Study on Waste Gas Treatment of Waste Incineration Power Plant

GUO Ruo-jun

摘要：利用生活垃圾等進(jìn)行焚燒發(fā)電，可以很好的利用浪費(fèi)的資源，大大降低了用煤發(fā)電成本，垃圾焚燒發(fā)電目前在很多國(guó)家都在使用。但是垃圾焚燒發(fā)電廠在焚燒各類垃圾時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的有毒有害廢氣，嚴(yán)重影響我們國(guó)家相關(guān)地區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量。對(duì)垃圾進(jìn)行有效分類進(jìn)行焚燒能有效控制有毒有害氣體產(chǎn)生，此外，本文還對(duì)焚燒產(chǎn)生的廢氣處理方法進(jìn)行了探討。

Abstract： Using domestic waste to incinerate power generation can make good use of wasted resources and greatly reduce the cost of coal-fired power generation. Waste incineration power generation is currently used in many countries. But waste incineration power plants will produce a lot of toxic and harmful waste gases when they incinerate all kinds of waste， which seriously affects the air quality in the relevant areas of China. The effective classification of garbage for incineration can effectively control the production of toxic and harmful gases. In addition， this paper also discusses the treatment methods of waste gases from incineration.

關(guān)鍵詞：焚燒發(fā)電;能源;廢氣;方法

Key words： incineration power generation;energy;exhaust gas;method

中圖分類號(hào)：X71/79? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）32-0025-02

0? 引言

生活垃圾焚燒發(fā)電符合目前我們國(guó)家環(huán)保相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，節(jié)約能源。垃圾焚燒發(fā)電在許多發(fā)達(dá)國(guó)家都已經(jīng)應(yīng)用了，在我們國(guó)家很多地區(qū)，比如常州、鎮(zhèn)江、蘇州等地都有垃圾焚燒發(fā)電廠，即為我們國(guó)家發(fā)電事業(yè)做出了巨大貢獻(xiàn)，有效的處理了生活垃圾，也節(jié)省了巨大的能源。但在垃圾焚燒發(fā)電中和焚燒發(fā)電后會(huì)產(chǎn)生大量有毒有害的廢氣，對(duì)我們國(guó)家環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因此，減少垃圾焚燒發(fā)電廠的廢氣產(chǎn)生及對(duì)產(chǎn)生后的廢氣有效治理在垃圾焚燒發(fā)電過(guò)程中尤為重要。

1? 源頭控制廢氣的產(chǎn)生

在我們國(guó)家有些地區(qū)完全用垃圾焚燒進(jìn)行發(fā)電燃燒條件不能完全滿足要求，需要在生活垃圾里面添加輔助原料。生活垃圾焚燒發(fā)電廠在使用生活垃圾進(jìn)行焚燒發(fā)電時(shí)，原來(lái)都是按照一定的比例進(jìn)行混合焚燒，最新調(diào)查研究結(jié)果表明，國(guó)家所建設(shè)的垃圾焚燒發(fā)電廠要求進(jìn)入爐內(nèi)的焚燒垃圾平均低位熱值需要達(dá)到5000kJ/kg以上，才不需要添加輔助燃料，直接可以焚燒發(fā)電。目前我國(guó)東部地區(qū)城市垃圾平均低位熱值為6000kJ/kg左右，因此可以直接進(jìn)入流化床爐進(jìn)行燃燒發(fā)電，中部地區(qū)為4000kJ/kg，西部地區(qū)為3000kJ/kg。

最新的垃圾焚燒電廠不再添加任何輔助原料，直接燃燒垃圾進(jìn)行發(fā)電，這就要求垃圾要有很好的燃燒熱值，才能保證發(fā)電。所以，對(duì)于城市的生活垃圾要進(jìn)行有效的分類，各種不同的垃圾所含有的物質(zhì)不一樣，有的垃圾含水率高，有的垃圾含水率低，有的含有很高的熱值，有的就很難進(jìn)行燃燒。

在城市垃圾清運(yùn)過(guò)程中及垃圾焚燒電廠焚燒前，都要進(jìn)行有效的分類。首先要明確垃圾組成特點(diǎn)。生活垃圾里面含有很多物質(zhì)，特別是如果不分類會(huì)對(duì)后續(xù)燃燒造成很大的影響，比如很多的陶瓷類產(chǎn)品，碗、砂鍋等，還有很多把廢舊電池直接扔掉的，混在生活垃圾里面，對(duì)燃燒有很大影響。有的還混入工業(yè)垃圾，建材、鋼筋等，所以一定要進(jìn)行有效分類，保證分類處置，分類存放。有很多的居民生活垃圾，在露天的地方堆放時(shí)間很長(zhǎng)，沒(méi)有有效的遮擋，受到雨水和地下水的侵蝕，其混合物的水分含量很大。同時(shí)，露天堆放的垃圾場(chǎng)垃圾其有機(jī)物的濃度會(huì)很高，有的可能超過(guò)植物垃圾的有機(jī)物含量，這種長(zhǎng)時(shí)間露天堆放的垃圾COD值很大，具有很好的可生化性，其中垃圾滲透液的比值也很高，這使得垃圾中含有大量的不可降解有機(jī)物以及氨氮，燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣，廢氣處理是垃圾焚燒的必然流程。

2? 嚴(yán)格控制燃燒溫度，控制二噁英產(chǎn)生

垃圾焚燒發(fā)電時(shí)，如果焚燒不充分，溫度不能夠很好的控制，就會(huì)在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生致癌氣體二噁英，這種氣體對(duì)人體和環(huán)境危害很大，要盡量避免二噁英的產(chǎn)生。這就要求采用技術(shù)先進(jìn)、控制系統(tǒng)完善的廢氣凈化系統(tǒng)，保證在燃燒過(guò)程中燃燒的溫度，確保燃燒充分避免二噁英類物質(zhì)的產(chǎn)生?？刂葡到y(tǒng)嚴(yán)格控制燃燒溫度，保證廢氣在室內(nèi)燃燒溫度能夠達(dá)到900℃以上的區(qū)域停留時(shí)間超過(guò)2秒，含氧量大于6%，盡量保證二次燃燒的氣體形成旋流，這樣能夠保證廢氣燃燒更徹底、更充分，確保有毒有害氣體二惡英充分分解。當(dāng)廢氣溫度降到300℃～500℃范圍時(shí)，少量已經(jīng)分解的二惡英有可能重新生成，因此，設(shè)計(jì)考慮盡量減小余熱鍋爐尾部的截面積，使煙氣流速提高，盡量減少?gòu)U氣從高溫到低溫過(guò)程的停留時(shí)間，以減少二惡英的再生成。此外，可以在廢氣處理工藝流程上加上活性炭吸附裝置，這樣對(duì)有的廢氣進(jìn)行更好的吸收，確保無(wú)有毒有害氣體排入空氣。

3? 垃圾焚燒產(chǎn)生廢氣處理工藝

垃圾焚燒發(fā)電廠進(jìn)行垃圾焚燒時(shí)不可避免產(chǎn)生大量的有毒有害氣體，對(duì)各種廢氣的合理處置是垃圾焚燒電廠有效運(yùn)行的前提條件。盡可能對(duì)產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行先利用，看是否能夠?qū)U氣進(jìn)行再利用，如果不行在運(yùn)用最新的處理方法進(jìn)行處理，避免排入空氣中對(duì)空氣造成污染。

首先要對(duì)產(chǎn)生的酸性氣體的進(jìn)行處理，原來(lái)很多垃圾焚燒電廠采用濕法處理。濕式處理方法具有最高的除酸效率，可達(dá)到98%以上，處理的工藝較為成熟，缺點(diǎn)是投資很大、設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用較高;濕法處理產(chǎn)生的廢水還需要進(jìn)行相應(yīng)后續(xù)的處理才能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行排放，由于環(huán)保政策的要求，濕法處理越來(lái)越少;半干法脫酸工藝目前使用廣泛，把石灰漿霧化后利用噴射設(shè)備噴入反應(yīng)塔進(jìn)行反應(yīng)，半干法脫酸設(shè)備效率可達(dá)到90%左右，運(yùn)行費(fèi)用也不是很高。但是半干法工藝也有缺點(diǎn)，主要是石灰漿液的制備以及噴霧系統(tǒng)處理較為復(fù)雜，此外操作系統(tǒng)較為復(fù)雜;最初的投資較大等。干法脫酸工藝為將石灰粉直接噴入反應(yīng)塔的處理工藝，除酸效率較低，大約為80%左右，但是干法處理工藝較為成熟，無(wú)后續(xù)廢水處理問(wèn)題，最初投資較低、各種操作系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用不高的優(yōu)勢(shì)也有較大的應(yīng)用市場(chǎng)。目前很多垃圾焚燒發(fā)電廠采用半干法+干法組合工藝，煙氣首先經(jīng)過(guò)脫酸反應(yīng)塔半干法工藝處理，噴入石灰漿與煙氣反應(yīng)，然后在進(jìn)入布袋除塵器之前的煙氣管道中噴入消石灰粉與煙氣反應(yīng)，這種方法除酸效率較高，運(yùn)行成本合理，初始投資也較低，設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，無(wú)后續(xù)廢水處理要求。

上面對(duì)濕法、干法以及半干法及半干法+干法組合工藝進(jìn)行初步介紹，進(jìn)行廢氣凈化工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要將除酸效率以及運(yùn)行成本進(jìn)行充分考慮，選取性價(jià)比最高的廢氣凈化處理方案。

對(duì)與焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的NOx，可以對(duì)焚燒所使用的爐子進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和對(duì)焚燒工況進(jìn)行合理控制來(lái)減少NOx的產(chǎn)生。目前去除NOx的方法很多，主要方法是干式法和濕式法。干式法又分為選擇性非催化還原法（SNCR）及選擇性催化還原法（SCR）兩種。針對(duì)SNCR法和SCR法兩者優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，目前垃圾焚燒發(fā)電多采用兩者相結(jié)合工藝。濕式法因需氧化劑將NO氧化成NO2后，成本較貴，對(duì)后續(xù)液體處理較困難等原因，目前很少使用。

4? 結(jié)語(yǔ)

垃圾焚燒發(fā)電是利用廢物進(jìn)行燃燒發(fā)電，符合國(guó)家環(huán)保政策，節(jié)約能源。文章對(duì)生活垃圾焚燒發(fā)電廢氣產(chǎn)生源頭進(jìn)行了介紹，并提出源頭控制減少?gòu)U氣產(chǎn)生的方法，對(duì)燃燒溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免二噁英氣體產(chǎn)生，提出酸性氣體、NOx等廢氣處理方法，用半干法及干法組合處理酸性氣體，干式法脫硝。排放凈化氣體需達(dá)到國(guó)家相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)，為我國(guó)垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)惡臭廢氣的處理提供了一定理論依據(jù)和參考。

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作者簡(jiǎn)介：郭若軍（1976-），男，遼寧昌圖人，高級(jí)工程師，碩士學(xué)位，研究方向?yàn)殡姀S運(yùn)營(yíng)。