城市生活垃圾焚烧烟气处理工艺研究

朱庆春

摘 要：城市生活垃圾焚烧过程中会产生大量的废气污染物，若处理不当会造成大气污染。该文以滁州皖能环保电力有限公司为背景，探讨采用“炉内SNCR法脱硝+半干法喷雾反应塔+活性炭吸附+袋式除尘器”的烟气处理工艺来处理生活垃圾焚烧产生的废气污染物的实际效果。

关键词：生活垃圾；焚烧；废气污染物

中图分类号 X799.3 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）21-0059-03

Study on Flue Gas Treatment Technology for Municipal Solid Waste Incineration

Zhu Qingchun

（Chuzhou Environmental Monitoring Detachment，Chuzhou 239000， China）

Abstract：It will produce a lot of waste gas during the incineration of municipal solid wastes，and it will cause air pollution without correctly handle.Taking Chuzhou Wanneng Environmental Protection Power Co.ltd as an example，this article disscuses how to handle the waste gas pollution during the incineration of municipal solid wastes using “furnace SNCR denitrification+semi-dry spary reaction tower+ activated carbon adsorption+bag filter”process.

Key words：Municipal solid waste；Incineration；Waste gas pollution

随着城市人口的增加，城市生活垃圾逐渐增多，垃圾无害化处理已成为社会普遍关注的问题。垃圾焚烧作为无害化最彻底、减容化最显著、可资源化利用程度最高的一种处理技术，已经成为我国生活垃圾处理的重要技术。如何控制焚烧烟气中污染物的排放浓度日益受到人们的广泛关注，为了避免产生二次污染，必须对垃圾焚烧烟气进行净化处理[1-2]。

滁州皖能环保电力有限公司是一家专门从事生活垃圾焚烧发电的企业，服务范围为滁州市区、来安县及全椒县，日处理垃圾量约700t。公司建有2台机械炉排焚烧炉，均质化处理后的生活垃圾按负荷量的要求送入炉焚烧（800～1 000℃），产生的热量经过热器后生成中温中压过热蒸汽（400℃、4.0MPa），送往发电机组发电，炉渣综合利用。焚烧烟气中含有有机污染物、酸性气体、重金属、颗粒物等4类污染物。本文探讨了采用“炉内SNCR法脱硝+半干法喷雾反应塔+活性炭吸附+袋式除尘器”的烟气处理工艺来处理废气污染物，为该类型废气处理提供参考。

1 生活垃圾成分分析及焚烧要求

1.1 生活垃圾成分分析 经检验，滁州市生活垃圾物理成分组成：有机物（砖瓦沙土、织物、纸张、橡胶、塑料、厨余等）约占94%；无机物（金属和玻璃等）约占5%；其他约占1%。化学组成见表1。

1.2 生活垃圾焚烧要求 滁州市生活垃圾可燃性组分所占比例约为89.5%，经过5～7d存放，送入炉内燃烧的垃圾热值一般在5 404kJ/kg，超过焚烧处置生活垃圾最低热值要求（3 000kJ/kg）。垃圾在焚烧炉中与助燃空气充分混合后，经高温燃烧（850～950℃），二噁英类有毒有害物质得到了有效分解，炉渣综合利用，产生高温烟气采用可靠的急冷降温措施后进入后续烟气净化系统。

2 烟气中污染物组分

垃圾焚烧是将垃圾中所有可燃物质在燃烧过程中变为高温气体，使一些物质发生了化学变化。垃圾焚烧烟气组成及其复杂，主要污染物为有机污染物、酸性气体、重金属、颗粒物四大类。

2.1 有机污染物 有机污染物主要为二噁英类物质，具有极大的毒性。生活垃圾焚烧烟气中含有的二噁英，一部分是原生垃圾自身含有的微量二噁英，由于二噁英的热稳定性较强，在焚烧过程中有一小部分未发生反应，直接进入烟气；大部分的二噁英是在焚烧过程及焚烧炉尾部烟道中重新合成。

2.2 酸性气体 焚烧产生的酸性气体主要是NOx、SOx、HCl、HF，主要来源于垃圾中特定组分的燃烧过程。研究表明，HCl的浓度受垃圾中含氯有机物的影响高于无机氯化物[2]。

2.3 重金属 重金属类污染物主要来源于生活垃圾中含有的废旧电池，废旧电子元件以及各种重金属废料所含的部分重金属及其化合物在焚烧过程中的蒸发，主要包括铅、汞、铬、镉、砷及其化合物以及其他重金属及其化合物。当垃圾中有机氯化物含量高时，烟气中的重金属以铬为主要成分，当垃圾中无机氯化物高时，烟气中的重金属以铅为主要成分[2]。这些蒸发的物质一部分在高温下直接变为气态，以气相的形式存在于烟气中；还有一部分与焚烧烟气中的颗粒物结合，以固相的形式存在于烟气中；另有相当一部分重金属分子进入烟气后被氧化，并凝聚成很细小的颗粒物。

2.4 颗粒物 烟尘颗粒物主要是垃圾焚烧过程中烟气夹带的不可燃物质或燃烧过程产生的微小惰性无机颗粒状物质，如灰分、无机盐类、可凝结的气体污染物及有害的重金属氧化物[2]。

3 工艺流程

3.1 工艺流程 滁州皖能环保电力有限公司生活垃圾焚烧烟气处理工艺流程如图1所示。

3.2 工艺流程简介

3.2.1 石灰浆制备系统 由储料仓、袋式除尘器、定量给料机、配浆槽、供浆槽、浆液泵等组成。主要作用是完成脱酸所需石灰粉及石灰浆液的储存、制备及输运等功能。石灰浆的喷淋量根据除尘器出口SO2及HCl浓度值自动调整，同时根据烟气出反应塔的温度自动调节冷却水的补给量。

3.2.2 炉内脱硝系统 采用选择性非催化还原法（SNCR）的工艺。选择性非催化还原法（SNCR）脱除NOX技术是把含有NHX基的还原剂（本工艺采用尿素）喷入炉膛温度为850～1000℃的区域，该还原剂迅速热分解成NH3和其他副产品，随后NH3与烟气中的NOX进行还原反应而生成N2。

3.2.3 半干法旋转喷雾反应塔 由制浆系统输送过来的石灰浆液通过塔顶的旋转喷雾器进行雾化，石灰浆液被雾化成粒径120～200μm左右的雾滴，与酸性气体充分接触，在一系列化学反应后去除烟气中绝大多数的酸性气体。反应过程中，雾滴吸收烟气中的热量不断蒸发水分，塔内的高温烟气使得浆液雾滴在下降的过程中得到干燥，并在到达塔底前将水分充分蒸发，形成固体反应物从塔底排出。

3.2.4 活性炭喷射系统 在进袋式除尘器前的烟气管道内喷入活性炭，用活性炭吸附重金属及二噁英。当活性炭粉与烟气一起进入袋式除尘器后，停留在滤袋上的活性炭粉继续同缓慢通过滤袋的烟气充分接触，最大限度地净化烟气中的二噁英及重金属离子。

3.2.5 袋式除尘器 含尘烟气由除尘室下部的进风口进入箱体，净化气体在滤袋内向上经滤袋口进入上箱体，由排风口排出。气流随后折转向上，通过内部装有金属架的滤袋，粉尘被捕集在滤袋的外表面，使气体净化。净化后的气体进入滤袋室上部的清洁室，汇集到出风管排出。被活性炭吸附的重金属、二噁英以及颗粒物在袋式除尘器内被分离，经灰斗排出，通过输送设备进入灰仓[3]。

3.2.6 引风系统 从袋式除尘器出来的气体为洁净烟气，通过引风机经80m高的烟囱排至大气。引风机采用变频调速控制，使炉膛内保持一定的负压，确保焚烧及烟气净化系统正常稳定运行。

3.2.7 飞灰处理系统 喷雾净化塔及袋式除尘器收集到的反应生成物及飞灰属于危险废物，通过飞灰输送机进入灰仓，与水泥等螯合剂按设定比例计量后送至混炼机，对物料搅拌混合，并按比例均匀加入水，使飞灰稳定固化。固化后的飞灰经检测满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》后，进入滁州市生活垃圾填埋场填埋处置。

4 处理效果分析

表2、表3是设施正常运转时，市环境监测站及江苏力维检测科技有限公司连续2d测得数据均值，监测点位于每台焚烧炉烟气净化设施出口。监测结果表明，焚烧炉烟气净化系统出口中污染物浓度均符合《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485—2014）标准规定限值。

表4是设施正常运转时，江苏力维检测科技有限公司连续两天在每台焚烧炉烟气净化设施出口处，4次取样对二噁英类物质进行监测，监测结果均符合《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485—2014）标准规定限值。

5 结论和建议

5.1 结论 本研究采用“炉内SNCR法脱硝+半干法喷雾反应塔+活性炭吸附+袋式除尘器”的烟气处理工艺，对处理有机污染物、酸性气体、重金属、颗粒物等污染物效果好，设施运行稳定，焚烧烟气能做到稳定达标排放，可以推广使用。

5.2 建议 （1）控制垃圾源头处理，加强垃圾分类收集运输系统，尽量减少含金属类及含氯类垃圾进入焚烧炉，从而减少烟气中重金属及二噁英的生成。（2）喷雾净化塔及布袋除尘器收集的飞灰属于危险废物，要妥善贮存，固化处理检测达标后送滁州市生活垃圾填埋场填埋处置。（3）袋式除尘器需定期检修更换布袋，防止烟尘和活性炭堵塞布袋，降低效率。（4）加强运营管理和设备维护，确保焚烧炉及其配套的环保设施安全稳定运行、确保焚烧温度及烟气停留时间等焚烧炉控制参数符合国家规定的标准，污染物长期稳定达标排放。

参考文献

[1]张记市，谢刚，王华.垃圾焚烧烟气净化处理技术[J].环境技术，2002（6）：26-30.

[2]梁梅，黎小保，刘海威，等.生活垃圾焚烧烟气处理技术研究进展[J].环境卫生工程，2013，21（5）：49-52.

[3]徐旬.浅谈垃圾焚烧炉烟气处理工艺[J].城市建设理论研究，2013（16）. （责编：张宏民）