危險廢物焚燒過程中氮氧化物的排放控制

王 翾

（山西潞安化工集團煤基清潔能源有限責任公司，山西 長治 046200）

引言

所謂氮氧化物，事實上同時包含種類多樣的化合物，形如一氧化二氮氣體物質（N2O 氣體物質）、一氧化氮氣體物質（NO 氣體物質），以及二氧化氮氣體物質（NO2氣體物質）等。在目前已經(jīng)知曉的氮氧化物中，除卻NO2氣體物質之外，其他種類的氮氧化物均不具備化學穩(wěn)定性，其在遭遇到光照環(huán)境條件、潮濕環(huán)境條件，以及高溫環(huán)境條件下，將會轉變成NO 氣體物質，且NO 氣體物質后續(xù)還會轉變成NO2氣體物質。鑒于上述分析可以知道，基于職業(yè)生活環(huán)境中存在的經(jīng)由上述若干種氣體物質相互混合條件下形成的混合物通常被稱作硝煙，其中包含的主要物質是NO 氣體物質和NO2氣體物質，且尤其以NO2氣體物質的數(shù)量最多。遵照現(xiàn)有的研究成果，所有種類的氮氧化物氣體物質，均具備著某種作用強度的生物學毒性[1]。氮氧化物是引致發(fā)生酸雨問題的重要污染源頭；是引致發(fā)生光化學煙霧問題的重要原因；是引致發(fā)生大氣環(huán)境體系內部臭氧物質消耗問題的重要原因。氮氧化物能夠針對各類建筑物設施或者是名勝古跡設施施加腐蝕性損害作用，且能夠針對各類種植農作物的生長過程施加嚴重危害。

1 燃燒過程中氮氧化物產(chǎn)生的機理

從空氣污染物理論分析角度展開闡釋，所謂氮氧化物，通常指的是NO 氣體物質和NO2氣體物質。遵照氮氧化物在生成過程中遵循的基本技術機理，通常將其劃分處理成熱力型NOx物質，以及燃料型NOx物質兩個具體類別，其中熱力型NOx物質還可以被具體劃分成捷里德維奇NOx物質和快速型NOx物質[2]。

在危險廢物焚燒處理技術活動環(huán)節(jié)推進開展過程中，其實際產(chǎn)生的NOx物質，部分來源于垃圾中含N 元素有機物質的分解轉化過程，同時還有部分NOx物質，是在空氣環(huán)境中包含的N 元素基于氧化環(huán)境和高溫技術條件之中引致產(chǎn)生的。在危險廢物焚燒處理技術活動環(huán)節(jié)開展過程中，實際產(chǎn)生的NOx物質以NO 氣體物質占據(jù)95%的數(shù)量比例，同時還包含5%的NO2氣體物質。

在高溫燃燒技術環(huán)境之中，NOx物質主要基于NO 氣體物質形式存在，初始對外排放的NOx氣體物質之中，NO 氣體物質占據(jù)的數(shù)量比例約為95%。然而，分布在大氣環(huán)境內部的NO 氣體物質在與氧氣相互接觸條件下，將會轉變成NO2氣體物質，因此大氣環(huán)境中分布的NOx物質，以NO2氣體物質作為主要存在形式。

2 燃燒前及燃燒過程中的控制措施

2.1 原料控制

在針對危險廢物推進開展焚燒處理技術環(huán)節(jié)過程中，實際產(chǎn)生的NOx物質，其主要來源渠道在于危險廢物中包含的含氮元素化學物質[3]。

為支持確保焚燒處理技術環(huán)節(jié)結束后煙氣中包含的NOx物質總數(shù)量得到合理控制，實際送入焚燒爐技術設備內部的危險廢物需要運用適當方法展開配伍處置干預環(huán)節(jié)，控制維持焚燒處理原料中的氮元素物質含量在2.00%左右，繼而良好且穩(wěn)定地控制縮減物料焚燒處理技術環(huán)節(jié)開展過程中的NOx物質生成數(shù)量，降低處在后端位置的尾氣處理技術系統(tǒng)需要承擔的運行技術壓力。

2.2 低氮燃燒

在高溫燃燒技術環(huán)境之中，氧元素與氮元素在相互反應過程中會誘導生成NOx物質，且NOx物質的實際生成數(shù)量，與所處環(huán)境的溫度高低水平，以及氧氣物質的濃度水平具備密切相關性。焚燒技術環(huán)境的溫度水平越高，氧氣物質的含量水平越高，則實際產(chǎn)生的NOx物質數(shù)量就越多。

在焚燒處理技術環(huán)節(jié)推進開展過程中，要控制確保危險廢物能夠在接近或者是明顯低于理論空氣投放數(shù)量的技術環(huán)境之中推進完成燃燒過程，繼而伴隨著煙氣物質中實際包含的氧氣物質含量逐漸減少，通常能夠有效縮減或者是抑制NOx物質的生成數(shù)量。上述技術思路，是目前已知的能夠控制縮減NOx物質生成數(shù)量的最簡單技術操作方法，通常能夠支持NOx物質的排放數(shù)量縮減20%～30%。

然而，如果焚燒爐技術設備內部的氧氣物質濃度處在過低狀態(tài)（比如低于3%），通常會引致碳元素物質濃度快速持續(xù)提升，誘導增加化學不完全性燃燒熱損失數(shù)量，同時引致煙氣物質與飛灰物質中的碳元素物質含量水平顯著提升，并且同時引致危險廢物燃燒處理技術環(huán)節(jié)中的總體效率獲取水平發(fā)生顯著下降[4]。

鑒于上述分析，在具體推進開展針對焚燒處理技術工藝的設計工作環(huán)節(jié)和運行使用工作環(huán)節(jié)過程中，要注重選擇確定具備充分技術合理性的過量空氣系數(shù)。

2.3 分級燃燒

借由引入運用指向危險廢物的多級燃燒技術處理模式，能有效控制規(guī)避NOx的生成過程，其涉及的主要技術原理，在于將指向危險廢物推進開展的燃燒處理技術過程，劃分成若干個具體階段加以推進完成。

在燃燒處理技術過程中的第一時間階段，危險廢物基于回轉窯技術設備內部處在持續(xù)焚燒狀態(tài)，實際提供給回轉窯技術設備的空氣物質數(shù)量占據(jù)總燃燒空氣物質數(shù)量的50%～60%，客觀上能夠支持危險廢物基于氧氣物質供給數(shù)量相對缺乏的富燃料燃燒技術條件下推進完成干餾技術過程與燃燒技術過程。在此種技術情形之下，第一級燃燒區(qū)范圍之內對應的過量空氣系數(shù)技術參數(shù)項目α＜1，客觀上有效控制減低了燃燒區(qū)范圍之內的燃燒過程推進速度技術參數(shù)項目和溫度技術參數(shù)項目。從實際發(fā)揮的技術作用效果角度展開闡釋分析，上述技術方法在具體運用過程中不僅導致燃燒技術處理過程的推進時間被明顯延緩，且還在還原性技術環(huán)境中顯著降低NOx物質生成過程中的反應速率，縮減了NOx物質基于燃燒技術處理過程中的實際化生成數(shù)量[5]。

為支持確保完整化燃燒處理技術過程的推進完成，通常需要二燃室技術設備借由二次風供給技術方法實現(xiàn)針對完全燃燒過程中需要的其他空氣物質的供給過程，要致力于與第一級燃燒區(qū)內部基于控氧燃燒技術條件下引致生成的混合煙氣物質，基于α＞1的技術條件下，推進完成二次技術過程和完整燃燒技術過程。

3 氮氧化物的排放控制

3.1 非催化還原法（SNCR）

基于余熱鍋爐技術設備第一倉室組成部分的上半段結構內部安裝配置脫硝噴口技術組件，其能夠指向余熱鍋爐技術設備內部推進完成尿素溶液的噴入技術操作環(huán)節(jié)，支持實現(xiàn)基于非催化還原（SNCR）技術方法控制干預NOx物質生成數(shù)量的基本目標。在具體使用過程中，噴入尿素物質或者是氨水物質過程中應當契合滿足的溫度技術參數(shù)項目控制區(qū)間為900～1 100 ℃，尿素物質在脫除NOx物質過程中遵循的總體化學反應式如式（1）所示：

要遵照煙氣分析儀技術設備檢測獲取的NOx物質濃度高低水平，借由對調節(jié)閥技術組件的具體運用，調節(jié)干預尿素物質的實際噴入使用數(shù)量，繼而控制確保NOx物質在排放過程中能夠處在達標狀態(tài)，同時控制確保氨逃逸率處在恰當水平[6]。

要基于余熱鍋爐技術設備第一水冷壁室組成部分水冷壁上半段位置設置脫氮用孔洞結構，選擇運用尿素溶液物質推進完成脫氮技術過程，并且安裝配置使用尿素溶液霧化技術系統(tǒng)。

3.2 堿液吸收法

在危險廢物焚燒煙氣處理技術系統(tǒng)內部，通常設置有濕法脫酸技術系統(tǒng)組成部分[7]。

在濕法脫酸技術系統(tǒng)的具體化運行使用過程中，擇取運用NaOH 物質充當脫酸介質角色，堿性溶液物質和煙氣中包含的NO2氣體物質相互反應能夠引致生成硝酸鹽物質和亞硝酸鹽物質，繼而支持實現(xiàn)針對部分數(shù)量的NO2氣體物質的去除技術目標，最終控制縮減煙氣物質中實際包含的氮氧化物含量水平。

4 選擇性催化還原法（SCR）

4.1 SCR 工藝原理

所謂SCR 技術，就是要在釩催化劑物質發(fā)揮作用條件之下，將NH3選做還原劑，繼而將NOx物質還原處理成N2物質和H2O。NH3物質不能與尾氣物質中包含的殘余O2物質發(fā)生反應過程，而在選擇運用H2物質、CO 物質、CH4物質等還原劑類物質條件下，其在針對NOx發(fā)揮還原作用過程中，還能同時與O2物質發(fā)揮作用，客觀上可以將此種技術方法描述成“選擇性”技術方法。SCR 技術的基本原理示意圖如圖1 所示。

圖1 SCR 技術的基本原理示意圖

脫硝催化劑能夠附加發(fā)揮脫除二噁英物質與呋喃物質的技術功能，僅僅局限于脫除處置包含在氣相內部的物質成分，包覆在飛灰物質中的有害物質無法獲取到程度充分的脫除處理，且由于此部分的脫除技術功能需與催化劑活性面接受結構完成相互接觸過程，在存在飛灰物質的阻擋作用條件下，通常會引致脫除二噁英物質和呋喃物質的技術功能發(fā)揮過程遭遇到顯著局限性[8]。

4.2 工藝流程簡述

危險廢物焚燒處理技術系統(tǒng)中運用的脫硝還原劑物質，是約20%的氨水物質。

當脫硝技術系統(tǒng)投入具體化的運行使用條件下，還原劑物質借由輸送泵技術設備輸送到安裝配置在SCR 反應器技術組件上的雙流體噴槍技術組件內部，之后在與壓縮空氣物質相互混合經(jīng)歷霧化作用條件下進入到煙氣技術系統(tǒng)內部，且經(jīng)由霧化處理的氨水物質借由高溫煙氣物質施加的熱解氣化作用生成氨氣物質，氨氣物質后續(xù)經(jīng)歷脫硝反應技術過程。

4.3 氨逃逸控制描述

脫硝技術系統(tǒng)內部具備兩項主要調節(jié)控制技術參數(shù)項目：煙囪技術組件出口位置NOx技術參數(shù)項目；煙囪技術組件出口位置氨逃逸技術參數(shù)項目。

在排出煙氣物質中NOx物質含量達標條件下，應當針對氨氣物質的逃逸濃度技術參數(shù)項目推進開展恰當合理控制環(huán)節(jié)，避免氨類物質的實際噴入數(shù)量更多。

5 結語

綜合梳理現(xiàn)有研究成果可知，在危險廢物焚燒處理技術活動環(huán)節(jié)開展過程中，想要實現(xiàn)對氮氧化物排放環(huán)節(jié)的有效控制，必須采取措施控制干預物料中的N 元素物質含量，借助于對焚燒溫度參數(shù)和氧濃度參數(shù)的控制，支持實現(xiàn)低氮燃燒技術狀態(tài)。