烟气污染治理技术在生活垃圾焚烧发电厂中的应用

林文华

（广州迪斯环保设备有限公司，广东广州 510330）

与生活垃圾填埋技术、裂解技术等相比，生活垃圾焚烧处理技术具有技术先进、占地少、可能源回收等优点，故在生活垃圾处理中得到广泛应用。然而，因生活垃圾的成分较为复杂，在焚烧时烟气会产生一些有毒有害污染物，如酸性气体（SO2、NOx和HCl）、粉尘、重金属等，这些物质直接威胁到生态环境和居民健康，因此，务必对焚烧烟气进行处理，合格后再排放。烟气污染治理技术是有效控制生活垃圾焚烧发电厂烟气污染的关键。本文结合工程实例，就生活垃圾焚烧产生的烟气治理工艺进行探讨，通过此工艺的应用，提升了烟气治理水平和环境效益。

1 烟气净化处理技术

垃圾焚烧烟气处理系统主要由脱硝系统、脱酸系统、活性炭吸附系统、布袋除尘系统等组成。在本项目烟气净化处理过程中，为了满足欧盟2010烟气排放标准，采用组合式烟气净化工艺，即“SNCR+SDA半干法脱酸+烟道活性炭喷射+布袋除尘器+湿法+SCR”工艺，以去除烟气中酸性气体、粉尘及重金属。烟气净化系统布置于余热锅炉后面，整套系统主要设备有SNCR、SDA反应塔、活性炭喷射系统、布袋除尘器、洗涤塔及SCR反应器。

1.1 脱氮

本项目采用SNCR和SCR工艺相结合来去除烟气中的NOx。其中，SNCR非催化还原是一种常用的NOx脱除技术，具有经济实用性强、设备操作简单、无须催化剂等优点，但同时也存在一些缺陷，如反应温度条件苛刻，脱硝效率相对较低，常规50%左右，且容易氨逃逸。

相对于SNCR技术而言，SCR催化还原脱硝技术效率高达90%以上。在O2和催化剂存在条件下，用还原剂NH3将烟气中的NOx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（160～200℃）。垃圾焚烧行业采用低温SCR较多，以节省能耗。

1.2 SDA半干法+湿法脱酸

此工艺主要是利用SDA反应塔的雾化器将石灰浆液进行雾化，在反应器内与烟气内的酸性气体充分混合接触发生中和反应，达到去除烟气里酸性气体的目的。生活垃圾焚烧过程中所产生的烟气，均可通过此系统脱除酸性气体。此系统主要由多个子系统及设备组成，包括石灰浆制备系统，以及反应塔、雾化器等设备。该工艺处理流程如下：石灰浆经制备系统制备完毕后经浆泵输送至反应塔旋转雾化器雾化，同时加入调温水，控制出口温度建立适合反应的温度场，浆液与酸性气体发生中和反应去除酸性气体。

湿法脱酸也由多个系统及设备组成，如循环水系统、冷却水系统、制备系统以及湿式洗涤塔等组成。其中，湿式洗涤塔分为冷却部和吸收减湿部。当烟气进入冷却部时，将冷却液喷入烟气当中，将烟气温度冷却至65℃。吸收液在吸收过程中，经过雾化喷入烟气当中，再与烟气发生反应，从而达到去除SO2和HCl等气体的目的。

1.3 活性炭喷射吸附二噁英及重金属

二噁英因与水难于相溶，而在生物体内易于溶解于脂肪而积累，难以将它排出；由于蒸汽压较低，在一般环境温度下物质将难以从表面将它挥发；如果其温度高于700℃，就会开始分解。在垃圾焚烧烟气中由于含有二噁英，需在烟气进入布袋除尘器前喷入活性炭吸附二噁英及重金属。但由于这些炭粉随烟气进入布袋除尘器会停留在布袋的表面，可继续进行吸附净化。

活性炭喷射系统主要由控制系统与多个设备组成，有喷射风机、起吊装置、活性炭仓和气力输送分配器等。其中，当活性炭进入给料机时，可以随注入风机进入烟道，可将二噁英和重金属去除，且在布袋除尘器与脱酸反应器之间设置活性炭注入点，并与烟道相连，运用变频系统对螺旋对料机进行控制，且实现活性炭加入量的有效调节。

1.4 布袋除尘器

布袋除尘器具有烟气除尘处理功能，可以将烟气里含有的灰尘进行过滤。其过滤过程如下：先在布袋外表面过滤，固体颗粒就会被截留，并形成尘饼。尘饼里过量的反应剂继续与烟气中的酸性气体发生反应，进而提高去除效率。在重力及压缩空气喷吹作用下，粉尘掉进除尘器灰斗，灰斗配有电伴热装置防止飞灰黏结。飞灰经过旋转卸灰阀，再排至输灰系统。

除尘器清灰可结合除尘袋压降值进行确定，再计算压降值。同时，应及时清理仓室内的滤袋，直到压降以后，再次回落相应的程度。该系统还设有离线清灰功能，当一个仓室关闭进行维护时，这个仓室同烟气完全隔离（其他仓室仍在正常工作）并进行清灰。

除尘器可实现灰尘的料斗的收集，在设计时，要充分考虑到防尘作业，避免出现聚集。在料斗壁上装设空气炮，可防止灰料斗沉积，避免发生桥塞现象。料斗上还设有一个足够大的检修门，每个检修门上都装有人工操作的能快速关闭的密封门以及其他必要的检查口。

2 烟气排放标准及监测结果分析

2.1 烟气排放标准

本项目采用超标率分析法进行烟气排放分析，各监测因子的现状监测评价标准如表1所示。

表1 各监测因子现状监测质量评价标准

2.2 环境监测结果

将多个环境空气监测点布设于评价区域内，对烟气特征污染物指标（HCl、Hg、二噁英）和常规指标（SO2、NOx）进行监测。其中，在二噁英监测布点时，应结合相关要求，在厂区污染物最大落地浓度点附近和和厂址全年主导风向下风向最近敏感点布设1个监测点。监测指标情况如表2所示。

表2 常规监测指标监测统计表

由表2得知，本项目大气评价范围内,半干法+湿法脱酸法具有良好的应用效果，能够有效去除烟气中的SO2和HCl等气体，其检测数值处在标准规划范围内。其中，SO2的1h浓度小于0.007～0.044mg/m3，24h浓度小于0.004～ 0.020mg/m3，最大浓度占标率为13.3%；HCl浓度小于0.003～0.023mg/m3，最大浓度占标率为46.0%。

SNCR+SCR组合工艺可去除烟气中的NOx，脱除效果良好，NOx的1h和24h浓度小于0.015～0.064mg/m3和小于0.006～ 0.051mg/m3，其检测数值处在标准规划范围内。

通过活性炭喷射吸附技术对烟气中的二噁英和重金属进行吸附，具有良好的吸附效果。利用活性炭吸附Hg元素可有效降低浓度至检测限度范围内；Pb元素最大浓度占标率为2.1%，且24h浓度范围为0.003～0.021μg/m3，可见，此数值班控制在标准限值之内；Cd元素最大浓度占标率为46.5%，24h浓度范围为0.000 34～0.006 51μg/m3，未存在超标现象；二噁英最大浓度占标率为37.2%，处在标准限值范围内。

3 结论

综上所述，烟气处理技术在垃圾焚烧发电厂污染物去除中发挥着关键性的作用，这些污染物得到了有效控制，其处理结果如下：

1）本项目采用SNCR+SCR相结合技术，达到去除烟气中的NOx的目的，环境监测点的NOx经脱氮后，其浓度处于标准限值范围内。

2）SDA半干法+湿法可以有效脱除烟气中的酸性气体，减少对周边环境的影响，24h浓度的最大占标率为51.0%，未有超标现象。

3）本项目采用喷入活性炭吸附烟气中的二噁英及重金属。先将活性炭吹入布袋除尘器入口前烟道中，对烟气中二噁英及重金属进行捕捉，布袋除尘器进行粉尘收集，以达到去除重金属的目的。经监测，厂区环境中Cd、Pb的浓度得到了很好的控制，经监测发现二噁英浓度较低，最大浓度占标率为37.2%。可见，二噁英治理效果良好。