深入分析生活垃圾焚烧烟气净化处理技术

深入分析生活垃圾焚烧烟气净化处理技术

甘鑫中

广西贵港北控水务环保有限公司广西贵港537100

摘要：在我国处理生活垃圾的多种方式中，因为焚烧处理技术具有使生活垃圾无害化、减量化及资源化的优点，所以被众多城市广泛应用。然而，在生活垃圾焚烧厂的实际运行中，其大量排放的烟气污染物严重影响了环境，目前已成为人们普遍关注的焦点。笔者结合多年工作经验，阐述世界各国对垃圾焚烧烟气排放标准，并深入分析生活垃圾焚烧烟气净化处理技术，以期为相关人员提供借鉴与参考。

关键词：生活垃圾；焚烧；烟气净化处理；污染物排放

前言

垃圾焚烧处理方法的运作原理是，将垃圾置于高温的环境下燃烧，直至将可燃成分氧化变成烟气，将不可燃成分转变成灰渣，此过程产生的热能会主要用于发电，从而最大程度地实现减量化、无害化和资源化，因此，将此方法用于处理城市垃圾是十分有效的。烟气具有极为复杂的成分，其中主要含有一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物等；烟尘颗粒物则主要是垃圾在燃烧过程中产生的细小惰性无机颗粒物或一些烟气中携带的不可燃烧物，像无机盐类、灰分等都为烟尘颗粒物，所以可知，烟气是一种对环境的复合型污染物。由烟气造成的危害主要有，光化学烟雾、温室效应、酸雨等等。在所有的生活垃圾中，含氯这种化学物质的杂质在焚烧后会产生二噁英，而这是已知化合物中的剧毒物质。如果人类吸入了二噁英，就很容易因食用被二噁英污染的食物而中毒，尤其是二噁英具有脂溶性特点，主要富集于肉、奶、鱼类制品的脂肪中。在我国越来越多的城市接受垃圾焚烧处理技术之际，对处理由焚烧产生的烟气问题也逐渐备受关注，所以，一定要设定好烟气净化排放的标准并严格执行。

1各国烟气排放标准

鉴于垃圾焚烧后产生的烟气污染物会产生多种污染物质，如：酸性气体、粉尘、重金属等，很多国家都对此提出了要求。同时，欧盟也对残留有机物提出了相应的要求。表1是各国对大型垃圾焚烧处理厂制定的排放水平标准。

由上表可知，对不同的污染物都设定了特定的排放标准。通过加大对燃烧过程的控制，能够起到较好地控制二噁英等有害物质排放的效果，同时还需脱除烟气净化处理后的各类污染物，主要有脱酸、除尘、脱重金属、脱氮这四部分，接下来将依次对其进行介绍。

2脱酸工艺

酸性气体主要有二氧化硫、氟化氢等。脱酸的原理是，让碱性吸收剂和烟气中酸性气体发生反应，从而达到降低烟气中酸性气体含量的目的。依据工艺的不同，可以分为湿法、干法、循环流化床以及半干法等。

2.1湿法工艺

湿法工艺的原理为，将石灰溶液置于吸收塔内，并将其与酸性气体发生反应。该工艺的净化效率极高，高达99%以上。但是同时，运用该工艺会产生很多的废水，不得不依靠废水处理设施，且废水经过该设施后会导致烟气温度变为60~70℃，因此必须还要配置烟气再加热装置，从而把烟气的温度加热到酸露点之上。此外，该工艺的系统较为复杂，需要较高的投资及运行费用。

2.2干法工艺

干法工艺的原理是，直接将石灰粉喷射于烟道中，以生产固态物质。此工艺的优点为，成本低，系统简单，发生故障的可能性较小，几乎不产生废水，且能较好地维护；此工艺的缺点为，会消耗大量的药剂，会产生较多的未能反应物，且后续会需要较高的费用处理飞灰，此外，它脱除酸性污染物的效率要比湿法及半干法低。

2.3循环流化床工艺

循环流化床工艺的工艺系统多样。此工艺在传热传质的整个过程当中，会促使烟气中的酸性气体和石灰粉发生较为充分的反应，并在喷水控制塔内温度的条件下，达到减少飞灰排放的目的。CFB工艺主要是混合循环物料和石灰干粉，然后将冷却水直接倒入塔内。NID工艺主要是将循环物料和石灰干粉混合在混合器内，通过水雾的喷入以增加湿度后，再进入反应塔内。

2.4半干法工艺

半干法工艺是一种兼有干法和湿法特性的工艺，它主要是让酸性气体和喷入反应器的一定浓度的石灰溶液发生反应，然后再经过喷水的作用控制温度。此工艺的净化效率为95%～99%，且为当前被运用最多的工艺。

半干法工艺主要分为固定喷嘴半干法与转喷雾半干法。固定喷嘴半干法多利用双流体喷嘴雾化石灰浆液，此方法的成本低，但比旋转喷雾法的脱除效率低；旋转喷雾法是当前的主流技术，因为其净化的效率很高，但是它要求非常精良的雾化器，所以目前多应用进口产品。

2.5脱酸工艺比较

以下为几种主要脱酸工艺综合性能的比较：(1)水消耗：湿法>半干法>循环流化床法>干法；(2)电耗量：湿法>半干法>干法>循环流化床法；(3)脱酸效率：湿法>半干法>循环流化床法>干法；(4)维护费：湿法>半干法>干法>循环流化床法；(5)原料消耗（按消石灰计）：干法>半干法>循环流化床法>湿法；(6)投资：湿法>半干法>循环流化床法>干法。

3除尘工艺

除尘工艺可以分为布袋除尘和静电除尘。对细小的颗粒物及二噁英等物质来说，布袋除尘的脱除效率高。而静电除尘主要于20世纪70年代被较为广泛地应用于垃圾处理厂，经多次的研究表明，布袋除尘器的二噁英排放水平要远低于静电除尘器。垃圾焚烧后排放的烟气多为酸性气体，此气体的温度和水分含量都较高。在20世纪80年代时，布袋的材料得到较大地改进，其适用性也得到大幅度地提高，因此此后被广泛应用，但静电除尘器却被渐渐地脱离于新建项目。当前，有关部门都要求烟气净化系统要装有布袋除尘，从而可以收集并处理一些危险废物。

4脱重金属和有机物

常用的用于烟气中有机物及重金属除脱的工艺为喷入粉末状活性炭，其中活性炭是一种黑色的非结晶物质，形状多为不规则六边形，且其吸附性能较强。将一定量的活性炭置于除尘器，能够达到有效吸附残余有机物和重金属的效果，且整体的脱除效率高达95%以上。要想尽可能地符合排放的要求，活性炭的使用量一般要为190mg/Nm3。

5脱氮氧化物

控制NOx的主要方法有三种，分别为选择性催化还原法、选择性非催化还原法以及NOx燃烧法。采用选择性非催化还原法的条件为，控制烟气温度为850～1100℃，当有氧气存在时，将尿酸溶液或是氨水溶液直接喷入炉膛内，从而将NOx还原为水和氮水。这种方法没有采用催化剂，因此直接避免了催化剂毒化和堵塞问题的产生。当为提高效率而增加药剂喷入量时，会导致药剂逃逸量增加，同时也会导致许多副产物的产生。

选择性催化还原法将氨水溶液当作药剂，其运作原理为，在烟气温度为200～400℃，氧气含量一定的条件下，烟气经过催化剂的作用，与喷入药剂发生反应，从而将NOx还原为水和氮气。然而，部分催化剂的质量低下，因此为了确保反应的效率，一般情况下会对厂家做一定的更换要求。当要控制NOx的排放时，首先应该要采用NOx燃烧技术以减少NOx的生成。同时，在优化燃烧组织后，有助于减少NOx等有机物的产生。通过结合选择性非催化还原法，有利于将NOx的排放控制在特定的范围内，进一步控制NOx的排放。

结语

总而言之，随着人类生产生活活动的开展，生产垃圾也由此产生，但是环境的容量是有限的，它难以承受大规模甚至是无限排放的垃圾。为了确保我国自然与社会环境的可持续发展，我们应该吸收国外先进技术，完善垃圾焚烧技术，进而真正地实现环保、安全且无害地处理垃圾，降低烟气对人类的危害。

参考文献

[1]何雪鸿.富氧焚烧垃圾发电技术研究及烟气净化工艺模拟[D].华北电力大学,2014.

[2]刘宝宣,翟力新,卜亚明,赵联淼,龚燊,贾宝桐.炉排型垃圾焚烧炉烟气净化工艺优化[J].中国环保产业,2016(05):31-36.