淺談垃圾焚燒爐煙氣處理工藝

潘海東，高攀峰，王志強

（福建省漳州環境再生能源有限公司，福建 漳州363199）

1 引言

垃圾焚燒技術以其高減容率和可回收熱能等優點正得到日益廣泛的應用。和煤、木材等燃料的燃燒過程一樣，垃圾焚燒也會產生煙氣，由于垃圾成分的復雜性，其焚燒產生的煙氣含有許多有害物質，并具有特殊性質。近年來，垃圾焚燒產生的二噁英和重金屬污染問題日益受到公眾的重視，為此國家環?？偩诸C布了《生活垃圾焚燒污染控制標準》（GB18485－2001）對垃圾焚燒煙氣的排放指標做出了嚴格的限制。為保證將煙氣中的污染物含量降至標準限值以下安全排放，在設計垃圾焚燒煙氣處理系統時必須結合工程實際開發出專門的處理設備，并采用合理的工藝流程，做到適用、可靠和經濟［1～4］。

2 影響煙氣排放指標的煙氣處理工藝

由于我國在垃圾焚燒煙氣處理方面起步較晚、整體水平不高 ，而煙氣處理設備和工藝的落后狀況將限制國產焚燒爐在國內市場的推廣，故急需加強垃圾焚燒煙氣處理設備和工藝方面的研發工作。

從國內已運營的焚燒廠的實際情況來看，“半干法＋活性碳噴射＋布袋除塵器”的煙氣處理工藝在滿足國標的基礎上，已全面滿足歐盟92標準。此種處理工藝是現正在上海環境集團運營的垃圾焚燒電廠的普遍選擇，也是當今國內垃圾焚燒煙氣處理的主流選擇［5］。

本文將上海環境集團幾個有代表性的項目公司的煙氣處理做如下對比（表1）。

表1 煙氣工藝對比

2.1 煙氣處理工藝說明

（1）江橋采用“半干法（旋轉霧化器噴石灰漿）＋活性炭＋布袋除塵器”煙氣處理工藝，此工藝雖然能滿足歐盟92標準，但是由于對石灰要求比較高（精度顆粒要求比較高），且投資費用、維修費用比較大，同時運行時經常出現石灰漿液管道堵塞，霧化盤磨損，霧化器振動大、軸承溫度高等故障。

（2）成都采用“干法（石灰干粉）＋活性炭＋布袋除塵器”煙氣處理工藝，雖然工藝簡單，投資不高，且維護方便，但是消石灰耗量大、備用性能差，在環保日益要求更高的今天，很顯然這種工藝處理的煙氣排放指標暫時只能滿足國標要求，對今后的發展不利；同時其備用性能比較差，若出現管道堵塞，煙氣處理將停止。

（3）威海采用“半干法（固定噴頭噴石灰漿）＋干法（石灰干粉和活性炭）＋布袋除塵器”煙氣處理工藝。這種系統在滿足排放標準的前提下備用性較強，主要體現在：①半干法可以達到煙氣排放標準的情況下，干法在線備用；②半干法最大處理能力下不能達到煙氣排放標準的情況下，干法可以作為補充，兩種工藝同時運行；③半干法出現問題（事故狀態下），干法可以作為主要處理工藝；④設備運行時固定噴頭的設備檢修率明顯小于旋轉霧化器的檢修率；⑤固定噴頭比旋轉霧化器在投資方面有較大的節省，同時在反應塔體的設計上為了保證脫酸效率和水的完全蒸發，兩種噴頭所采用的塔體基本相同（同樣采用煙氣停留時間為16～18s）。

（4）漳州項目采用的是“SNCR＋半干法（NaOH）＋干法（石灰干粉和活性炭）＋布袋除塵器”的處理工藝。此工藝相比威海項目的最大特點是：①增加了SNCR脫銷系統，大大降低了NOX的排放指標；②針對石灰漿液管道容易堵塞、結垢的現象，將石灰漿液用NaOH來代替，增加了系統的穩定性能；③增加了煙氣再循環風機。在布袋除塵器出口引出一根管子通過再循環風機，再次送入焚燒爐出口喉部。一是為了爐內燃燒提供部分氧氣，加強燃燒場的擾動；二是將部分處理后的煙氣送入爐內再次循環處理，減少煙氣有害氣體的排放量。

（5）濕法脫酸工藝。此脫酸在大型的火電廠有采用，但是此工藝設備占地面積極大，同時投資費用極高，垃圾電廠極少采用，所以在此不做詳細介紹。

2.2 煙氣排放數據對比

煙氣排放數據對比見表2。

表2 煙氣排放數據對比

由表2可以分析得出以下3點。

（1）當煙塵降至30mg／m3左右，HCl降至50mg／m3左右，NOX降至400mg／m3左右等關鍵點時，此時半干法或干法的效用就已經發揮到了極致，如果需要繼續嚴格的排放指標，必須考慮添加輔助處理工藝。這也正是歐盟2000標準在標準值設置上的考慮。所以在經歷江橋與成都項目后，上海環境集團加大投資，在近期的所建項目中，在半干法脫酸的基礎上增加了干法；威海和漳州項目是在半干法的基礎上增加了干法脫酸，從表格中可以看出在煙氣排放的數據上，基本上都達到或接近了歐盟2000的標準。

（2）威海項目相對漳州項目NOX的排放要高的多，主要是因為沒有脫銷裝置?，F如今社會在進步，在國家環保部門對環保的日益嚴格要求，煙氣排放指標國家標準及歐盟92標準已經不能完全滿足對環保的要求；排放指標需要達到歐盟2000標準，無論采用干法、半干法、濕法，建議配備SNCR系統，確保NOX指標達標。

（3）“SNCR＋半干法（旋轉噴霧或固定噴頭噴石灰漿或固定噴頭噴NaOH）＋干法（石灰干粉和活性炭）＋布袋除塵器”將基本將滿足歐盟2000標準。

所以上海環境集團加大投資首先在漳州項目上采用日本荏原煙氣處理技術“SNCR＋半干法（固定噴頭噴NaOH）＋干法（石灰干粉和活性炭）＋布袋除塵器”，成為國內第一個采用此種工藝的生活垃圾焚燒廠——漳州環境再生能源有限公司。

3 影響煙氣排放指標的其他因素分析

當煙氣處理工藝相差不大時，生活垃圾焚燒廠的煙氣排放指標將受入爐垃圾的性質、焚燒爐的爐型和運營的水平來決定。

3.1 生活垃圾來源的不同

不同城市的生活垃圾性質彼此不可能完全相同，客觀上就存在差異。對于煙氣處理工藝的選擇而言，垃圾的不同也會產生一定的影響。一般來說一線城市生活垃圾有初步的分類，易燒、燃燒溫度也高，所以在相差不大的工藝處理條件下，排放指標要低的多；而二線或者三線城市，垃圾含水分、灰分要大的多，垃圾幾乎沒有分過類，所以排放指標也要高。

3.2 焚燒爐的型式不同

在國內主要的有兩種：第一種是循環流化床垃圾焚燒爐；此垃圾焚燒爐對垃圾的分揀要求比較高，不允許有鐵塊、石頭、玻璃等大塊不能燃燒的無機物；但是垃圾燃燒比較充分，排煙污染物會比較低；因國內垃圾回收還沒有達到一個比較有效地分揀，所以此爐型在國內采用比較少。第二種是機械爐排爐。此爐型對垃圾適應性廣，處理垃圾也比較完全，所以國內大部分采用的都是機械爐排爐。

3.3 實際運營對其影響

在實際運營過程中，仍有許多可控參數將導致煙氣排放指標的變化。①半干法適當多噴入Ca（OH）2溶液或NaOH溶液，干法適當多噴射Ca（OH）2粉末等；②自動燃燒控制系統ACC的投用與否都可以在一定程度上改變煙氣排放指標，靈活性較強，但這種控制是有一定極限的，不可能對排放指標作出根本性的改變；③垃圾發酵時間、投入垃圾的松散度；垃圾焚燒爐的燃燒溫度、垃圾的燃燒充分度、煙氣在爐內的停留時間等。同時，在進爐垃圾性質相差過大的情況下，可以適當減少進爐垃圾量，多噴入輔助燃料，達到穩定、降低污染物排放等目的。這在上海江橋焚燒廠曾有過先例。

4 結語

采用“半干法＋活性炭噴射＋布袋除塵器”完全可以滿足國家標準，更是達到了歐盟92標準，是全國垃圾焚燒爐的主流煙氣處理工藝。

而采用“半干法＋干法＋活性炭＋布袋除塵器”的煙氣處理工藝，明顯在排放指標上不僅可以滿足歐盟92標準，大部分甚至達到了歐盟2000標準。當然前提還是要增加脫銷裝置SNCR。預計在國內環保要求日益提高的同時，不久應該會逐步采用：SNCR＋半干法（固定噴頭噴NaOH或固定噴頭噴石灰漿或旋轉噴霧）＋干法（石灰干粉和活性炭）＋布袋除塵器”的煙氣處理工藝。

［1］ 劉 曉，王學斌，周菊華.淺析垃圾焚燒發電廠煙氣污染控制及防治對策［J］.能源技術與管理，2011（1）：130～133.

［2］ 劉軍偉，雷廷宙，楊樹華，等.淺議我國垃圾焚燒發電的現狀及發展趨勢［J］.中外能源，2012（17）：29～34.

［3］ 閆志海.垃圾焚燒發電廠煙氣處理方案的選擇［J］.環保前線，2008（5）：56～58.

［4］ 國家環境保護總局.生活垃圾焚燒污染控制標準［S］.北京：國家環境保護總局，2002.

［5］ 上海環境集團.上海江橋、成都洛帶、威海、漳州等垃圾焚燒廠的煙氣排放指標及初步設計［R］.上海：上海環境集團，2008.