生活垃圾资源化利用过程中烟气治理措施要点分析

生活垃圾 资源化利用过程中烟气治理措施 要点分析

撒世军

众旺达（宁夏）技术咨询有限公司　　 宁夏　 中卫　　 755000

摘要：随着我国城镇化进程的加快，人们生活水平的提高，生活垃圾的产生量也是逐年增加，生活垃圾的资源化再利用迫在眉睫。为实现绿色发展，各地在生活垃圾分类收集、集中处置和资源化利用方面也有了多种技术，在集中处理、资源化利用过程中会产生大气污染因子，本次重点探讨，如何有效治理生活垃圾集中综合利用过程中的烟气，希望在日后实际工作能有一定的参考，科学合理地治理烟气二次污染，为改善生态环境质量贡献力量。

关键词：生活垃圾集中处理；资源化利用；烟气治理；要点分析

1. 生活垃圾处理和综合利用方式

传统的生活垃圾处置方式主要有两种，一是卫生填埋，对生活垃圾进行初步的简单分类，将直接可以利用的资源进行回收，其余部分则进行卫生填埋，不仅占用土地，卫生填埋过程及封场后都会产生渗滤液等污染物，渗滤液及其他污染物将会对土壤环境、地下水环境产生污染威胁；同时在填埋过程中产生恶臭、扬尘等，对周边环境产生不利影响。第二种方式为堆肥，这就要求对生活垃圾分类比较完善，将对含有机质较高的生活垃圾开展堆肥措施，当然堆肥过程中同样消耗土地资源，同时产生的恶臭气体对周边环境带来不利影响。

由于城镇化进程的加快和乡村振兴战略的深入，各地均采取多种方式对产生的生活垃圾进行集中处置，采用减量化、资源化工艺土地消耗的同时，降低对周边环境的影响，当然也会产生烟气等二次污染本次主要分析对烟气的治理。

资源化处理生活垃圾的方式常用的有两种，一是生活垃圾焚烧处理，利用较高热值的生活垃圾通过燃烧的方式产生热量，用于供热或发电等，燃烧产生残渣量将大大降低，实现了减量化后再进行填埋或综合利用，实现了生活垃圾减量化的同时，对热源进行资源化利用，但也有不足之处，生活垃圾焚烧过程中所产生的烟气易对大气环境造成二次污染。二是生活垃圾的裂解气化，这也是一种生活垃圾无害化、减量化和资源化的有效方式，降低了卫生填埋带来的不利影响。为解决生活垃圾资源化利用和集中处置过程中所带来的二次环境空气污染问题，本次重点探讨生活垃圾焚烧烟气污染物、裂解气燃烧过程中大气污染物治理措施的要求。

2. 生活垃圾综合利用过程中主要大气污染物概述

生活垃圾集中焚烧、利用热能的过程中，大气环境主要污染物集中在焚烧烟气上，垃圾焚烧烟气中的主要污染物为粉（粉）尘（颗粒物）、酸性气体（主要污染因子有HCl、氟化物、SOx、NOx、CO等）、重金属（主要污染因子为Hg、Pb、Cr等重金属及其化合物）和有机污染物（主要污染因子有二噁英类、呋喃等）几大类；具体分析如下：

⑴烟（粉）尘

生活垃圾通过焚烧的方式进行了分解、氧化，而不燃物则以灰渣方式留在焚烧炉中，灰渣中的小颗粒随燃烧产生的高温气体一起排出焚烧炉，这就是烟气中的烟（粉）尘，主要由焚烧过程中的无机成分组成，并携带着部分重金属及其化合物、有机物污染物。

⑵酸性气体成分

①HCl：主要由生活垃圾中的含氯物料在高温作用下的分解和氧化产生，塑料废弃物则是产生HCl的主要物料，纸张、厨余、编织物、木质素等也能产生部分HCl气体。

②氟化物：主要由含氟物品在高温下的分解和氧化产生，与HCl产生机理基本类似。通常生活垃圾中的含氟废弃物较少，所以烟气中的氟化物含量相对较低。

③SOx：主要由含硫废物在燃烧过程中产生，多以二氧化硫形式表征；

④NOx：主要由含氮废弃物在燃烧时产生，空气中的氮气和氧气在高温氧化是也会产生氮氧化物。

⑤CO：主要为生活垃圾的不完全燃烧产生。

⑶重金属及其化合物

重金属类污染物主要包括铅、汞、镉及其化合物等，在燃烧高温作用下，垃圾中的重金属变为了气态，在烟道降温过程中，部分重金属露点温度较低，如汞仍以气相在烟气中，部分重金属及其化合物在低温情况下凝结为亚微米级颗粒物。

⑷二噁英类

生活垃圾中有机物含量较多的物品比较多，当然含氯元素废弃物也比较多，生活垃圾焚烧炉烟气中含有二噁英类污染物（二噁英PCDD）的可能性很大。

生活垃圾热解、气化过程中多个环节会产生颗粒物、恶臭气体，预处理及干燥环节均会产生恶臭气体，以H₂S和NH₃为主要表征，热风炉的主要燃料为裂解气化过程中产生的裂解气体，由于裂解气成分较为复杂，燃烧产生的热风炉烟气污染物比较复杂，通过调查基本类似于生活垃圾焚烧烟气，主要有污染因子有烟（粉）尘、重金属及其化合物、酸性气体和二噁英类等污染物几大类。

3. 生活垃圾焚烧烟气的治理

生活垃圾处理和综合利用过程中，诸多环节都有污染物产生，本次重点关注的是焚烧炉、气化裂解热风炉产生的烟气，烟气中的污染物种类较为复杂。依据上述识别出的烟气中污染物因子，对治理措施要点进行分析。

1.烟（粉）尘治理措施要点

烟气中的烟（粉）尘治理设备有布袋、旋风、静电除尘器等。

为降低烟（粉）尘对大气环境质量的影响，焚烧和燃烧烟气净化过程中往往会配套高效除尘设施。高效袋式除尘可去除干燥、非纤维性的细小烟（粉）尘。高效袋式除尘器具有适应能力强、烟（粉）尘去除效率高等特点，同时运行稳定、能耗较低、维护方便、去除效率不受原浓度和颗粒物比电阻影响等特点，袋式除尘器在生活垃圾焚烧烟气治理方面得到了广泛使用。

2.酸性气体治理措施要点

依据烟气中所含酸性气体特点，常用的酸性气体治理方式主要有干法、半干法和湿法脱酸几种，干法脱酸方式主要两种。一是设置干式反应塔，酸性气体和吸收剂在塔内反应，但部分吸收剂随烟气进入除尘器；二是在除尘器前喷入吸收剂与烟气中的酸性气体进行反应。

干法脱酸工艺相对简单、投资低、运行和维护便捷，但酸性气体去除效率相对较低。

半干法脱酸可以Ca(OH)₂或CaO为原料制备吸收液，吸收塔也设置于除尘工艺之前，在吸收器内喷入酸性气体吸收液，在吸收它内形成雾滴，水分的挥发可降低烟气的温度，也会增加烟气的湿度，使酸性气体与吸收剂反应生成为盐类，从而达标除酸的效果。焚烧烟气与酸性气体吸收液在吸收塔可采用逆流或顺流方式进行接触，以增加酸性气体和吸收液的反应时间，达到提高去除效率的目的。

湿法脱酸采用烟气洗涤方式，烟气进入洗涤塔，洗涤塔内喷淋吸收液，加入液体螯合物，可对汞化合物有去除作用。洗涤塔可采用片碱溶液作为吸收液。湿法脱酸方式对酸性气体污染物有较高的治理效率。缺点主要为配套设备多，造价高，并有的烟气处理废水产生。

综合上述除酸工艺的特点，干法除酸效率较低，半干法则结合了干法与湿法的优点，具有维护简单、投资低、能源消耗低、脱酸效率高、无废水排放等特点。湿法脱酸对污染物去除效率高，可满足酸性气体治理需要，但产生烟气治理废水。

综合分析，从烟气达标排放的稳定性、设备运行可靠性和系统控制便捷性考虑，酸性气体治理可采用“半干法”脱酸+“干法”脱酸相组合工艺进行。

3.氮氧化物治理措施要点

生活垃圾焚烧烟气中脱硝方式主要有SNCR和SCR两种。SCR工艺在催化剂的作用下氮氧化物被还原为氮气，还原反应所需温度在200℃左右，烟气在进入脱硝系统之前需要保持在脱硝所需温度。SNCR是需要在高温条件下进行，所需温度800～1000℃，氨基脱硝剂可选择性的把烟气中的NO还原为N₂和H₂O。

SNCR工艺所需设备简单，总体投资少，脱硝剂通常可选择氨水、尿素等，脱硝剂获取也比较容易。

脱硝工艺可依据排放标准及地方管理要求进行选择，可采用SCR或SNCR工艺中的一种，为进一步提高脱硝效率也可选择两种措施组合的方式进行脱硝。

4.重金属及其化合物去除措施要点

生活垃圾焚烧、裂解气燃烧烟气中所产生重金属及其化合物需要治理，活性炭吸附、高效袋式除尘对附着与烟（粉）尘中的重金属及其化合物有较好的去除效果。可以采用活性炭吸附、半干法吸收、高效布袋除尘组合的方式降低重金属及其化合物的排放，可将活性炭喷入除尘工段前的管道上，通过附着在除尘系统上对重金属及其化合物进行吸附。

重金属及其化合物主要以气态和固态的形式进入高效布袋除尘器，当烟气温度减低时，气态部分转变为为可捕集的固体或液体微粒。活性炭吸附措施是应用较多的技术，是《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》中推荐的重金属去除工艺。

5.二噁英类污染物控制措施要点

生活垃圾焚烧烟气、裂解气直接燃烧烟气中含有二噁英类污染物，控制二噁英类污染物排放可采取以下几种方式：

二噁英类污染物的源头控制，也就是从源头上控制二噁英的生成，采用高温区燃烧、空气和气体的混合搅拌、增加高温滞留时间等方式。

二噁英类污染物的再合成抑制，通常是改变二噁英再次合成的温度条件，可以采用烟气急冷、低温收尘的方式控制再次生成，同时减少烟气在再次生成温度区间的滞留时间。

最后就是二噁英类污染物的末端去除，可采用活性炭吸附方式，将活性炭在除尘工段前喷入烟气综合治理系统，通过在高效袋式除尘器内和烟气进行接触而吸附重金属及其化合物、二恶英类污染物。

二噁英类污染物控制可选择入炉生活垃圾源头分拣控制、炉内温度和烟气温度区间控制、活性炭吸附及布袋除尘等一系列组合方式。

4. 大气污染的管理要点分析

针对企业大气污染物治理，要不断提升加强思想学习，转变环境保护理念，才能真正落实企业责任主体，需要进一步提升管理技术水平，加强污染治理，从根本上控制污染源，保护我国生态环境，推动社会健康可持续发展。从以下几方面进行环境管理要点分析。

1.践行绿色环保理念

从思想上重视，排污单位应建立环境管理机构，落实企业主体责任；以改善环境质量为核心的环境管理要求，建立和完善环境管理制度，及时调整，加强环境保护设施的运行维护。

2.对焚烧烟气污染物进行监测

对生活垃圾焚烧烟气中的主要污染物开展监测，重点排放烟囱上设置烟气自动监测系统，对污染物排放开展实时连续监测，上传至经营单位DCS系统，可按地方管理要求将数据上传至地方生态环境管理部门或其他相关部门；并在厂外设置公开栏或电子显示等方式，公开烟气排放参数和达标排放情况。

3.建立周边环境跟踪监测体系

结合周边环境特点、环境保护目标分布情况，对生活垃圾集中处理企业周边大气环境、保护目标处环境质量、土壤、地下水环境进行跟踪监测，落实自行监测责任，及时掌握周边环境的变化情况，分析变化原因，尤其是焚烧烟气中排放的特征因子，加强污染治理措施运行维护，保障污染物的去除效率、长期稳定达标排放。

结束语

在城市化发展、乡村振兴过程中，实现资源综合利用，提升城市生态环境质量，科学合理分类、处理和综合利用生活垃圾，有效进行大气污染治理，提高环境管理和工艺技术装备水平，从而推动生活垃圾综合利用管理水平。

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