起返回配料室。
2、干法脱酸系统
骤冷的烟气进行干法脱酸，熟石灰粉（或小苏打粉）储存在仓内，通过盘式给料机和罗茨鼓风机连续均匀地喷入干法反应器，Ca(OH)2与Ca(OH)2发生化学反应。烟气中的SO2、SO3、HCl、HF生成CaSO3、CaSO4、CaCl2、CaF2等，可以脱除部分酸性气体，减轻后续湿法脱酸的负荷。 同时烟气中存在CO2，一部分Ca(OH)2会被消耗生成CaCO3。
3、活性炭注入系统
由于焚烧烟气中通常含有一定浓度的二恶英、重金属等有害物质，系统考虑注入活性炭来吸附烟气中的二恶英和重金属。 通过将干燥的活性炭粉末喷入干式脱酸塔，使活性炭与烟气强烈混合。 活性炭比表面积大，吸附能力强，可去除烟气中的二恶英、重金属等污染物。 进行净化处理。
4、布袋除尘系统
袋式除尘器的除尘效率非常高，可达99.9%甚至更高，能有效捕集亚微米颗粒物。 袋式除尘器的关键设备是滤袋。 滤袋采用PTFE膜过滤材料，可有效控制各种焚烧污染物的排放，满足大气污染控制标准。 采用脉冲压缩空气进行除尘。 为了防止布袋上结露，在下部灰斗内安装有电加热装置。 灰斗设计有电加热装置，容量满足满负荷运行8小时最大含尘量要求。
5、湿法脱硫系统
烟气经布袋除尘器后进入湿法脱硫吸收塔。 烟气经尾气处理后，SO2、HF、HCl浓度满足《危险废物焚烧污染控制标准》（GB 18484-2001）的排放要求。
脱酸系统根据烟气排放口在线监测仪检测SO2、HCl等酸性气体的排放浓度。 DCS根据酸性气体排放浓度自动调节消石灰用量、脱酸塔注碱量和碱循环量。 调节泵的pH值，达到控制烟气中酸性气体排放浓度的目的。
6、烟气加热系统
为保证低温SCR反应器进口烟气温度能稳定维持在170-200℃，采用“GGH烟气换热+SGH蒸汽加热+辅助燃烧器”三级加热工艺通过了。 设置GGH是利用SCR反应器出口相对高温烟气的余热与出口烟气进行热交换，可以回收余热，节省能源消耗。 SGH主要利用余热蒸汽作为热侧热源与冷侧（湿法装置出口）烟气进行换热，进一步加热湿法出口烟气。 由于下游有SCR催化脱硝装置，为了满足催化剂所需的温度，SCR反应系统配备了辅助燃烧器，燃烧器燃料为天然气。
7、反硝化系统
考虑到冶炼炉烟气温度高达1300℃，产生大量热力NOx，脱硝工艺采用SNCR+低温SCR工艺。
SNCR是一种非催化还原NOx的过程。 适用温度范围为850-1000℃。 尿素通过喷嘴采用压力雾化方式喷入余热锅炉炉膛内。 烟气中的NOx成分在O2存在下与CO(NH2)2发生还原反应，将NOx还原为N2。
低温SCR脱硝原理是在180-200℃的低温下，以氨或尿素为还原剂，通过催化剂的作用，选择性地将NOx还原为无害的N2和H2O。 由于催化剂对粉尘和SO2含量有一定要求，因此选择烟气湿法脱硫后烟气温度升至200℃后进行SCR工艺。
8、烟气排放系统
排烟系统主要包括引风机和烟囱。 引风机可实现抽吸系统烟气以维持炉膛负压运行状态的功能，并进行变频调节和控制。 引风机出口装有消音器。 风机采用离心风机。 烟囱内衬耐温、耐酸、防腐材料。 烟囱上设有采样孔、采样平台等附属设施，并安装烟气在线检测系统。 顶部设有指示灯和避雷针，并设有人孔。
04
综上所述
含铜工业污泥危险废物通过高温熔池技术处置，采用“干燥+造粒+高温富氧熔池熔炼+余热回收”工艺，不仅实现了危险废物的无害化废弃物，还回收工业污泥。 Cu实现资源化利用，具有巨大的经济效益和环境效益。 通过余热利用回收烟气中的热能，产生饱和蒸汽，具有良好的节能环保效益。 同时，高温烟气余热经烟气净化系统利用处理后，烟气可实现超低排放，具有良好的环保效果。 随着国家和企业加大对含铜污泥资源化利用项目的投入，技术不断发展，工艺逐渐成熟，未来含铜工业污泥危废资源化综合利用技术将有很大的市场应用前景。 。