垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物和酸性氣體的控制技術(shù)

叢　緯　趙石鐵

（光大環(huán)保（中國(guó)）有限公司廣州深圳518040）

垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物和酸性氣體的控制技術(shù)

叢緯趙石鐵

（光大環(huán)保（中國(guó)）有限公司廣州深圳518040）

垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物和酸性氣體的治理從原理上可分為吸收和吸附兩個(gè)方面，對(duì)于SO2、HCl與HF的治理主要是化學(xué)吸收，NOX的的去除同時(shí)包括吸附和吸收的過程、本文著重垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物和酸性氣體的控制技術(shù)。

氮氧化物；酸性氣體；控制

1　氮氧化物控制技術(shù)

1.1選擇性催化還原法（SCR）

原理：利用還原劑在催化劑作用下有選擇性地與煙氣中的氮氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成無害的氮?dú)夂退魵狻Ｆ浞磻?yīng)較復(fù)雜，可同時(shí)發(fā)生還原和氧化反應(yīng)，

還原劑：對(duì)于氮氧化物而言，成為氮?dú)獍l(fā)生還原反應(yīng)，需加外加還原劑：氨氣、一氧化碳、氫氣都可以，但是氨對(duì)應(yīng)的效率最高。

SCR按催化劑的安裝位置有三種布置方式：高溫高塵布置、高溫低塵布置和低溫低塵布置。目前，從節(jié)能角度考慮，普遍采用的是高溫高塵的布置方式。

氨儲(chǔ)存和制備系統(tǒng)：液氨：投資、運(yùn)輸和使用的成本最低，安全性風(fēng)險(xiǎn)隱患大；氨水：20%～30%的濃度，體積大、運(yùn)輸、儲(chǔ)存成本高；尿素：固體顆粒，安全無害，要通過熱解和水解制備氨氣，初期投資大。

控制系統(tǒng)：根據(jù)進(jìn)氣中NOX的量調(diào)節(jié)氨的噴入量。

硫酸銨和硫酸氫銨：硫酸氫銨是一種具有腐蝕性和極強(qiáng)吸附性。在SCR反應(yīng)器的下游，空氣的預(yù)熱器部分隨著溫度的降低，兩者析出，造成大量灰分沉積在金屬表面和卡在催化劑層間，引起堵塞。

1.2選擇性非催化還原法（SNCR）

原理：無催化劑，反應(yīng)溫度高，在800～1000℃，在爐膛中反應(yīng)，適用于去除率要求不高于40%的反應(yīng)情況下。投資小，但還原劑耗量大，溫度窗口窄，效率低。

以氨氣為還原劑：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

以尿素為還原劑：（NH4）2CO→2NH2+CO

NH2+NO→N2+H2O

CO+NO→N2+CO2優(yōu)點(diǎn)：相比SCR，成本低廉很多，無廢水處理問題，目前我國(guó)的垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目上被普遍采用。

2　酸性氣體的控制技術(shù)

焚燒產(chǎn)生的酸性氣體，主要包括：SO2、HCl與HF等，這些污染物都是直接由廢物中的S、Cl、F等元素經(jīng)過焚燒反應(yīng)而形成。諸如含Cl的PVC塑料會(huì)形成HCl，含F(xiàn)的塑料會(huì)形成HF。研究表明，一般城市垃圾中硫含量為0.12%，其中約30%～60%轉(zhuǎn)化為SO2，其余則殘留于底灰或被飛灰所吸收。

用于控制垃圾焚燒尾氣中酸性氣體的方法有干法、半干法和濕法三種方法。

對(duì)于二氧化硫可分為燃燒前脫硫、燃燒后脫硫和燃燒后脫硫，燃燒前脫硫主要是指火力發(fā)電廠的洗煤技術(shù)，燃燒中脫硫在循環(huán)流化床中可以考慮采用，由于我們主要采用機(jī)械爐排焚燒爐，因此二氧化硫的控制主要是燃燒后脫硫。

2.1干法

干法是將消石灰粉直接通過壓縮空氣噴入煙管或反應(yīng)器內(nèi)，使堿性石灰粉與酸性氣體充分接觸而達(dá)到去除的目的,可以同時(shí)去除二氧化硫和氯化氫。

反應(yīng)式如上，去除效率低，HCl在60%左右，SO2在30%左右。

干法+布袋除塵組合工藝也是焚燒廠中尾氣處理常用的方法。其優(yōu)點(diǎn)為設(shè)備簡(jiǎn)單、維修容易、造價(jià)便宜，石灰輸送管道不易阻塞；缺點(diǎn)是由于固相與氣相的接觸時(shí)間有限且傳質(zhì)效果不佳，常需超量加藥，導(dǎo)致藥劑的消耗量大，整體的去除率也較低，產(chǎn)生的反應(yīng)物及未反應(yīng)物亦較多，需要適當(dāng)處置。

2.2半干法

半干法實(shí)際上是一個(gè)噴霧干燥系統(tǒng)，利用高效霧化器將消石灰泥漿從塔底向上或從塔頂向下噴入干燥吸收塔中。煙氣與噴入的石灰漿可成同向流或逆向流的方式充分接觸并產(chǎn)生中和作用。由于霧化效果好，氣、液接觸面大，不僅可以有效降低氣體溫度，中和酸性氣體，且噴入的石灰泥漿中的水分可在噴霧干燥塔內(nèi)完全蒸發(fā)，不產(chǎn)生廢水。半干法與干法的最大不同在于噴入的堿性藥劑為乳狀，而非干粉，故需要一組調(diào)藥設(shè)備。反應(yīng)方程式如下：

半干法優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、投資少；壓差小、能耗低、運(yùn)行費(fèi)用低；耗水量遠(yuǎn)低于濕法、產(chǎn)生的廢水量少；霧化效果好、氣液接觸面大，去除效率高于干式法；操作溫度高于氣體飽和溫度，尾氣不產(chǎn)生白煙。

半干法缺點(diǎn)：噴嘴易堵塞；塔內(nèi)壁易為固體化學(xué)物質(zhì)附著及堆積；設(shè)計(jì)和操作時(shí)，對(duì)加水量控制要求比較嚴(yán)格。

2.3濕法

濕法的位置與干法及半干法不同，通常在布袋除塵器之后，煙氣中的顆粒物質(zhì)先被去除后，再由下部進(jìn)入濕式洗煙塔，首先噴入足夠的液體使尾氣降到飽和溫度，再與向下流動(dòng)的堿性溶液不斷地在填料空隙及表面接觸及反應(yīng)，使尾氣中的污染氣體有效地被吸收。

濕法中最常用的濕式洗氣塔是對(duì)流操作的填料吸收塔。填料對(duì)吸收率影響很大，要盡量選用耐久性與防腐性好、比表面積大、對(duì)空氣流動(dòng)阻力小以及單位質(zhì)量輕和價(jià)格便宜的填料。常用的填料是由高密度聚乙烯、聚丙烯或其他熱塑性材料制成的不同形狀的特殊填料。在選用填料時(shí)需重點(diǎn)考慮填料的大小，使用小直徑的填料雖可提高單位高度填料的吸收率，但是壓差也隨之增加，一般建議填料直徑不宜超過塔的直徑的1/20。

3　結(jié)語

近幾年，垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目迎來了國(guó)內(nèi)發(fā)展的高峰，隨著社會(huì)對(duì)環(huán)保關(guān)注的程度也逐漸增加，環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)也越來越嚴(yán)格，我們?cè)谧龊矛F(xiàn)有項(xiàng)目煙氣處理工藝的同時(shí)，也要不斷地優(yōu)化工藝，并跟上新技術(shù)的發(fā)展步伐，了解最新的發(fā)展動(dòng)態(tài)，做好工藝升級(jí)及項(xiàng)目提標(biāo)改造的準(zhǔn)備，為我們的環(huán)保事業(yè)積極的貢獻(xiàn)力量。