垃圾焚烧过程中产生的氮氧化物和酸性气体的控制技术

丛　纬　赵石铁

（光大环保（中国）有限公司广州深圳518040）

垃圾焚烧过程中产生的氮氧化物和酸性气体的控制技术

丛纬赵石铁

（光大环保（中国）有限公司广州深圳518040）

垃圾焚烧过程中产生的氮氧化物和酸性气体的治理从原理上可分为吸收和吸附两个方面，对于SO2、HCl与HF的治理主要是化学吸收，NOX的的去除同时包括吸附和吸收的过程、本文着重垃圾焚烧过程中产生的氮氧化物和酸性气体的控制技术。

氮氧化物；酸性气体；控制

1　氮氧化物控制技术

1.1选择性催化还原法（SCR）

原理：利用还原剂在催化剂作用下有选择性地与烟气中的氮氧化物发生化学反应，生成无害的氮气和水蒸气。其反应较复杂，可同时发生还原和氧化反应，

还原剂：对于氮氧化物而言，成为氮气发生还原反应，需加外加还原剂：氨气、一氧化碳、氢气都可以，但是氨对应的效率最高。

SCR按催化剂的安装位置有三种布置方式：高温高尘布置、高温低尘布置和低温低尘布置。目前，从节能角度考虑，普遍采用的是高温高尘的布置方式。

氨储存和制备系统：液氨：投资、运输和使用的成本最低，安全性风险隐患大；氨水：20%～30%的浓度，体积大、运输、储存成本高；尿素：固体颗粒，安全无害，要通过热解和水解制备氨气，初期投资大。

控制系统：根据进气中NOX的量调节氨的喷入量。

硫酸铵和硫酸氢铵：硫酸氢铵是一种具有腐蚀性和极强吸附性。在SCR反应器的下游，空气的预热器部分随着温度的降低，两者析出，造成大量灰分沉积在金属表面和卡在催化剂层间，引起堵塞。

1.2选择性非催化还原法（SNCR）

原理：无催化剂，反应温度高，在800～1000℃，在炉膛中反应，适用于去除率要求不高于40%的反应情况下。投资小，但还原剂耗量大，温度窗口窄，效率低。

以氨气为还原剂：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

以尿素为还原剂：（NH4）2CO→2NH2+CO

NH2+NO→N2+H2O

CO+NO→N2+CO2优点：相比SCR，成本低廉很多，无废水处理问题，目前我国的垃圾焚烧发电项目上被普遍采用。

2　酸性气体的控制技术

焚烧产生的酸性气体，主要包括：SO2、HCl与HF等，这些污染物都是直接由废物中的S、Cl、F等元素经过焚烧反应而形成。诸如含Cl的PVC塑料会形成HCl，含F的塑料会形成HF。研究表明，一般城市垃圾中硫含量为0.12%，其中约30%～60%转化为SO2，其余则残留于底灰或被飞灰所吸收。

用于控制垃圾焚烧尾气中酸性气体的方法有干法、半干法和湿法三种方法。

对于二氧化硫可分为燃烧前脱硫、燃烧后脱硫和燃烧后脱硫，燃烧前脱硫主要是指火力发电厂的洗煤技术，燃烧中脱硫在循环流化床中可以考虑采用，由于我们主要采用机械炉排焚烧炉，因此二氧化硫的控制主要是燃烧后脱硫。

2.1干法

干法是将消石灰粉直接通过压缩空气喷入烟管或反应器内，使碱性石灰粉与酸性气体充分接触而达到去除的目的,可以同时去除二氧化硫和氯化氢。

反应式如上，去除效率低，HCl在60%左右，SO2在30%左右。

干法+布袋除尘组合工艺也是焚烧厂中尾气处理常用的方法。其优点为设备简单、维修容易、造价便宜，石灰输送管道不易阻塞；缺点是由于固相与气相的接触时间有限且传质效果不佳，常需超量加药，导致药剂的消耗量大，整体的去除率也较低，产生的反应物及未反应物亦较多，需要适当处置。

2.2半干法

半干法实际上是一个喷雾干燥系统，利用高效雾化器将消石灰泥浆从塔底向上或从塔顶向下喷入干燥吸收塔中。烟气与喷入的石灰浆可成同向流或逆向流的方式充分接触并产生中和作用。由于雾化效果好，气、液接触面大，不仅可以有效降低气体温度，中和酸性气体，且喷入的石灰泥浆中的水分可在喷雾干燥塔内完全蒸发，不产生废水。半干法与干法的最大不同在于喷入的碱性药剂为乳状，而非干粉，故需要一组调药设备。反应方程式如下：

半干法优点：构造简单、投资少；压差小、能耗低、运行费用低；耗水量远低于湿法、产生的废水量少；雾化效果好、气液接触面大，去除效率高于干式法；操作温度高于气体饱和温度，尾气不产生白烟。

半干法缺点：喷嘴易堵塞；塔内壁易为固体化学物质附着及堆积；设计和操作时，对加水量控制要求比较严格。

2.3湿法

湿法的位置与干法及半干法不同，通常在布袋除尘器之后，烟气中的颗粒物质先被去除后，再由下部进入湿式洗烟塔，首先喷入足够的液体使尾气降到饱和温度，再与向下流动的碱性溶液不断地在填料空隙及表面接触及反应，使尾气中的污染气体有效地被吸收。

湿法中最常用的湿式洗气塔是对流操作的填料吸收塔。填料对吸收率影响很大，要尽量选用耐久性与防腐性好、比表面积大、对空气流动阻力小以及单位质量轻和价格便宜的填料。常用的填料是由高密度聚乙烯、聚丙烯或其他热塑性材料制成的不同形状的特殊填料。在选用填料时需重点考虑填料的大小，使用小直径的填料虽可提高单位高度填料的吸收率，但是压差也随之增加，一般建议填料直径不宜超过塔的直径的1/20。

3　结语

近几年，垃圾焚烧发电项目迎来了国内发展的高峰，随着社会对环保关注的程度也逐渐增加，环保排放标准也越来越严格，我们在做好现有项目烟气处理工艺的同时，也要不断地优化工艺，并跟上新技术的发展步伐，了解最新的发展动态，做好工艺升级及项目提标改造的准备，为我们的环保事业积极的贡献力量。