生活垃圾焚烧发电厂烟气净化工艺研究

生活垃圾焚烧发电厂烟气净化工艺研究

张建军 1 刘震 2

1 光大理工环境技术研究院（青岛）有限公司 山东 青岛 266033

2青岛益堃达热能设备有限公司 山东省 266000

摘要：随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们逐渐意识到可持续发展的重要。随着生活垃圾产生量不断增加，中国各地加大了垃圾焚烧发电厂建设力度。生活垃圾在焚烧过程中会产生大量污染物，其中主要含有颗粒物、HCl、SO₂、NO_x、HF、二噁英、重金属等大气污染物。随着污染物的排放总量不断攀升，国家和地方对污染物的排放限值也日趋渐严，现已出台的相关地方标准和政策中，因此生活垃圾焚烧发电厂必须实施切实可行的污染物控制措施。本文就生活垃圾焚烧发电厂烟气净化工艺展开探讨。

关键词：生活垃圾；焚烧烟气；净化处理技术

引言

城市生活垃圾焚烧发电在解决当前城市固体废弃物污染问题、改善城市能源供需矛盾问题方面均发挥着重要作用。但是生活垃圾焚烧发电过程中会产生大量烟气，其中存在诸多有毒有害物质，若是处理不当，则有可能造成严重的环境污染。

1城市生活垃圾焚烧发电的意义

目前，城市生活垃圾的处理方式主要包括填埋、堆肥及焚烧制能三种类型。填埋、堆肥需要较大的场地，占用了大量的耕地资源，且会给周围的生态环境造成严重污染。同时，垃圾填埋场、堆肥场的消纳能力有限，面对与日俱增的生活垃圾产生量，逐渐显露颓势。城市生活垃圾焚烧发电的意义体现在以下几方面：（1）生活垃圾焚烧发电通过对垃圾进行焚烧处理，可达到“减量化”的效果。高温焚烧可有效减小垃圾的体积，减少其占地面积，达到减容的效果，焚烧后垃圾的体积一般情况下仅为其焚烧前的5%～15%。（2）生活垃圾焚烧发电通过对垃圾进行焚烧处理，可达到“无害化”的效果。高温燃烧能有效分解垃圾中的有害物质，从而能减轻甚至消除后续处理中对生态环境造成的不利影响；垃圾焚烧可以避免填埋场、堆肥场释放气体中的恶臭，减少浸出液中的污染物；焚烧过程中的高温，可以将垃圾中的多种有害病原菌彻底消灭。（3）生活垃圾焚烧发电通过对垃圾进行焚烧处理，可达到“资源化”的效果。焚烧过程中产生的热量，能用来发电、供热，实现了资源二次利用。

2生活垃圾焚烧烟气的主要构成成分

因此在对生活垃圾焚烧烟气进行净化处理时，相关工作人员首先要做的就是对烟气污染物的主要成分进行充分了解，在垃圾焚烧发电厂排放的烟气中，主要含有氮气和二氧化碳、氧气以及水蒸气等无害物质，这些无害物质大约会占到烟气的99%。因为垃圾成分在焚烧时具有不可控性，因此在进行垃圾焚烧时，所含有的有害物质大约在1%左右。与与燃煤烟气相比，垃圾，所产生的烟气具有独特的特点，比如烟气含湿量较大；烟气中所含有的有毒物质，并且包含了很多微量元素。除此之外，烟气的成分相对来说，也较为复杂；烟气中也有能够致癌的成分；烟气粉尘的直径较小，并且具有很高的黏度；因此在对其进行处理时，要有具体的解决措施和方法来进行。

3生活垃圾焚烧发电厂烟气净化工艺

3.1除尘技术

为去除烟气中的烟尘，应采取除尘工艺将烟气中的颗粒物分离出来。在对除烟装置进行安装时，应将离心力、扩散附着力及惯性力、动力等当作除尘的作用力，并通过应用布袋除尘器、静电除尘器等除尘装置对这些作用力进行有效利用。布袋除尘器借助过滤袋将烟气中的烟尘过滤、筛选出来，实现烟气、烟尘之间的有效分离，烟尘附着在过滤袋上，可采取喷吹等方式清除过滤袋上的烟尘。这种方式具有除尘效率高、使用方便、维护简单的优势。静电除尘器借助高压负极放电产生的电晕，将带负荷电的颗粒物从烟气中分离出来。这两种除尘装置均可有效去除烟气中的二口恶英、小颗粒烟尘。

3.2SCR技术

SCR技术是在O₂和催化剂存在条件下，反应温度300~420℃，用还原剂NH₃将烟气中的NO_x还原为N₂和H₂O。根据催化剂的活性温度区间，可分为高温SCR（280~420℃）、中温SCR（210~250℃）、低温SCR（120~200℃）。近年来低温SCR催化剂得到了广泛研究，主要有锰系催化剂、钒系催化剂及活性焦催化剂。目前国内垃圾发电项目中采用中低温钒系催化剂比较多，其反应温度主要在180~230℃。钒系中低温催化剂是通过优化催化剂配方，通过调变钒的比例和添加低温活性助剂，在150~300℃表现出较高的脱硝活性，相关研究表明，通过改良后的钒基低温催化剂在温度高于200℃，在35%水蒸气含量下，气速2m/s时，60cm长催化剂的脱硝效率仍可以达到85%；在180℃时，当SO₂浓度为1000mg/m³，气速2m/s时，催化剂活性稳定，脱硝效率可达到95%，当引入15%水蒸气时催化剂活性降低，脱硝效率仍达90%。SCR反应器布置于脱酸塔和布袋除尘器之后，从而可使催化剂在低尘、低SO₂的烟气环境中工作，减轻了催化剂的堵塞磨损问题，同时也可避免催化剂的中毒失活问题，延长催化剂的使用寿命。

3.3脱硝处理技术

在进行生活垃圾焚烧烟气净化处理时，脱硝处理主要针对氮氧化物，也是需要引起相关工作人员注意的，对于氮氧化物的脱除技术水平的提高在一定程度上能够提升烟尘净化的质量。在对生活垃圾焚烧烟气中的氮氧化物进行脱除时，其主要内容包括氮氧燃烧控制技术、选择性非催化还原技术、选择性催化还原技术。就现阶段而言，在进行氮氧化物进行脱除时，是根据氮氧化物燃烧控制技术能够达到国家排放的标准。除此之外，对于选择性非催化还原技术而言，对于这种技术主要是在没有催化剂的前提下所使用的，并且在该项技术使用的过程中还会使用具有氨基的还原剂以及是在温度适宜的情况下进行的，这样能够有效保证氮氧化物脱除技术的质量。选择性催化还原是在氧气与非均相催化剂存在的情况下进行的，并且也会使用合适的还原剂，从而使得烟气中的氮氧化物与其发生化学反应，以此来达到氮氧化物脱除的效果。在进行氮氧化物脱除时，相关工作人员也会采用联合烟气脱硝技术，这种技术的使用在一定程度上也能够促进氮氧化物脱除质量的提升。

3.4半干法脱硫

吸收剂选择石灰石或石灰，使得锅炉尾部烟气与吸收剂充分接触，发生化学反应。浆液内的碳酸钙与S0,反应，产物为石膏，期间还可以有效清理烟气中的HCl, HF等多类污染物。半干法脱硫系统宜布设在焚烧炉烟气出日处，消石灰和颗粒物均呈悬浮状态，工业水与压缩空气混合并经过喷嘴雾化处理，进人反应塔后也同样具有高传质速度，并与烟气充分混合发生化学反应，活化反应离子。此过程中塔内温度较前期有所降低，Ca(OH)₂与HCl、 HF等物质也能够发生反应。氢氧化钙颗粒经过活化后，可快速与酸性物质(包含SO₂等)接触并反应，由此得到CaS0₄等产物。随着冷却进程的持续推进，二德英等物质与重金属凝结，形成的干态产物按不同的途径流动，其中多数均进人袋式除尘器，少部分进人反应塔塔底，通过该处的排灰口外排。

结语

总的来说，随着社会经济的发展以及为了响应国家保护环境的号召，在对垃圾进行处理时具有了更高的要求，其中在对垃圾进行焚烧处理时，垃圾焚烧发电厂实施超低烟气排放改造的相关技术需要进行革新。在以后对垃圾进行焚烧处理时，要引导人们对垃圾进行分类。

参考文献

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[2]韩松.城市生活垃圾焚烧烟气净化技术研究[J].中国环保产业,2020（06）:44-47.

[3]李剑锋.生活垃圾焚烧烟气净化处理技术分析[J].科技风,2020（12）:145.