生活垃圾焚烧发电厂烟气污染治理工艺

第47卷第4期6|J送坊Vol.47,No.4 2021年4月Sichuan Building Materials April,2021
生活垃圾焚烧发电厂烟气污染治理工艺
徐鑫
(合肥合意环保科技工程有限公司，安徽合肥230051)
摘要:在农村人口向城市涌入的浪潮下，城市的发展活力得以提升，经济体量日益扩大，但日常生产、生活领域的垃圾总量较以往也明显增多，为践行集约化发展理念，生活垃圾焚烧发电的方式取得广泛应用，可实现“变废为宝”的效果。

但垃圾焚烧期间的烟气污染问题较为明显，鉴于此，本文以垃圾焚烧发电厂工程为背景，围绕其烟气污染治理工艺展开探讨。

关键词：生活垃圾;烟气污染；治理工艺
中图分类号:X773文献标志码:B
文章编号:1672-4011(2021)04-0005-02
DOI：10.3969/j.issn.1672-4011.2021.04.003
1工程概况
某垃圾焚烧发电厂共建设3条生产线，采用3炉(3X75 t/h循环流化床垃圾焚烧炉)2机(2X12MW中温中压单缸抽凝汽式宜接空冷汽轮机配套2X15MW发电机)的方案,正常状态下呈两开一备的运行模式，单条生产线日处理垃圾量可达到500t,两条生产线协同运行，单日处理总量1000t o 2生活垃圾的焚烧技术
纵观现状,循环流化床焚烧技术在垃圾焚烧领域取得广泛的应用，其配置有循环流化床垃圾焚烧炉,通过垃圾与床料的流化完成焚烧作业⑴。

此技术的应用优势在于垃圾呈悬浮燃烧的状态,空气中的氧气可以和垃圾充分接触，燃烧效果显著，且这一过程也发生在物料进入流化床后,传热和传质的速率大大提升，废弃物可均匀分布至床层。

载体伴有较高的热量,投料过程中炉温相对稳定,床层的恒温效果较好，无明显的局部热量差异化现象。

随锅炉水热交换过程的推进,期间将产生蒸汽,该部分经由过热器后再转入汽轮机内，于该处膨胀做功，进而形成推动力,使得汽轮发电机转子进行高速旋转运动，促使机械能转变为电能。

焚烧流程如图1所示。

烟囱口
图1焚烧流程
收稿日期：2020-11-10
作者简介:徐鑫(1981—),男，安徽合肥人，本科，工程师，主要从事环保工作。

3生活垃圾焚烧释放烟气中的主要污染物
3.1颗粒物
生活垃圾焚烧期间存在较显著的高温热分解及氧化作用,不可燃物则转为炉渣并外排，但有部分轻微物质易因为受到气流的扰动而上升，并且在热交换的过程中被排出，形成飞灰的烟气流，易影响周边环境⑵。

3.2酸性气体
3.2.1HC1的生成机理
城市垃圾中存在含C1的塑料，该部分为HC1的主要来源途径。

此外，厨余垃圾在经过燃烧后也将产生HC1气体。

此处以较普遍的PVC材料为例,经如下反应后将生成HC1：
G x H y Cl z+O2^CO2T+HC1TH2O+不完全燃烧(1)
PVC具有遇高温失稳的特点,通常在140%的条件下便会与。

2发生反应，由此释放HC1气体。

3.2.2SO*的生成机理
含硫生活垃圾经过焚烧处理后将生成SOx。

以含硫有机物为例，其在经过如下反应后将会生产SO X:
C x H y O z S p+O2^CO2t+H20+S02t+不完全燃烧
(2)
2SO2+O2—2S03(3) 3.2.3NO*的生成机理
生活垃圾在高温环境中，其N2和。

2均会发生氧化反应，由此生成NOx。

并且部分生活垃圾中存在含N的有机物,其在经过如下反应后也将产生NO x:
2N2+3。

2—>2N0t+2NO2t(4)
C x H y O z N w+O2^CO2T+H20T+NOf+NO21+不完全燃烧
(5) 3.2.4CO的生成机理
有机可燃物在不完全燃烧的条件下将产生co,其中的碳元素普遍发生氧化，进而形成C02,但少部分区域的供氧量偏低或温度较低,此条件下将被氧化成co,具体反应机理有：
3C+202~~CO2t+2C0t(6)
CO?+C--2C0t(7)
C+H2O―2C0f+H2t⑻3.3重金属类
重金属成分在烟气中占据较大的比重,具体包含铅、锯、铜等，从来源途径来看，主要有废旧电池、废旧灯管等⑶。

重金属遇高温后将会发生由固态向气态的转变,其产物走向包含三种:①以气相形式赋存在烟气内;②进入烟气后发生氧化反应，由此组成细微的颗粒物;③经过蒸发后附着在颗粒物上，此部分虽然也混入烟气内，但普遍呈固相形式。

4生活垃圾焚烧中的烟气污染治理工艺
4.1基本原则及总体工艺
以《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485—2001)的
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Vol.47,No.4 April,2021
相关规定为准，在此基础上严格采取控制措施，以期最大限度降低生活垃圾焚烧发电过程中的烟气污染量。

根据焚烧炉烟气的基本特点,采取的是“炉内掺钙脱硫+SNCR脱氮工艺+半干法脱硫净化反应塔+活性炭吸附+布袋除尘器”相综合的治理工艺,在完成上述操作后,经砖制烟囱向外排放。

4.2烟尘的治理工艺
根据规定，生活垃圾焚烧炉除尘装置在运行期间必须配套使用袋式除尘器。

对此，选择的是脉冲喷吹型布袋除尘器，其应用特性为除尘效率M99.9%，如图2所示。

图2布袋除尘器
在经历脱硫反应后,以袋式除尘器的进风口为通道和处所，使得垃圾焚烧后的含尘气体与导流板相互作用反应，发生碰撞,粗颗粒粉尘将由于自重作用而下落至灰斗内，保证初步烟尘治理的效果。

袋式除尘器内部配置有沉降室，因而在经历了与导流板初步碰撞后的气体可以再进行沉降，保证除尘效果。

此后气流向上折转,需要经过滤袋(含金属架)，在这一环节,气体中大部分的粉尘都被留在滤袋外表面，气体净化效果相当显著。

在烟尘治理的过程中，烟尘、重金属等物质均会附着在除尘器滤袋表面，由此形成滤饼,烟气中含有部分酸性气体，将与反应剂接触并发生反应。

随处理时间的延长,当滤袋表面的粉尘逐步堆积，滤料的阻力加大，气体通过率降低。

对于此问题可利用脉冲气流清理，使聚集的灰层清理至灰斗内,经过此操作后滤袋即可正常使用。

4.3氮氧化物的治理工艺
通过SNCR工艺的应用以达到脱硝的效果，将尿素作为还原剂，将该物质添加至炉内，随炉内温度的提高，当达到800^~1250%后尿素将发生热分解反应,产生的NH3将与烟气中赋存的NO反应，形成N2。

温度是控制反应效果的关键指标，在800弋〜1250弋的温区内，尿素可选择性地发生反应,即还原烟气中的NO%,而此过程中与烟气中。

2的反应甚微,可忽略不计。

关于尿素还原NO x的反应机理,具体有:
4N0+2C0(NH2)2+O2^4N2+2CO2+4H20(9) 4.4酸性气体的治理工艺
4.4.1炉内掺钙脱硫
通过炉内掺钙脱硫方式的应用,可完成输送物料、称量、调节送粉量、炉内喷射作业,使石灰石粉进入炉内并经过锻烧，期间将分解CaO,该部分进一步与烟气中的SO?接触并反应,以达到脱硫的效果。

经过对石灰石的研磨处理，使其成为约150目的细微物质，通过压缩空气喷射使其进入炉内，随后脱硫石灰石与烟气发生反应,在特定的温度区间内石灰石受热分解，由此形成CaO和CO2，该部分产物进一步与烟气的SO?作用,得到亚硫酸钙和硫酸钙两种产物,在经过氧化后,即可产生硫酸钙。

•6•4.4.2半干法脱硫
吸收剂选择石灰石或石灰,使得锅炉尾部烟气与吸收剂充分接触，发生化学反应。

浆液内的碳酸钙与SO?反应，产物为石膏，期间还可以有效清理烟气中的hci、hf等多类污染物。

半干法脱硫系统宜布设在焚烧炉烟气出口处，消石灰和颗粒物均呈悬浮状态,工业水与压缩空气混合并经过喷嘴雾化处理，进入反应塔后也同样具有高传质速度，并与烟气充分混合发生化学反应，活化反应离子。

此过程中塔内温度较前期有所降低,Ca(OH)2与HC1、HF等物质也能够发生反应。

氢氧化钙颗粒经过活化后，可快速与酸性物质(包含SO?等)接触并反应，由此得到CaSO4等产物。

随着冷却进程的持续推进,二德英等物质与重金属凝结，形成的干态产物按不同的途径流动,其中多数均进入袋式除尘器，少部分进入反应塔塔底,通过该处的排灰口外排。

4.5二噁英的控制措施
二噁英及其前身物质一般在705弋以上开始分解，设计上保持炉内温度高于850T,流化床焚烧炉内燃烧气体在850乞以上停留时间不少于2s,以充分分解烟气中有机物。

热值不稳定会导致燃烧温度变化，温度降低将使二噁英的生成量增加。

因此，稳定入炉热值是一个重要的先决条件。

垃圾预处理和掺烧辅助燃料煤都是提高入炉垃圾热值的措施。

掺烧煤就是在垃圾热值波动的情况下向焚烧炉补加一定的辅助燃料，使焚烧炉温度达到设计值，从而稳定燃烧系统以及保证后续烟气净化系统的正常运行。

此外,在焚烧炉二燃室设置二次空气喷嘴，使得烟气中未完全燃烧的物质与空气充分接触燃烧,避免二噁英前身物质的生成。

4.6重金属类污染物的治理工艺
重金属类物质的清理选择的是活性炭吸附治理的方式，根据烟气的量来确定需要应用到多少活性炭,并将其喷入到烟气中，吸附烟气中的重金属，接着用袋式除尘器进行后续的吸附作业，最后可随着烟气将活性炭排出。

综合应用活性炭吸附和袋式除尘器除尘,能够有效提升重金属类污染物的治理效果，能够将烟气中约90%的重金属类污染物清理干净，治理效果明显。

此外，为了保证重金属类污染物的治理效果，应定期清洁袋式除尘器，同时配置活性炭自动计量设备和喷入装置,保证活性炭用量的精准性和科学性,从而提升重金属类污染物处理效果，保证排出的烟气满足生活垃圾焚烧烟气排放的标准和要求。

5结束语
生活垃圾焚烧发电是发挥废弃物利用价值的重要途径，但生活垃圾焚烧期间的烟气污染问题较为严峻,需合理应用治理技术并配套高效的处理装置，深度清理烟气中的烟尘、氯化物、重金属等相关污染物质,以减少对环境的污染。

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