毛中建

（廈門佰瑞福環(huán)保科技有限公司，福建 廈門361000）

1 引言

當(dāng)前隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)化的進(jìn)步，人們的生活質(zhì)量得到了極大的提升，由此也帶來了大量的生產(chǎn)、生活垃圾。而由此相關(guān)的焚燒處理也造成了極為嚴(yán)重的大氣污染現(xiàn)象。為了貫徹中國節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的基本國策，實(shí)施超低排放成為當(dāng)前垃圾焚燒行業(yè)發(fā)展的主要方向，因此對(duì)煙氣超低排放改造技術(shù)進(jìn)行探索是十分必要的。

2 垃圾焚燒煙氣處理技術(shù)

2.1 垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣特點(diǎn)

在垃圾焚燒發(fā)電廠排放的煙氣中主要含有氮?dú)?、二氧化碳、氧氣以及水蒸氣等無害物質(zhì)，約占煙氣總?cè)莘e的99%。但是由于垃圾成分在焚燒時(shí)具有不可控性以及燃燒過程的多變性，所以垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣中含有1%的有害污染物質(zhì)。相比于燃煤煙氣來說，垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣具有自身的特點(diǎn)，如煙氣含濕量較大，高達(dá)20%～30%；煙氣中含有害有毒成分，而且還包含了很多微量重金屬；煙氣成分相對(duì)復(fù)雜，具有NOx、SO2、HCL、HF等酸性氣體；煙氣中還包括有二噁英、呋喃等致癌物質(zhì)成分；煙氣粉塵的粒徑較細(xì)、具有高黏度和強(qiáng)磨琢性以及沖擊性等特性。因此根據(jù)垃圾焚燒所產(chǎn)生的煙氣特點(diǎn)，對(duì)其處理需要更為先進(jìn)有效的方法和措施[1]。

2.2 垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣處理技術(shù)類型

當(dāng)前垃圾焚燒發(fā)電廠對(duì)其煙氣處理的依據(jù)是中國的GB 18485—2014《生活垃圾焚燒污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》，主要對(duì)煙氣中存在酸性污染物質(zhì)以及重金屬、飛灰粉塵、二噁英等有機(jī)污染物采取相應(yīng)的控制措施。

所以垃圾焚燒發(fā)電廠在處理垃圾煙氣時(shí)，通常會(huì)采用兩個(gè)主要步驟：①將煙氣中存在的酸性污染物進(jìn)行脫除，主要的工藝方法有干法、半干法、濕法等，這些酸性氣體脫除方法利弊不同，各有優(yōu)劣，必須要根據(jù)垃圾焚燒發(fā)電廠的實(shí)際情況以及各種因素條件，綜合考慮后才能夠確定使用哪一種工藝手段；②將煙氣中的粉塵進(jìn)行脫除，最主要的應(yīng)用方法是利用布袋除塵器，這種工藝方法也是當(dāng)前最為有效的手段，被垃圾焚燒發(fā)電廠廣泛應(yīng)用。

2.2.1 脫酸處理技術(shù)

現(xiàn)階段，人們對(duì)日常產(chǎn)生的生活垃圾進(jìn)行焚燒發(fā)電采用的處理技術(shù)以脫酸為主，主要的工藝方法是半干法、濕法以及半干法結(jié)合濕法脫酸。其中半干法工藝技術(shù)具有干法和濕法兩種工藝的優(yōu)勢(shì)，由于氫氧化鈣的活性會(huì)隨著環(huán)境中的相對(duì)濕度增加而增加，因此保持脫酸塔中的相對(duì)濕度有利于脫酸效率的提高。但半干法脫酸工藝與干法脫酸技術(shù)相比，在脫酸效率上半干法略勝一籌。而與濕法脫酸工藝相比，半干法具有消耗能源少、投資需求少、脫酸設(shè)備簡單、無脫酸廢水等優(yōu)勢(shì)，所以在垃圾焚燒發(fā)電廠脫酸工藝中主要以半干法為主要技術(shù)手段。其中半干法脫酸工藝最常用的方法為旋轉(zhuǎn)噴霧半干法、循環(huán)懸浮式半干法，這兩種技術(shù)可以使煙氣在處理后具有超低排放標(biāo)準(zhǔn)，盡可能降低煙氣中的有害污染物含量，同時(shí)相比干法、濕法工藝，其具有投資成本低、自身對(duì)環(huán)境的影響程度小等優(yōu)點(diǎn)。

2.2.2 脫硝處理工藝

在垃圾焚燒發(fā)電廠的煙氣處理系統(tǒng)中，脫硝處理主要針對(duì)氮氧化物，一般采用選擇性非催化還原方法以及選擇性催化還原兩種，當(dāng)前在中國國內(nèi)的垃圾焚燒發(fā)電廠中應(yīng)用選擇性非催化還原工藝較多，只需將爐膛溫度控制在850～950℃即可，脫硝效率最低達(dá)30%、最高為60%，但是選擇性非催化還原工藝也具有鍋爐易發(fā)生結(jié)垢、水冷壁易腐蝕等弊端。與選擇性非催化還原工藝相比，選擇性催化還原的脫硝效率更高，可以達(dá)到80%左右，因此在垃圾焚燒發(fā)電廠中將低溫選擇性催化還原反應(yīng)器布置在脫酸以及布袋除塵工藝之后，可以有效提高脫硝效率。但要注意此時(shí)煙氣溫度必須高于酸性氣體露點(diǎn)溫度15℃左右，運(yùn)行溫度要控制在150～180℃，才能夠有效保障脫硝效果。除此之外也有部分垃圾焚燒發(fā)電廠采用兩種脫硝工藝相結(jié)合的方式，雖然脫硝效率極高，但也會(huì)因煙氣中的重金屬和粉塵造成催化劑性能失效，實(shí)際的脫硝效果并不好。

3 垃圾焚燒脫酸工藝分析

垃圾焚燒脫酸工藝按照治理原材料的加入狀態(tài)以及副產(chǎn)物的狀態(tài)來分，主要有干法、濕法和半干法三種。其中干法即在脫酸過程中所加入的原材料和副產(chǎn)物都是干態(tài)物質(zhì)，在垃圾焚燒中最常見的干法脫酸原材料為熟石灰粉，其副產(chǎn)物是部分與煙氣中所含有的HF、HCL、SO2等酸性氣體發(fā)生反應(yīng)后所產(chǎn)生的干態(tài)消石灰混合物；濕法即在脫酸過程中所利用的原材料和副產(chǎn)物都是濕態(tài)物質(zhì)，比如在垃圾焚燒中治理煙氣采用濕法脫酸就會(huì)利用濕態(tài)的石灰石漿液，產(chǎn)生的副產(chǎn)物是含有大量亞硫酸鈣成份的濕態(tài)漿液；半干法即在煙氣治理中使用的脫酸原材料為水溶液或者是漿液，而副產(chǎn)物是干態(tài)物質(zhì)，比如在垃圾焚燒煙氣治理過程中使用濕態(tài)的消石灰漿液進(jìn)行脫酸，得到的副產(chǎn)物即為與干法脫酸形成的副產(chǎn)物一致，都為與煙氣中含有的HF、HCL、SO2酸性氣體反應(yīng)之后形成的干態(tài)消石灰混合物。

4 垃圾焚燒超低排放改造存在的局限性

當(dāng)前中國的垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣凈化排放工藝主要是應(yīng)用半干法脫硫工藝、活性炭噴射、布袋除塵等流程技術(shù)，而且根據(jù)煙氣中的氮氧化物的排放現(xiàn)狀采用選擇性非催化劑還原脫硝技術(shù)，從而保障垃圾焚燒發(fā)電廠的煙氣排放符合國家規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。但是現(xiàn)階段中國垃圾焚燒超低排放改造仍存在較大的局限性，比如應(yīng)用濕法脫酸工藝主要是通過堿性溶液吸收酸性氣態(tài)污染物，如SO2、HCL等，并且脫酸效率較高，但濕法脫酸工藝會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，在垃圾焚燒發(fā)電廠中配備相應(yīng)的廢水處理設(shè)施設(shè)備，會(huì)導(dǎo)致脫酸工藝占用廠地面積大、運(yùn)行成本高、腐蝕、結(jié)垢、阻塞作用性強(qiáng)等問題；由于垃圾焚燒過程中煙氣中含有的粉塵量較大，而且煙灰的黏度很高，如果將催化劑布置在省煤器之后長時(shí)間運(yùn)行會(huì)引發(fā)系統(tǒng)堵塞等問題。另外因?yàn)槔贌a(chǎn)生的煙氣中氯化氫以及硫氧化物會(huì)降低催化劑的活性，所以選擇性催化還原裝置會(huì)布置在脫酸和除塵系統(tǒng)之后，采用低溫型催化劑，所以在實(shí)際的改造中煙氣濕度會(huì)對(duì)催化劑的活性產(chǎn)生極大的影響，不利于整個(gè)凈化系統(tǒng)的運(yùn)行。此外在垃圾焚燒發(fā)電廠超低煙氣排放改造技術(shù)中，為了保障和維持催化劑的活性，要在超過200℃的環(huán)境中開展催化反應(yīng)，為了防止二噁英等有害物質(zhì)的合成，需將溫度進(jìn)行不斷下調(diào)，可一旦將溫度降低至300℃以下，就會(huì)生成氯化銨，催化劑會(huì)因此而出現(xiàn)中毒現(xiàn)象，影響系統(tǒng)運(yùn)行以及煙氣凈化效果。由此當(dāng)前中國的垃圾焚燒發(fā)電廠在超低煙氣改造過程中存在一定的局限性，需要不斷創(chuàng)新脫硫、脫酸以及除塵技術(shù)，充分提高煙氣凈化效果。

針對(duì)以上現(xiàn)狀，垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)在半干法脫酸的主流工藝的基礎(chǔ)上，高溫脫硝和高溫除塵一體化技術(shù)也逐漸得到了應(yīng)用，為解決濕法脫酸和低溫催化脫硝的局限性提供了一個(gè)可供選擇的技術(shù)路線。

5 結(jié)論

綜上所述，隨著當(dāng)前中國對(duì)環(huán)保的要求以及煙氣的排放標(biāo)準(zhǔn)越來越高，垃圾焚燒發(fā)電廠實(shí)施超低煙氣排放改造仍需要進(jìn)一步展開探討和技術(shù)創(chuàng)新。在未來的研究中需要探討如何從源頭上完善垃圾分類、如何提高半干法脫酸工藝效率、如何降解二噁英以及降低催化劑使用成本等，以實(shí)現(xiàn)對(duì)超低煙氣排放改造技術(shù)的應(yīng)用。