煙氣污染治理技術在生活垃圾焚燒發電廠中的應用

林文華

（廣州迪斯環保設備有限公司，廣東廣州 510330）

與生活垃圾填埋技術、裂解技術等相比，生活垃圾焚燒處理技術具有技術先進、占地少、可能源回收等優點，故在生活垃圾處理中得到廣泛應用。然而，因生活垃圾的成分較為復雜，在焚燒時煙氣會產生一些有毒有害污染物，如酸性氣體（SO2、NOx和HCl）、粉塵、重金屬等，這些物質直接威脅到生態環境和居民健康，因此，務必對焚燒煙氣進行處理，合格后再排放。煙氣污染治理技術是有效控制生活垃圾焚燒發電廠煙氣污染的關鍵。本文結合工程實例，就生活垃圾焚燒產生的煙氣治理工藝進行探討，通過此工藝的應用，提升了煙氣治理水平和環境效益。

1 煙氣凈化處理技術

垃圾焚燒煙氣處理系統主要由脫硝系統、脫酸系統、活性炭吸附系統、布袋除塵系統等組成。在本項目煙氣凈化處理過程中，為了滿足歐盟2010煙氣排放標準，采用組合式煙氣凈化工藝，即“SNCR+SDA半干法脫酸+煙道活性炭噴射+布袋除塵器+濕法+SCR”工藝，以去除煙氣中酸性氣體、粉塵及重金屬。煙氣凈化系統布置于余熱鍋爐后面，整套系統主要設備有SNCR、SDA反應塔、活性炭噴射系統、布袋除塵器、洗滌塔及SCR反應器。

1.1 脫氮

本項目采用SNCR和SCR工藝相結合來去除煙氣中的NOx。其中，SNCR非催化還原是一種常用的NOx脫除技術，具有經濟實用性強、設備操作簡單、無須催化劑等優點，但同時也存在一些缺陷，如反應溫度條件苛刻，脫硝效率相對較低，常規50%左右，且容易氨逃逸。

相對于SNCR技術而言，SCR催化還原脫硝技術效率高達90%以上。在O2和催化劑存在條件下，用還原劑NH3將煙氣中的NOx還原為N2和H2O。根據催化劑的活性溫度區間，可分為高溫SCR（280～420℃）、中溫SCR（210～250℃）、低溫SCR（160～200℃）。垃圾焚燒行業采用低溫SCR較多，以節省能耗。

1.2 SDA半干法+濕法脫酸

此工藝主要是利用SDA反應塔的霧化器將石灰漿液進行霧化，在反應器內與煙氣內的酸性氣體充分混合接觸發生中和反應，達到去除煙氣里酸性氣體的目的。生活垃圾焚燒過程中所產生的煙氣，均可通過此系統脫除酸性氣體。此系統主要由多個子系統及設備組成，包括石灰漿制備系統，以及反應塔、霧化器等設備。該工藝處理流程如下：石灰漿經制備系統制備完畢后經漿泵輸送至反應塔旋轉霧化器霧化，同時加入調溫水，控制出口溫度建立適合反應的溫度場，漿液與酸性氣體發生中和反應去除酸性氣體。

濕法脫酸也由多個系統及設備組成，如循環水系統、冷卻水系統、制備系統以及濕式洗滌塔等組成。其中，濕式洗滌塔分為冷卻部和吸收減濕部。當煙氣進入冷卻部時，將冷卻液噴入煙氣當中，將煙氣溫度冷卻至65℃。吸收液在吸收過程中，經過霧化噴入煙氣當中，再與煙氣發生反應，從而達到去除SO2和HCl等氣體的目的。

1.3 活性炭噴射吸附二噁英及重金屬

二噁英因與水難于相溶，而在生物體內易于溶解于脂肪而積累，難以將它排出；由于蒸汽壓較低，在一般環境溫度下物質將難以從表面將它揮發；如果其溫度高于700℃，就會開始分解。在垃圾焚燒煙氣中由于含有二噁英，需在煙氣進入布袋除塵器前噴入活性炭吸附二噁英及重金屬。但由于這些炭粉隨煙氣進入布袋除塵器會停留在布袋的表面，可繼續進行吸附凈化。

活性炭噴射系統主要由控制系統與多個設備組成，有噴射風機、起吊裝置、活性炭倉和氣力輸送分配器等。其中，當活性炭進入給料機時，可以隨注入風機進入煙道，可將二噁英和重金屬去除，且在布袋除塵器與脫酸反應器之間設置活性炭注入點，并與煙道相連，運用變頻系統對螺旋對料機進行控制，且實現活性炭加入量的有效調節。

1.4 布袋除塵器

布袋除塵器具有煙氣除塵處理功能，可以將煙氣里含有的灰塵進行過濾。其過濾過程如下：先在布袋外表面過濾，固體顆粒就會被截留，并形成塵餅。塵餅里過量的反應劑繼續與煙氣中的酸性氣體發生反應，進而提高去除效率。在重力及壓縮空氣噴吹作用下，粉塵掉進除塵器灰斗，灰斗配有電伴熱裝置防止飛灰黏結。飛灰經過旋轉卸灰閥，再排至輸灰系統。

除塵器清灰可結合除塵袋壓降值進行確定，再計算壓降值。同時，應及時清理倉室內的濾袋，直到壓降以后，再次回落相應的程度。該系統還設有離線清灰功能，當一個倉室關閉進行維護時，這個倉室同煙氣完全隔離（其他倉室仍在正常工作）并進行清灰。

除塵器可實現灰塵的料斗的收集，在設計時，要充分考慮到防塵作業，避免出現聚集。在料斗壁上裝設空氣炮，可防止灰料斗沉積，避免發生橋塞現象。料斗上還設有一個足夠大的檢修門，每個檢修門上都裝有人工操作的能快速關閉的密封門以及其他必要的檢查口。

2 煙氣排放標準及監測結果分析

2.1 煙氣排放標準

本項目采用超標率分析法進行煙氣排放分析，各監測因子的現狀監測評價標準如表1所示。

表1 各監測因子現狀監測質量評價標準

2.2 環境監測結果

將多個環境空氣監測點布設于評價區域內，對煙氣特征污染物指標（HCl、Hg、二噁英）和常規指標（SO2、NOx）進行監測。其中，在二噁英監測布點時，應結合相關要求，在廠區污染物最大落地濃度點附近和和廠址全年主導風向下風向最近敏感點布設1個監測點。監測指標情況如表2所示。

表2 常規監測指標監測統計表

由表2得知，本項目大氣評價范圍內,半干法+濕法脫酸法具有良好的應用效果，能夠有效去除煙氣中的SO2和HCl等氣體，其檢測數值處在標準規劃范圍內。其中，SO2的1h濃度小于0.007～0.044mg/m3，24h濃度小于0.004～ 0.020mg/m3，最大濃度占標率為13.3%；HCl濃度小于0.003～0.023mg/m3，最大濃度占標率為46.0%。

SNCR+SCR組合工藝可去除煙氣中的NOx，脫除效果良好，NOx的1h和24h濃度小于0.015～0.064mg/m3和小于0.006～ 0.051mg/m3，其檢測數值處在標準規劃范圍內。

通過活性炭噴射吸附技術對煙氣中的二噁英和重金屬進行吸附，具有良好的吸附效果。利用活性炭吸附Hg元素可有效降低濃度至檢測限度范圍內；Pb元素最大濃度占標率為2.1%，且24h濃度范圍為0.003～0.021μg/m3，可見，此數值班控制在標準限值之內；Cd元素最大濃度占標率為46.5%，24h濃度范圍為0.000 34～0.006 51μg/m3，未存在超標現象；二噁英最大濃度占標率為37.2%，處在標準限值范圍內。

3 結論

綜上所述，煙氣處理技術在垃圾焚燒發電廠污染物去除中發揮著關鍵性的作用，這些污染物得到了有效控制，其處理結果如下：

1）本項目采用SNCR+SCR相結合技術，達到去除煙氣中的NOx的目的，環境監測點的NOx經脫氮后，其濃度處于標準限值范圍內。

2）SDA半干法+濕法可以有效脫除煙氣中的酸性氣體，減少對周邊環境的影響，24h濃度的最大占標率為51.0%，未有超標現象。

3）本項目采用噴入活性炭吸附煙氣中的二噁英及重金屬。先將活性炭吹入布袋除塵器入口前煙道中，對煙氣中二噁英及重金屬進行捕捉，布袋除塵器進行粉塵收集，以達到去除重金屬的目的。經監測，廠區環境中Cd、Pb的濃度得到了很好的控制，經監測發現二噁英濃度較低，最大濃度占標率為37.2%?？梢?，二噁英治理效果良好。