烟气净化技术的适用性分析

马 剑

（天津泰达环保有限公司，天津 300350）

烟气净化技术经历30多a的发展过程，已在各行各业的烟气污染治理方面得到了广泛应用和推广。随着世界各国对环境保护问题的重视，烟气净化已成为一项新兴的环保产业而得到迅速的发展。目前已投入应用的烟气净化技术有10余种，主要通过脱酸、脱硝、吸附、除尘等处理系统来达到净化效果，各类烟气净化技术在垃圾、污泥焚烧等二恶英重点排放行业中均已成功应用并趋于成熟，但我国殡葬行业在环境保护、节能减排方面存在巨大差距，迫切需要加快火化烟气治理技术的发展进步，提升行业的可持续发展竞争力，笔者基于殡葬行业的自身烟气排放特点，就目前国内外主流烟气净化技术在该行业的适用性进行分析探讨，为相关产品的后续应用与产业化提供初步指导。

1 国内殡葬污染物排放量

火葬是将遗体及随葬品在高温给氧条件下快速焚化的过程，中国环境科学研究院的检测结果显示[1]，火化烟气中的有害物质多达10余种，主要包括颗粒物、二氧化硫、氯化氢、重金属（汞）及二恶英等持久性有机污染物。而我国现阶段火化及消烟除臭设备还比较落后，绝大多数火化机没有安装烟气净化设备，直接危害殡仪职工的身体健康及外部环境。据民政部统计资料显示[2]，2009年全国火化遗体达到454.2万具，遗体火化各污染物排放总量见表1。

由测试统计结果可知，火化烟气中污染物年排放总量高达数百吨，且呈逐年快速增加趋势。在2007年的《中华人民共和国履行〈关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约〉国家实施计划》中，将遗体火化作为与垃圾焚烧行业、造纸行业、钢铁行业、有色金属再生行业、化工行业并列的优先开展二恶英减排的六大重点行业之一。

表1 2009年遗体火化污染物排放总量

2 国内殡葬行业的烟气排放特征

通过文献查阅及现场的调研考察获知，目前国内殡仪馆均安装多台火化机（少则3～6台，多则10～15台），且运行操作相对独立，没有严格的逻辑顺序关系。同时，火化烟气的排放量相对较低，单台火化机的烟气量通常仅为3 000～6 000 m3/h。遗体火化机与废物焚烧炉的烟气成分相似且含量的波动变化更大，不仅排放烟气中的颗粒物、SOx、HCl等去除技术是必要的，而且烟气中二恶英类和重金属类物质的减排技术也是重要的，需要采用适宜有效的组合技术进行处理。国内外废物焚烧炉烟气的净化系统配置有多种方案，主要体现在脱酸系统和除尘系统的不同组合，即一般选用酸性气体吸收、除尘及活性炭吸附的组合方式。此外，火化烟气中的各类污染物排放量相对较低，以酸性气体为例，设备脱酸效率超过50%即可实现烟气达标排放，即根据环保部近期出台的《火葬场大气污染物排放标准（征求意见稿）》中的污染物排放限值。

综上可知，针对每台火化机，适宜采用单独的烟气净化处理系统。考虑到现有火葬场的场地及成本问题，每套净化系统应兼具占地面积小、结构紧凑、无二次污染及价格低廉等特点，而烟气综合处理效率适中即可。

3 除尘系统的选择

对于焚烧烟气除尘，现主要以静电除尘器和袋式除尘器为主。与静电除尘器相比，袋式除尘器具有以下特点：对亚微米粒子的捕集性能，袋式除尘器高；袋式除尘器出口的灰尘浓度基本不受入口浓度的影响，但电除尘器受入口浓度的影响较大，入口浓度超过设计值，出口浓度不能达到要求值；灰尘的比电阻对电除尘器的集尘性能有很大影响，这个比电阻因灰尘组成的操作温度而异；在上游设置半干式、干式洗涤的场合，污染物可在袋式除尘器中的粉尘层内进行吸收反应，而在电除尘器捕集板上的粉尘层内不会发生反应，因此在除去同等酸性气体时，使用电除尘器吸收剂用量会增加30%左右。

对于火葬场烟气，其燃烧时间短，烟气成分相对波动较大，二恶英含量高，且灰尘颗粒多集中于微米及亚微米级别。此外，在300℃左右运行时，在电除尘器内有再次合成产生二恶英的可能，而且由于袋式除尘器的高温耐久性的提高和其集尘性对控制灰尘中含有的二恶英排放很有效，可知袋式除尘器在火葬场烟气治理领域的应用更具适用性。

4 脱酸系统的选择

4.1 湿法烟气脱酸+袋式除尘组合技术

该系统的典型工艺流程如图1所示，脱酸部分包括碱液的配制、储存与输送设备、冷却洗涤塔设备、洗涤污水的后处理设备等。在该系统中，大部分烟气污染物均经洗涤后进入洗涤浆液，经过滤及稳定化等一系列污水处理步骤后达标排放。

湿式洗涤法对酸性气体的去除效果好（脱酸率可达98%以上），吸收剂消耗量小。但湿式洗涤法存在流程复杂、配套设备较多、需后续污水处理等问题，导致占地面积大、系统投资费用及维护费用高、操作管理繁杂等。处理后的烟气因温度降低至露点以下，还需再加热，以防止烟囱出口形成白烟现象，造成不良景观。鉴于国内面临的火葬场烟气治理项目均属于后期改造项目，对场地及维护有特殊要求，因而湿式洗涤法并不适用。

图1 湿法烟气净化组合工艺流程

4.2 半干法烟气脱酸+袋式除尘组合技术

该系统的典型工艺流程如图2所示，其净化过程是将烟气从较高温度降到设定温度，并喷入碱性吸收剂使之与烟气中的酸性气体反应且同时得到干燥的盐类产物，再用袋式除尘器加以回收。即将碱性吸收剂与烟气中的酸性气体进行充分的传质传热，不但提高了脱酸效率，同时也可以使反应生成物得到干燥，避免废水等二次污染产生。

图2 半干法烟气净化组合工艺流程

半干法工艺已较成熟，与湿法喷淋相比，流程简单、占地小、投资及运行费用低、操作方便、无二次污染、不存在结垢堵塞及腐蚀等问题，仅脱酸效率略低（80%～90%）。此外，该系统对烟气负荷波动适应性好，吸收剂用量可快速响应烟气中污染物浓度，与袋式除尘器配合使用还可进一步提高烟气处理效果，因而较湿式洗涤法更适用于火葬场烟气治理项目。

4.3 干法烟气脱酸+袋式除尘组合技术

该系统的典型工艺流程如图3所示，其净化过程是在烟气急冷塔顶部喷水使烟气降温，同时在烟气急冷塔出口烟道上喷入干态碱性吸收剂与烟气中的酸性气体进行充分脱酸反应，得到干燥的盐类产物，再用袋式除尘器加以回收。它没有前2种方法的吸收液制备、储存及喷淋（雾）过程，因而工艺及设备流程最为简单，设备少，投资及运行费用非常低廉。

图3 干法烟气净化组合工艺流程

干法工艺较成熟，与前2种方法相比，不仅占地、投资及运行费用等条件最佳，且兼具半干法无污染、无腐蚀、适应性好等优点。不足的是，由于干态碱性吸收剂是依靠烟气急冷塔内喷入的水雾来增湿，故增湿活化效果较差，因而对酸性气体的去除效果较差（60%～70%）。对于火葬场烟气净化项目，各类污染物的排放量相对较低，干法工艺的脱酸效率可以满足其50%以上的脱酸要求。因此，经综合比较后可知，干法烟气脱酸+袋式除尘组合技术在火葬场烟气净化项目中最为适用。

5 结论

1）根据国内火葬场烟气排放特征，针对火葬场内的每台火化机，适宜采用单独的烟气净化处理系统，并选用脱酸、除尘加活性炭吸附的组合方式。考虑到现有火葬场的场地及成本问题，每套净化系统应兼具占地面积小、结构紧凑、无二次污染及价格低廉等特点，而烟气综合处理效果适中即可。

2）对火葬场烟气除尘系统的选择进行分析，就同领域内主流的静电除尘器和袋式除尘器而言，袋式除尘器更适用于火葬场烟气净化。

3）对火葬场烟气脱酸系统的选择进行分析，与湿法烟气脱酸+袋式除尘组合技术以及半干法烟气脱酸+袋式除尘组合技术相比，干法烟气脱酸+袋式除尘组合技术具有流程简单、设备少、占地小、投资及运行费用低、无二次污染、无腐蚀、适应性好等诸多优点，且脱酸效率也完全满足系统要求，因而最适用于火葬场烟气净化。

由以上对火葬场烟气净化技术的适用性分析，在设计烟气净化系统时，需充分考虑其中各种污染物产生量的变化以及物理、化学性质对净化效果的影响，通过对实际情况分析比较，采用安全可靠、经济合理、操作方便的烟气净化方式。

[1]王玮，肖成龙，李大涛，等.中国火葬场二恶英类污染物排放及减排技术研究[J].环境科学学报，2006，26（8）：1246-1251.

[2]朱勇.殡葬绿皮书（2010）[M].北京：社会科学文献出版社，2010.