垃圾焚烧炉烟气有害物质的综合治理工艺

摘要：社会经济的发展，人口数量的不断上升，工业化发展迅速，种种的社会发展原因，导致了垃圾量的激增。人类生活的垃圾排放，工业垃圾的增加，让环境污染问题日益严重，垃圾污染已经成为了人类生活环境中最大的破坏因素，对社会经济的发展以及人们生活环境造成了极大的阻碍和影响。垃圾焚烧已经成为了对垃圾处理最重要的方式之一，垃圾焚烧处理，和垃圾的填埋、垃圾堆肥这两种并称为垃圾处理三大技术。

关键词：垃圾焚烧炉；烟气；有害物质；治理；分析

引言：垃圾焚烧技术以其高减容率和可回收热能等优点正得到日益广泛的应用。和煤、木材等燃料的燃烧过程一样，垃圾焚烧也会产生烟气，由于垃圾成分的复杂性，其焚烧产生的烟气含有许多有害物质，并具有特殊性质。近年来，垃圾焚烧产生的二噁英和重金属污染问题日益受到公众的重视，为此国家环保总局颁布了相应的标准对垃圾焚烧烟气的排放指标做出了严格的限制。为保证将烟气中的污染物含量降至标准限值以下安全排放，在设计垃圾焚烧烟气处理系统时必须结合工程实际开发出专门的处理设备，并采用合理的工艺流程，做到适用、可靠和经济。

1.影响烟气排放指标的烟气处理工艺

一是江桥采用“半干法（旋转雾化器喷石灰浆）＋活性炭＋布袋除尘器”烟气处理工艺，此工艺虽然能满足欧盟92标准，但是由于对石灰要求比较高（精度颗粒要求比较高），且投资费用、维修费用比较大，同时运行时经常出现石灰浆液管道堵塞，雾化盘磨损，雾化器振动大、轴承温度高等故障。

二是成都采用“干法（石灰干粉）＋活性炭＋布袋除尘器”烟气处理工艺，虽然工艺简单，投资不高，且维护方便，但是消石灰耗量大、备用性能差，在环保日益要求更高的今天，很显然这种工艺处理的烟气排放指标暂时只能满足国标要求，对今后的发展不利；同时其备用性能比较差，若出现管道堵塞，烟气处理将停止。

三是威海采用“半干法（固定喷头喷石灰浆）＋干法（石灰干粉和活性炭）＋布袋除尘器”烟气处理工艺。这种系统在满足排放标准的前提下备用性较强，主要体现在：首先半干法可以达到烟气排放标准的情况下，干法在线备用；其次半干法最大处理能力下不能达到烟气排放标准的情况下，干法可以作为补充，两种工艺同时运行；再次半干法出现问题（事故状态下），干法可以作为主要处理工艺；最后设备运行时固定喷头的设备检修率明显小于旋转雾化器的检修率。固定喷头比旋转雾化器在投资方面有较大的节省，同时在反应塔体的设计上为了保证脱酸效率和水的完全蒸发，两种喷头所采用的塔体基本相同（同样采用烟气停留时间为16-18s）。

四是漳州项目采用的是“ＳＮＣＲ＋半干法（ＮａＯＨ）＋干法（石灰干粉和活性炭）＋布袋除尘器”的处理工艺。此工艺相比威海项目的最大特点是：一是增加了ＳＮＣＲ脱销系统，大大降低了ＮＯＸ的排放指标；二是针对石灰浆液管道容易堵塞、结垢的现象，将石灰浆液用ＮａＯＨ来代替，增加了系统的稳定性能；三是增加了烟气再循环风机。在布袋除尘器出口引出一根管子通过再循环风机，再次送入焚烧炉出口喉部。

一是为了炉内燃烧提供部分氧气，加强燃烧场的扰动；二是将部分处理后的烟气送入炉内再次循环处理，减少烟气有害气体的排放量。

五是湿法脱酸工艺。此脱酸在大型的火电厂有采用，但是此工艺设备占地面积极大，同时投资费用极高，垃圾电厂极少采用，所以在此不做详细介绍。

2.垃圾焚烧烟气处理的相关技术

在垃圾焚烧过程中对于烟气的处理技术，涵盖了除尘、脱硝、脱酸性气体和脱PCDD/Fs类型的气体等技术。对烟气进行除尘，垃圾在焚烧的过程中产生的烟气，对烟气进行除尘最有效的设备就是电收尘器以及布袋收尘器两种。电收尘器的除尘效率比布袋收尘器的效率更高，但占地面积大，资金投入高，在低温操作的环境中容易被腐蚀。布袋收尘器虽然效果没有电收尘器高，但低温操作下效果更好，同时对于重金属的去除效果更明显，对于200摄氏度以下低温状态下的PCDD/Fs物质的除尘效果能够接近完全。对于焚烧的烟气中，除尘利用电收尘器或是利用布袋收尘器，我们需要根据灰尘量以及氯化物、烟气的特性来进行判断，通过湿度及其他的条件，能够对除尘器进行选择。焚烧的烟气中，通常利用氨接触还原法来进行脱硝处理，利用NH3来充当还原剂，NO2在触媒的作用之下，能够还原成为没有污染的氮元素和水。脱硝的控制温度保证在280℃-420℃效果最佳，脱硝率可达到80%以上。

垃圾焚烧烟气的综合治理垃圾焚烧烟气处理的方式，通常会利用湿法、半干法、干法三种来进行综合治理。湿法的方式通常会在垃圾焚烧的烟气中对温度进行降低再进行除尘，利用盐酸来对烟气中的氯化氢进行去除，将烟气中的氧化硫进行去除，通过加热再由氮来进行反应脱硝。在反应器中进行换热后再通过烟囱进行防控。氯化氢吸收塔吸收的氯化氢经过盐酸的浓缩器进行浓缩，能够得到一部分的盐酸外销。湿法工艺的吸收剂应用量比较少，钙元素和硫元素通常都在1：1上下，有害物质的脱出率也相对较高，酸性气体的脱出率基本接近完全，外排烟气的含尘量能够达到35mg/Nm3，但湿法相对来说比较复杂，并且应用繁琐，投资较高，因为这一系列的特点，应用不普遍。半干法。这种方式的通过烟气显热蒸发对液体中的水分进行吸收，让产物成为干粉状态，在气体、固体、液体的三种状态下进行。半干法应用的是高速旋转的雾化设备，在吸收剂的作用下，通过传至传热的反应，在通过高速转动，能够产生雾化效果让酸性气体成功被去除，通过布袋除尘器能够让酸性气体的脱出率达到90%以上，烟气中的二噁英物质也能够一起被脱除，在氨的帮助下，氧化氮也能够进行脱硝。干法。

干法工艺的特点是反应在无液相介入的完全干燥的状态下进行，反应产物为干粉状，不存在腐蚀问题，常用的有管道喷射法，即吸收剂由输送风机喷人焚烧烟气中，酸性气体与吸收剂反应，而后随烟尘一道进入布袋除尘器，烟尘及反应产物被除去，干法工艺对酸性气体脱除率较低，一般为70%到80%，且消耗的吸收剂量大，一般酸性气体与吸收剂的当量比为2到3，产生的渣量大，但其工艺流程简单，投资省，占地面积小，动力消耗少，具有一定的竞争力。

总结：通过研究结果显示，为了让垃圾焚烧率烟气有害物质的综合治理能够得到显著的效果，我们利用实验来进行验证，通过数据来进行分析，通过样品采样分析，我们找到了适合垃圾焚烧烟气有害物体排放的有效方法，通过这些方法，能够让烟气中的有害物质得到有效的治理。

参考文献：

[1]严骁，贾燕，王美欢，许榕发，郑晶，任明忠.农村垃圾小型焚烧炉烟气污染物排放特征及影响因素研究[J].农业环境科学学报，2018，37(04):820-824.

[2]钱莲英，潘淑萍，徐哲明，徐茵茵.生活垃圾焚烧炉烟气中二噁英排放水平及控制措施[J].环境监测管理与技术，2017，29(03):57-60.

[3]张海龙，李祥平，林必桂，齐剑英，陈永亨，任明忠，方建德.珠三角某垃圾焚烧厂周边环境空气重金属分布特征研究[J].环境科学学报，2013，33(07):1833-1839.

[4]邵春江，阚成军.垃圾焚烧炉烟气净化系统控制策略的研究[J].自动化技术与应用，2013，32(03):21-23.

[5]李艳静，张素坤，冯桂贤，任明忠，张漫雯，许振成，张入元，完颜华.两种典型生活垃圾焚烧炉烟气中二噁相态分布特征[J].中国环境科学，2011，31(10):1632-1636.

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