摘要:結合國內某生活(huo)垃圾焚燒廠煙氣治理流程，介紹了(le)煙氣中污染(ran)物(wu)產生的(de)機理及污染(ran)物(wu)的(de)處理措施，并對不(bu)同工(gong)藝的(de)處理效率進行了(le)分析比較(jiao)。

關鍵詞:生活(huo)垃圾焚燒廠(chang),大氣污染物(wu),治(zhi)理措施

生活垃(la)圾焚燒(shao)技術以(yi)具有能(neng)(neng)對(dui)垃(la)圾進行(xing)減量化(hua)、資源化(hua)和無害化(hua)處理(li)，可(ke)大量減少垃(la)圾填埋占地面積等特點而受(shou)到(dao)關(guan)注。目前全(quan)國（除港、澳、臺外）已建(jian)成垃(la)圾焚燒(shao)廠68座，處理(li)能(neng)(neng)力達(da)到(dao)33000噸/日(ri)，焚燒(shao)處理(li)率已由2001年的(de)2.9%上升至目前的(de)12.9%。

由于生(sheng)活(huo)垃圾的特殊性，在焚燒過程中不可(ke)避(bi)免地會產生(sheng)大量的氣(qi)態污(wu)(wu)染物，如果不進行有效治理，將(jiang)對(dui)環境造成嚴重污(wu)(wu)染，危害人(ren)體健康(kang)。

1 垃圾焚燒廠焚燒煙氣產生機理

生(sheng)活垃(la)圾(ji)焚燒過程中產生(sheng)的污染物主要(yao)(yao)包括四大類(lei)：顆粒物（煙塵）、酸性氣體（CO、NOX、SO2、HCl等）、重(zhong)金屬(shu)（Hg、Cr、Pb等）及有機(ji)污染物（主要(yao)(yao)因子為二惡英類(lei)）。

（1）HCl來源(yuan)于生活垃圾(ji)中含氯(lv)廢物。

（2）SO2來(lai)源于含硫生活(huo)垃(la)圾(ji)的高(gao)溫氧化過程。

（3）NOX來源于生活垃(la)圾(ji)焚燒過(guo)程中N2和O2的(de)氧(yang)化反應及含氮有機物(wu)的(de)燃燒，其中95％為NO，NO2所占比例很少。

（4）CO是由(you)生活垃圾中有機可(ke)燃物不完全(quan)燃燒產生的。

（5）金屬類污染物源于焚燒過程(cheng)中生活垃圾所含重金屬及(ji)其化合(he)物。

（6）有(you)(you)機(ji)污(wu)染物的(de)(de)(de)產(chan)生(sheng)機(ji)理(li)非常復雜，會(hui)伴隨多種化學反應。首先形成中(zhong)(zhong)(zhong)間(jian)產(chan)物，最(zui)后(hou)形成終產(chan)物。二惡(e)英是其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)毒性(xing)最(zui)強的(de)(de)(de)化合物，在(zai)(zai)垃圾焚燒(shao)過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)其(qi)生(sheng)成途徑主要(yao)有(you)(you)：1）生(sheng)活垃圾中(zhong)(zhong)(zhong)本身含有(you)(you)的(de)(de)(de)微(wei)量二惡(e)英大部分會(hui)在(zai)(zai)高溫(wen)下分解(jie)，但由(you)于其(qi)具(ju)有(you)(you)熱(re)穩定性(xing)，少量會(hui)隨煙(yan)氣(qi)排放；2）在(zai)(zai)燃(ran)燒(shao)過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)由(you)氯源生(sheng)成，大部分在(zai)(zai)高溫(wen)條(tiao)(tiao)件下也會(hui)被(bei)分解(jie)，但有(you)(you)少部分排放；3）當燃(ran)燒(shao)不充分時(shi)，煙(yan)氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)會(hui)產(chan)生(sheng)過(guo)多的(de)(de)(de)未(wei)燃(ran)盡(jin)物質，在(zai)(zai)遇觸(chu)媒（重(zhong)金屬(shu)Cu等）及300℃～500℃條(tiao)(tiao)件下，已分解(jie)的(de)(de)(de)二惡(e)英會(hui)重(zhong)新生(sheng)成。

2 生活垃圾焚燒廠廢氣排放標準

選擇(ze)廢氣治理技(ji)術首先要明確需(xu)執行的排放標準(zhun)，生活垃圾(ji)焚(fen)燒廠廢氣排放標準(zhun)見表1。

目前國內大多數的(de)生活垃(la)圾(ji)焚燒廠按(an)《生活垃(la)圾(ji)焚燒污染控制標準》（GB18485－2001）進行建設(she)，有(you)少數焚燒廠參(can)考歐盟2000標準進行建設(she)。

3 廢氣治理技術的應用

3.1 焚燒煙氣治理流程

國(guo)內某生活垃圾焚燒發電廠采用的煙氣治(zhi)理流程如下圖(tu)：

（1）NOX控(kong)制系(xi)統

目(mu)前國內很(hen)多工程采用低氮燃燒(shao)法控(kong)制(zhi)煙氣中NOX濃度(du)，具(ju)體控(kong)制(zhi)條件包括降低過(guo)量空(kong)氣系(xi)數、降低爐膛溫度(du)以(yi)(yi)及(ji)煙氣充(chong)分混合(he)等。通(tong)過(guo)這些措施(shi)，NOX產(chan)生濃度(du)基本可控(kong)制(zhi)在(zai)300mg/Nm3左(zuo)右，能(neng)夠滿足(zu)國標限(xian)值(zhi)。如果按(an)歐盟(meng)2000標準設計，還可以(yi)(yi)考慮SNCR（選擇性無(wu)催化(hua)還原）工藝去除氮氧(yang)化(hua)物，即向焚(fen)燒(shao)爐內噴入尿素溶液(ye)，起到脫除NOX的目(mu)的。

（2）降溫塔系統

來自鍋爐的(de)煙(yan)(yan)氣首先進入(ru)(ru)降(jiang)(jiang)溫(wen)塔，將煙(yan)(yan)氣溫(wen)度從(cong)200℃降(jiang)(jiang)至約150℃，以滿足后續袋式除塵的(de)要(yao)求。降(jiang)(jiang)溫(wen)塔由冷卻裝置與飛(fei)灰(hui)排(pai)出(chu)裝置組(zu)成，冷卻水被壓縮(suo)空氣霧(wu)化后噴入(ru)(ru)降(jiang)(jiang)溫(wen)塔內與煙(yan)(yan)氣直接(jie)接(jie)觸，降(jiang)(jiang)溫(wen)塔的(de)高(gao)度設置足夠高(gao)以確(que)保噴入(ru)(ru)的(de)霧(wu)化水可以完全(quan)蒸發。降(jiang)(jiang)溫(wen)的(de)同時(shi)煙(yan)(yan)氣中部分的(de)粉(fen)塵落入(ru)(ru)降(jiang)(jiang)溫(wen)塔塔底的(de)料(liao)斗中，然后經輸送機送至飛(fei)灰(hui)貯倉(cang)。

（3）熟石(shi)灰及活性炭噴(pen)射系統(tong)

熟石(shi)(shi)灰(hui)與(yu)(yu)活(huo)性(xing)炭(tan)均用噴射風機噴入(ru)降溫塔和(he)袋式除塵(chen)器(qi)之間的(de)(de)管道中，在(zai)此(ci)，熟石(shi)(shi)灰(hui)與(yu)(yu)煙(yan)氣(qi)中的(de)(de)酸性(xing)氣(qi)體（SO2、HCl等(deng)）進(jin)行反應，可以去(qu)除煙(yan)氣(qi)中70%的(de)(de) HCl與(yu)(yu)30%的(de)(de)SO2，活(huo)性(xing)炭(tan)將吸(xi)收煙(yan)氣(qi)中的(de)(de)二惡英和(he)重金屬等(deng)有害(hai)物質。與(yu)(yu)熟石(shi)(shi)灰(hui)和(he)活(huo)性(xing)炭(tan)反應后的(de)(de)煙(yan)氣(qi)帶著飛灰(hui)和(he)各種粉塵(chen)進(jin)入(ru)袋式除塵(chen)器(qi)。

（4）袋式除塵器系統

從(cong)降溫塔(ta)來的(de)(de)(de)煙氣(qi)(qi)(qi)，經(jing)熟石灰及(ji)活(huo)性炭(tan)噴(pen)射系統進(jin)(jin)行除酸和(he)吸附(fu)后(hou)，再進(jin)(jin)入(ru)袋(dai)式除塵器，從(cong)隔倉(cang)頂部排出(chu)；焚燒產生的(de)(de)(de)煙塵、消石灰反應劑和(he)生成物(wu)、凝結的(de)(de)(de)重金屬(shu)、噴(pen)入(ru)的(de)(de)(de)活(huo)性炭(tan)等各種顆粒物(wu)均附(fu)著(zhu)于(yu)濾(lv)袋(dai)表面，形成一(yi)(yi)層濾(lv)餅；煙氣(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)(de)酸性氣(qi)(qi)(qi)體在此與過(guo)量的(de)(de)(de)反應劑進(jin)(jin)一(yi)(yi)步起(qi)反應，使酸性氣(qi)(qi)(qi)體的(de)(de)(de)去除效率進(jin)(jin)一(yi)(yi)步提高；活(huo)性炭(tan)也(ye)在濾(lv)袋(dai)表面進(jin)(jin)一(yi)(yi)步起(qi)吸附(fu)作(zuo)用。附(fu)著(zhu)于(yu)濾(lv)袋(dai)外表面的(de)(de)(de)飛灰經(jing)壓(ya)縮空氣(qi)(qi)(qi)反吹排入(ru)除塵器灰斗，飛灰經(jing)輸灰系統排出(chu)。

（5）濕式洗滌塔

自(zi)袋(dai)式除塵器(qi)出來的煙(yan)氣從(cong)濕式洗(xi)滌(di)塔底部進入(ru)向上運(yun)行(xing)，與向下(xia)噴射的堿(jian)液(ye)充(chong)分接觸，將(jiang)煙(yan)氣溫度逐漸降低，同時堿(jian)液(ye)與煙(yan)氣中(zhong)部分的酸(suan)性氣體HCl、HF、SO2等進行(xing)反應，生成鹽(yan)類。堿(jian)液(ye)定期補充(chong)，生成的含(han)鹽(yan)溶(rong)液(ye)及時排出。

3.2 煙氣治理措施分析

（1）SNCR工藝

在爐(lu)膛內(nei)噴入的尿素溶(rong)液與水和氧氣(qi)發生(sheng)反應(ying)，最終(zhong)生(sheng)成氮氣(qi)。

反應方程式如下：

SNCR工藝脫氮效率約(yue)為50%[2]，NOX排(pai)(pai)放濃(nong)度能夠(gou)低于(yu)200mg/m3，可以達到設(she)計排(pai)(pai)放標準。

（2）二惡英和重金屬處理措施

減少(shao)垃(la)圾焚燒廠煙氣中二(er)惡英(ying)濃度的(de)主要(yao)(yao)方(fang)(fang)法是控(kong)制(zhi)二(er)惡英(ying)的(de)生成條(tiao)件(jian)，控(kong)制(zhi)措施(shi)主要(yao)(yao)包括(kuo)以下(xia)幾個方(fang)(fang)面。

1）選擇(ze)合適的爐(lu)膛和爐(lu)排結構(gou)，使垃(la)圾在焚燒爐(lu)內得以充分燃燒。

2）控制爐(lu)膛(tang)及二(er)次燃燒室(shi)內(nei)，或進入(ru)余熱鍋爐(lu)前(qian)煙(yan)道內(nei)的(de)煙(yan)氣溫(wen)度(du)(du)不(bu)低(di)于850℃，煙(yan)氣在爐(lu)膛(tang)及二(er)次燃燒室(shi)內(nei)的(de)停留時間不(bu)小于2s，O2濃度(du)(du)不(bu)低(di)于6%，并合理控制助(zhu)燃空氣的(de)風(feng)量(liang)、溫(wen)度(du)(du)和注入(ru)位置(zhi)。

3）縮短煙氣在處理和(he)排(pai)放(fang)過程處于300℃～500℃溫(wen)度區域(yu)的時間，控制(zhi)余熱(re)鍋爐的排(pai)煙溫(wen)度不超過250℃。

4）采取活性炭吸附措施，并設置高效袋式除塵器。噴入的(de)活性炭可吸附煙氣(qi)中的(de)二惡英類(lei)及汞(gong)等(deng)重金屬。

這樣，在袋式除塵(chen)器(qi)(qi)除塵(chen)的(de)(de)過程中，附著在粉(fen)塵(chen)中的(de)(de)二(er)惡(e)英同時(shi)被除去；被活性炭吸附的(de)(de)二(er)惡(e)英類及汞等重金屬也(ye)被袋式除塵(chen)器(qi)(qi)除去。

根據有(you)關資料[3]，國內某生活(huo)垃(la)圾焚燒廠采取噴射活(huo)性(xing)炭(tan)和(he)袋式除(chu)塵(chen)措施(shi)后，二惡英排(pai)放濃(nong)度(du)(du)為0.065TEQng/m3，可(ke)以達到設計要(yao)求(qiu)。瑞典一家(jia)采用“半干(gan)法+袋式除(chu)塵(chen)”凈化工藝的(de)(de)垃(la)圾焚燒廠的(de)(de)測(ce)試數據表明，煙氣排(pai)放顆粒(li)物中的(de)(de)Hg可(ke)以達到測(ce)不出的(de)(de)水平，而氣態Hg的(de)(de)排(pai)放濃(nong)度(du)(du)范圍則為0.012～0.065mg/m3。對于鉛和(he)鎘揮發性(xing)較差的(de)(de)重金屬化合物，其(qi)排(pai)放濃(nong)度(du)(du)將會更低。

（3）酸性氣體處(chu)理技(ji)術

酸性氣體凈化工藝可分為干法(fa)、半(ban)干法(fa)和濕法(fa)三(san)(san)種，每種工藝在工程上都有廣泛應用，也(ye)各(ge)有優缺點(dian)。三(san)(san)種方法(fa)的比較(jiao)結果見表2。

1）干(gan)法(fa)凈化工(gong)藝(yi)近(jin)年來在(zai)日本的焚燒廠建設中采(cai)用較多，其(qi)工(gong)藝(yi)比(bi)較簡單，投(tou)資(zi)低，運行維護方便(bian)，在(zai)排放要求不高的條件下是理想(xiang)的選擇。但干(gan)法(fa)工(gong)藝(yi)凈化效率(lv)相對較低。

2）半(ban)干法(fa)(fa)凈(jing)化(hua)(hua)工(gong)藝可達(da)到較(jiao)高(gao)的(de)凈(jing)化(hua)(hua)效率，投資和(he)運行費用(yong)低，流程簡單，不產生廢水，歐洲的(de)焚燒(shao)(shao)廠采(cai)用(yong)半(ban)干法(fa)(fa)的(de)較(jiao)多(duo)，丹麥、法(fa)(fa)國、德國采(cai)用(yong)半(ban)干法(fa)(fa)的(de)比例(li)分別(bie)約(yue)為20％、40％和(he)30％。半(ban)干法(fa)(fa)工(gong)藝在國內也有(you)較(jiao)多(duo)成功應(ying)用(yong)的(de)實(shi)例(li)，積累了一定的(de)運行經驗(yan)，適用(yong)于排放(fang)標準要求(qiu)較(jiao)高(gao)的(de)焚燒(shao)(shao)廠。

3）濕法凈(jing)(jing)化(hua)(hua)工藝的污染(ran)物凈(jing)(jing)化(hua)(hua)效率(lv)最高，可(ke)滿(man)足最嚴格的排放標(biao)準要求，其(qi)(qi)工藝組合形式也多(duo)種(zhong)多(duo)樣，但由(you)于其(qi)(qi)流程復雜，配套設備(bei)較多(duo)，使用(yong)藥(yao)劑相對較貴，一次(ci)性投資和運行費用(yong)較高，而且存在(zai)廢水(shui)處理和煙氣再(zai)加熱問題，在(zai)發達國家應(ying)用(yong)較多(duo)。

根據發達(da)國家煙氣(qi)中污染物實測(ce)數據[4]，濕法對HCl的去除效率達(da)到99%以(yi)上，對SO2的去除效率達(da)到95%以(yi)上。

（4）顆(ke)粒物(wu)處(chu)理技術

由于顆(ke)粒(li)物(wu)既包括垃圾(ji)焚燒(shao)過程(cheng)(cheng)(cheng)中產生(sheng)的(de)煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)(chen)，還包括噴射石灰和活性炭過程(cheng)(cheng)(cheng)中產生(sheng)的(de)粉塵(chen)(chen)(chen)，垃圾(ji)焚燒(shao)廠(chang)(chang)工(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)設(she)計(ji)(ji)中一(yi)(yi)般采(cai)(cai)用袋式(shi)(shi)除塵(chen)(chen)(chen)器對顆(ke)粒(li)物(wu)進行凈化。國(guo)內某垃圾(ji)焚燒(shao)廠(chang)(chang)采(cai)(cai)取袋式(shi)(shi)除塵(chen)(chen)(chen)設(she)備后[3]，煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)(chen)排(pai)(pai)放濃度為8.12～9.13mg/m3，完(wan)全能夠滿足煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)(chen)排(pai)(pai)放國(guo)家(jia)標準；如(ru)果工(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)設(she)計(ji)(ji)中擬采(cai)(cai)用歐盟2000標準，可(ke)以考(kao)慮(lv)在袋式(shi)(shi)除塵(chen)(chen)(chen)的(de)基(ji)礎(chu)上增加(jia)濕法(fa)洗滌設(she)備，可(ke)進一(yi)(yi)步(bu)去除顆(ke)粒(li)物(wu)，確保穩(wen)定達標排(pai)(pai)放。

4 小結

生活(huo)垃圾焚燒煙(yan)氣(qi)中含有顆粒物(wu)(wu)、酸性氣(qi)體、重金屬、二惡英等多種污(wu)染(ran)物(wu)(wu)，采(cai)用(yong)SNCR+活(huo)性炭吸附+袋式(shi)除(chu)塵(chen)器+濕(shi)式(shi)洗滌塔工藝，能(neng)夠對污(wu)染(ran)物(wu)(wu)進(jin)行有效凈(jing)化，各項(xiang)污(wu)染(ran)物(wu)(wu)排放濃度能(neng)夠滿足國標限值(zhi)或歐盟2000的(de)要(yao)求(qiu)；采(cai)用(yong)濕(shi)式(shi)洗滌塔需考(kao)慮廢水處(chu)理(li)及煙(yan)氣(qi)再加熱的(de)問題。

參考文獻：

[1] DIRECTIVE 2000/76/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COONCIL of 4 December 2000 on the incineration of waste ANNEX V AIR EMISSION LIMIT VALUES.

[2] 環(huan)境保護部環(huan)境影(ying)響(xiang)評(ping)價工(gong)程師職業(ye)資格(ge)登記(ji)管理辦公室(shi). 環(huan)境影(ying)響(xiang)評(ping)價 工(gong)程師職業(ye)資格(ge)登記(ji)培訓教材(cai)[J].建材(cai)火電，2006.

[3] 中國環(huan)(huan)境(jing)(jing)保(bao)護產業(ye)協會. 國家重點環(huan)(huan)境(jing)(jing)保(bao)護2007實用技術及示范(fan)工程匯編(bian)[G]. 北京：中國環(huan)(huan)境(jing)(jing)科學出版社(she)，2007.

[4] 張益，趙(zhao)由才. 生活垃圾焚燒技術[M].北京：化學工業(ye)出版社，2000.

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