烟气再循环技术在垃圾焚烧中的效果分析

张建东

（青岛荏原环境设备有限公司 ，山东 青岛 266000）

引言

随着生活垃圾焚烧发电产业在国内的方兴未艾，垃圾焚烧产生的烟气处理问题已成为人们日益关心的话题。德国、日本等发达国家的垃圾焚烧行业起步较早，在烟气处理方面的技术已相当成熟，许多垃圾焚烧发电厂就坐落人口密集的闹市区，甚至有些企业已基本实现了污染物的零排放。因此，如果能够将国外的先进技术引进并严格实施，那么垃圾焚烧就不会像人们所想象的那么可怕了。下面就着重介绍一种较先进的烟气处理技术——烟气再循环。

1 常规烟气处理技术的介绍

垃圾焚烧发电厂的烟气处理工艺与燃煤火电厂基本相似，主要包括脱硫、脱硝和除尘等。

1.1 脱硫技术 传统的脱硫方法包括干法、半干法和湿法，干法和半干法指的是在烟气中逆流或顺流喷射石灰粉、石灰浆/氢氧化钠溶液，与烟气中的硫化物反应生成硫酸盐后经除尘装置脱去。湿法脱硫是让烟气经过氢氧化钠等碱性溶液水洗后去除SOx。总体来说，若不考虑溶剂的腐蚀性和经济性等因素，湿法脱硫效率要高于干法和半干法。

1.2 脱硝技术 传统的脱硝方法有多种，主要包括低空气比燃烧技术和NOx还原技术两大类。低空气比燃烧技术是指让物料在“缺氧”状态下燃烧，以降低NOx的生成量。本文主要介绍的烟气再循环技术事实上也是基于低空气比燃烧的一种具体措施。NOx还原技术主要包括选择性催化还原（即SCR）和选择性非催化还原（SNCR）两种方法。两种方法使用的还原剂都是一样的，主要是氨水和尿素等。区别在于是否使用催化剂，脱硝效率方面SCR技术要高于SNCR技术。

1.3 除尘技术 除尘主要是为了将烟气中的不燃物、灰尘颗粒、重金属以及脱硫脱硝产生的盐类除去，同时会去掉为吸附二噁英而在烟气中喷射的活性炭颗粒。除尘通常包括静电除尘和布袋除尘两种方式，静电除尘成本较高，除尘效率也比布袋除尘略高，而在垃圾焚烧发电厂中布袋除尘方式应用更广一些。

2 烟气再循环技术的原理

2.1 原理 如前文诉述，烟气再循环技术的基本原理是为降低NOx的生成而使用的低空气比燃烧技术，属于脱硝技术的一种。在生活垃圾焚烧系统内，烟气再循环风机从布袋除尘器出口至引风机之间的管道上抽取部分烟气作为二次风的一部分从焚烧炉的顶部吹入炉内以起到搅拌作用，实现高温燃烧，抑制 CO及二噁英的产生。同时为了控制排烟中的氧含量在合理的范围内抽取部分一次空气从单独的喷嘴中喷入炉内，以减少CO的产生。布置有烟气再循环的系统图如下所示：

2.2 优势 在垃圾焚烧系统内采用烟气再循环技术后，可以将系统尾部的烟气抽出代替二次风供入焚烧炉内相应的部位，有效降低该区域的氧气浓度，有效抑制NOx的生成。由于使用烟气再循环技术后，出口烟气的NOx值可以小于欧Ⅱ标准要求的200m g/Nm3水平。因此，在同一个系统内可以完全替代价格昂贵的SCR和SNCR脱硝技术， 节省了尿素或氨水等消耗品的使用，为整个垃圾焚烧发电厂的运营带来了可观的经济效益。当然，也有些企业烟气再循环装备和SNCR/SCR脱硝装备同时设置，不过SNCR/SCR通常只是作为备用而已。

3 烟气再循环技术的实际应用

目前烟气再循环技术在国内已被多家垃圾焚烧发电厂应用，运行效果良好。现在就以由青岛荏原设计的漳州蒲姜岭生活垃圾焚烧发电厂的焚烧系统为例，来说明在不同工况下，使用和不使用烟气再循环技术对烟囱入口烟气中各污染物含量的影响。

表1 再循环烟气量与污染物含量对应关系

从上表我们不难看出，随着再循环烟气量的不断增加，NOx的含量在逐渐减少，且成加快趋势。当再循环烟气量增加到9.2%时，NOx含量就减少了32%。由此也可以证明，仅使用烟气再循环技术，就可以有效地将NOx排放值控制在合理范围内。

4 对抑制二噁英产生的效果

烟气再循环技术不但可以有效地降低NOx排放量，而且在抑制二噁英的产生方面也效果显著。

二噁英是一类物质的总称，包括多氯联苯并二噁英（PCDDs）、多氯联苯并呋喃（PCDFs）和多氯联苯（PCBs），一般情况下把前两类物质简称为二噁英。二噁英通常为一种白色晶体，熔点为305℃，在500℃时开始分解，800℃时完全分解。根据二噁英的性质，目前在垃圾焚烧炉设计时都采用3T原则，即烟气要在800℃以上停留2秒，同时对燃烧室内的高温区通入二次空气，以充分搅拌混合增强烟气的湍流度。实验证明，这是抑制二噁英产生的有效手段。

在抑制二噁英产生的3T原则中，有一项是在高温烟气中通入二次空气以实现混合搅拌。烟气再循环技术与这一原则正好吻合，而且烟气再循环技术还可以将焚烧系统尾部未分解的残留二噁英重新带入燃烧室内，进行二次分解。因此可以说，烟气再循环技术与普通的在燃烧室内通入二次风的技术相比，可以更彻底的分解二噁英。

5 结语

综上所述，烟气再循环技术在降低烟气中NOx含量和抑制二噁英的产生两方面都有着重要的作用。因此，国内越来越的垃圾焚烧发电厂都将烟气再循环技术作为烟气处理的重要手段。

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