一、引言

目前，工业污泥产量大，以电镀污泥为例，我国约有15000家电镀生产企业，年产生约1000万吨工业污泥。工业污泥，尤其是电镀污泥、不锈钢酸洗污泥等中含有多种金属成分，性质复杂，是国内外公认的公害之一。但工业污泥有一定的回收价值，若回收其中含有较高含量的铜、镍、铬、铁等金属，不仅可以缓解环境污染，实现清洁生产，而且将具有显著的生态和经济效益。

火法重金属污泥再生冶炼一般工艺流程为：烘干窑+烧结窑+熔炼炉。其中，烧结窑一般采用立式烧结窑。

重金属污泥由立式烧结窑上部送入，与上升的热烟气换热后进入焙烧段烧结，烧结的温度约1000℃。由于重金属污泥成分复杂，特别是油类的有机物含量高，造成热烟气与重金属污泥换热过程中会有部分油类物质以气态形式或黏在粉尘上进入烟气中，造成烟气中含有类焦油物质以及VOCs等，而此类物质具有黏性同时具有强烈的异味，引起附近居民的环保投诉，影响企业正常生产。

为满足企业和政府的环保诉求，解决重金属污泥烧结烟气的臭味与VOCs等问题，本文对重金属污泥烧结烟气特点进行分析，同时确定合理的工艺流程，消除烧结烟气中的臭味扰民问题。

二、某重金属污泥烧结烟气参数及特点

2.1某重金属污泥冶炼项目概况

江苏省某重金属污泥资源化项目，年处理重金属污泥10万吨，烟气成分见表1。烟气中主要污染物为类焦油物质、SO2、烟尘等。

2.2烧结烟气特点

(1)烧结烟气烟气粘性强。

由于立式烧结窑污泥中有机碳高达12%~14%，而步进式烧结工艺的特点使得烟气(烟尘)中富含类焦油物质，特别是此物质与冷凝水混合后，黏结性极强，从烧结机冷却段(机尾)多管式除尘器中清理的黑色类焦油物质。

(2)烟气异味重，不能确定异味来源自类焦油物质或是VOCs

烧结烟气经布袋除尘器、湿法脱酸处理后，异味仍较重；根据实际运行经验，烘干窑运行烧结窑停运时，现场无异味，但烧结窑运行时，现场异味严重。以此，说明烟气异味主要来源于烧结窑烟气。

(3)类焦油物质以胶体状存在。

从烧结烟气净化设施实际运行情况来看，烧结烟气的类焦油物质不能被湿法洗涤完全除去。

(4)烧结烟气气体成分复杂，腐蚀严重。

烧结烟气含HCl，SO2，HF等酸性气体，HF浓度远高于其他酸性气体。烧结机的吸风口腐蚀明显。

(5)含氧量高，达标排放难度增加。

江苏工业窑炉大气污染物排放标准(二次征求意见稿)中

烟尘≤20mg/Nm³

SO2≤80mg/Nm³

NOx≤80mg/Nm³(9%含氧量)

换算为实际工况下(18%含氧)烟气中污染物浓度

烟尘≤5mg/Nm³

SO2≤20mg/Nm³

NOx≤45mg/Nm³，排放浓度较低。

2.3烟气净化指标要求

污染物排放标准参照江苏省《工业炉窑大气污染物排放标准》(二次征求意见稿)(以下简称江苏窑炉标准)，同时参考上海市《工业窑炉大气污染物排放标准》DB31-8602014(以下简称上海窑炉标准)，并满足《危险废物焚烧污染控制标准》GB18484-2001(以下简称危废焚烧标准)的要求。具体指标见表2

三、烟气净化工艺

针对以上问题，与各环保公司交流沟通，并结合类似工程项目的实际案例，以及对类似烟气的参观考察：如武汉某重金属污泥资源化项目烟气、玻璃烟气、焦化烟气等，最终确定本项目采用的技术方案：管道式燃烧器+CFB塔+布袋除尘器+RTO蓄热燃烧的工艺。比选过程如下：

3.1湿电+RTO蓄热燃烧方案

3.1.1湿电+RTO蓄热燃烧改造内容

(1)增加湿式旋风除尘器。

湿式旋风除尘器为预处理手段，湿式旋风除尘器的除尘效率约70%~75%，将烟气中的烟尘含量降低至600mg/Nm³，同时为了防止烟尘在旋风壁上沉积，采用90℃热碱水进行冲洗。

(2)增加湿式静电除尘器。

湿式静电除尘器除尘效率约99%，可确保进入RTO焚烧炉的烟尘含量低于50mg/Nm³，从而防止RTO焚烧炉堵塞。

(3)增加卷帘式除尘器。

卷帘式除尘器为保安手段，以防湿电除尘器出口烟尘超标时，保证进入RTO烟尘含量低于50mg/Nm³

(4)RTO焚烧炉。

将烟气中的类焦油物质及VOCsCO彻底焚毁，确保烟气达标排放。

3.1.2湿电+RTO蓄热燃烧工艺流程

3.1.3主要缺点

(1)烟气中烟尘含量较高，经过湿式旋风除尘器预除尘后，烟气中烟尘含量仍较高，湿式电除尘器难以长期达标稳定运行。

(2)能耗较高，特别是电耗。

(3)原始烟气焦油含量高，影响湿式电除尘器稳定运行。

3.2湿式静电+活性炭吸附方案

3.2.1湿式静电+活性炭吸附改造内容

(1)湿式旋风除尘器。

(2)湿式静电除尘器。

(3)文丘里脱酸洗涤塔+冷却塔。

(4)活性炭吸附箱。

3.2.2湿式静电+活性炭吸附工艺流程

3.2.3主要缺点

(1)电耗高。小时电耗粗估550~600kW

(2)废水量大，处理难度大。所有的烟尘及焦油均进入废水中。

(3)设备多，工艺流程复杂，故障率高。

(4)无法满足脱白需求。

3.3湿式静电+沸石转轮+RTO方案

3.3.1改造内容

(1)湿式旋风除尘器。

(2)湿式静电除尘器。

(3)卷帘式除尘器。

(4)沸石转轮。

(5)RTO蓄热燃烧室。

3.3.2湿式静电+沸石转轮+RTO蓄热燃烧工艺流程

3.3.3主要缺点沸石转轮的使用寿命、吸附效率待定。高沸点物质、焦油对沸石转轮的毒性作用，饱和湿烟气对沸石吸附VOCs效率的影响。

3.4CFB+布袋除尘器+RTO蓄热燃烧方案

3.4.1改造内容

(1)管道式燃烧器。

(2)CFB塔+布袋除尘器。

(3)蓄热燃烧室。

(4)风机A/B/C

(5)活性炭喷射装置。

(6)小苏打喷射装置。

3.4.2工艺流程

3.4.3主要缺点

(1)系统内焦油短路问题。石灰石用于原料配伍，烧结机内部分焦油短路循环；若烟气中焦油占比低，则可完全全部配伍，若占比较高，可部分配伍。

(2)能耗较高。

3.5方案确定

从投资费用、运行费用、可靠性三方面对上述六个方案进行比较，最终选定方案：CFB+布袋除尘器+蓄热燃烧室。该工艺可以在蓄热燃烧室出口处预留SCR脱硝装置，可满足未来更严格的污染物排放标准，同时该工艺简介，虽有运行费用略高的缺点，但胜在可靠性强。

四、总结

通过技术改造，重金属污泥烧结烟气中的污染物SO2VOCs黏性烟尘等均被有效去除，完全满足江苏省工业窑炉大气污染物排放标准；另外，可以在RTO后预留低温脱硝装置，可适应未来更严格的排放标准。

作者：李才，程金苹，李佳钰 (上海环境工程设计研究院有限公司，上海 200040)

来源： 相章分享环保技术

以上仅供参考，具体需要以实际工艺为准。