張譯中 林會昌 孟素麗 王麗平

摘要：目前我國對垃圾處理采取的主要方式為垃圾填埋和垃圾焚燒，其中垃圾焚燒所占的比重在逐年增加，但是垃圾焚燒會產生NOx、SOx、HCl、HF、重金屬、粉塵、二噁英等污染物，需要采取煙氣處理措施，確保達標排放。隨著污染物排放指標的日趨嚴格，“選擇性非催化還原（SNCR）+半干法+干法+活性炭噴射+布袋除塵+濕法+選擇性催化還原（SCR）”即兩級脫硝+三級脫酸超低排放煙氣處理技術應運而生。

關鍵詞：垃圾焚燒;超低排放;煙氣處理

1、煙氣污染物排放及控制標準

目前垃圾焚燒電廠執(zhí)行的最新排放標準為GB18485—2014，其中對顆粒物、酸性氣體，二噁英的排放要求分別控制在20mg/m3、250mg/m3、50mg/m3、80mg/m3、0.1ngTEQ/m3以內。隨著國家對環(huán)保整治力度的大力加強，上海、深圳、海南出臺的排放標準更加嚴格，對顆粒物、NOx、HCl、SO2、二噁英的排放要求分別控制在8mg/m3，80mg/m3，8mg/m3，30mg/m3，0.05ngTEQ/m3以內。由此可見，垃圾焚燒電廠超低排放勢在必行。

2、脫酸系統(tǒng)應用研究

2.1半干法脫酸系統(tǒng)

2.1.1噴漿流量對SO2和洗煙廢水的影響

半干法脫酸是將石灰漿液通過霧化器霧化成約20～50μm的小液滴，然后與煙氣中的酸性氣體發(fā)生中和反應，進而脫除酸性氣體，石灰漿流量與霧化器的霧化效果有一定的關系。在不同負荷下，隨著噴漿流量的增加，反應塔出口SO2的排放質量濃度是逐漸降低的，同時，隨著噴漿流量的增加，反應塔出口SO2排放質量濃度降幅逐漸放緩，表明存在一個最佳石灰漿流量噴射區(qū)間。另外，本研究對象的額定負荷為63t/h，高負荷時，所需噴漿流量相對較大。

洗煙廢水電導率達到20ms/cm時就要排出濕法塔，通過分析洗煙廢水達到20ms/cm的累積時間以此推斷洗煙廢水的產生速率，累積時間越長，廢水產生速率越慢。隨著噴漿流量的增加，電導率低于20ms/cm時的累積時間在逐漸增加，并且噴漿流量由3m3/h提高至3.5m3/h時，累積時間增幅較大，當噴漿量由3.5m3/h提高至4m3/h時，累積時間增幅較小，結合噴漿流量對反應塔出口SO2排放質量濃度的影響，建議噴漿流量控制在3.5～4m3/h之間。

2.1.2反應塔煙溫對SO2的影響

在不同噴漿流量下，隨著反應塔煙溫的升高，反應塔出口SO2的質量濃度是逐漸增加的，并且在155～165℃之間，反應塔出口SO2質量濃度隨煙溫的升高增幅較慢，說明脫酸效率較高，而在165～175℃之間，反應塔出口SO2質量濃度隨煙溫的升高增幅較快，說明脫酸效率逐漸降低。究其原因是由于酸性氣體SO2、HCL等與Ca（OH）2的反應為放熱反應，溫度升高不利于中和反應的進行。

另外，反應塔煙溫過高或者過低對后續(xù)布袋除塵系統(tǒng)和濕法脫酸系統(tǒng)都有一定的影響。反應塔煙溫越低，進入布袋除塵器的煙溫也就越低，有可能造成布袋黏糊。反應塔煙溫越高，經布袋除塵器后進入濕法脫酸系統(tǒng)的煙溫也就越高，煙溫過高影響濕法脫酸效率和廢水的產生量。因此根據實際運行情況，建議反應塔煙溫控制在160～165℃之間。

2.2濕法脫酸系統(tǒng)

2.2.1NaOH質量濃度對濕法脫酸系統(tǒng)的影響

濕法脫酸系統(tǒng)采用NaOH溶液作為脫酸劑，煙氣中的酸性氣體與噴入濕法塔內的NaOH溶液進行反應，NaOH溶液質量濃度的不同會對洗煙廢水的產生量產生影響。試驗數(shù)據表明，濕法脫酸系統(tǒng)NaOH質量濃度由10%降至8%時，洗煙廢水的產生量降低了21.84m3，分析其原因是由于NaOH質量濃度的降低提高了循環(huán)液的環(huán)倍率，延長了達到洗煙廢水電導率的排放時間。

2.2.2pH值對濕法脫酸系統(tǒng)的影響

隨著pH值的逐漸升高，電導率低于20ms/cm時的累積時間在逐漸降低，這是由于pH值的升高，提高了循環(huán)液中的NaOH質量濃度，進而使得與煙氣中酸性氣體反應的更加充分，縮短了洗煙廢水達到20ms/cm所需的時間。考慮到pH值設置過低，致使循環(huán)液呈酸性，可能對設備產生腐蝕，因此建議將冷卻循環(huán)液的pH值設置在5.5～6之間。

3、脫硝系統(tǒng)應用研究

3.1SNCR噴氨量對爐膛出口NOX質量濃度的影響

爐內SNCR脫硝主要是通過向爐內噴射氨水來降低爐膛出口NOX質量濃度，其噴氨量的多少與脫硝效率、氨逃逸都有著直接的聯(lián)系，噴氨量過少達不到設計排放質量濃度，噴氨量過多又會引起氨逃逸增加，會對爐內水冷壁和后續(xù)換熱設備及煙道帶來腐蝕。隨著SNCR噴氨量的增加，爐膛出口NOX的排放質量濃度是逐漸下降的，并且噴氨量由60L/h增加至100L/h時，爐膛出口NOX質量濃度降幅大，由169.45mg/m3降至107.50mg/m3，而繼續(xù)加大噴氨量至110L/h時，爐膛出口的NOX質量濃度變化平緩，并且有升高的趨勢，可能是由于氨水噴入過量，發(fā)生副反應，生成NOX。試驗期間測得爐膛出口NOX的原始質量濃度約為260mg/m3，由此計算得到不同SNCR噴氨量下的脫硝效率。隨著SNCR噴氨量的增加，脫硝效率是逐漸增加的，噴氨總量60L/h增加至100L/h時，脫硝效率由34.83%增加至58.65%，而繼續(xù)加大噴氨量至110L/h時，脫硝效率變化平緩，有降低的趨勢。通過分析SNCR噴氨量變化對爐膛出口NOX排放質量濃度和脫硝效率的影響，同時考慮到氨水噴入過多會產生氨逃逸及副反應，建議SNCR噴氨量控制在70～100L/h之間。

3.2煙溫對SCR脫硝系統(tǒng)的影響

根據低溫催化劑的性能，催化劑可以在最低煙溫下開始反應，然后隨著煙溫的升高，脫硝效率會逐步升高，直到最大脫硝效率。由于SCR反應溫度與飽和蒸汽的抽汽量有關，SCR反應溫度越高，抽汽量則越大，進而會影響垃圾焚燒發(fā)電量。隨著SCR入口煙溫的升高，SCR出口NOX質量濃度逐漸降低，表明脫硝效率是逐漸增加的。SCR入口煙溫從172℃增加至175℃時，SCR噴氨量基本維持不變，但SCR出口NOX質量濃度逐漸降低;SCR入口煙溫從175℃增加至181℃時，雖然NOX質量濃度顯著下降，但噴氨量、氨逃逸及蒸汽的抽汽量也隨之增大，考慮到SCR入口煙溫在172～175℃之間已滿足排放要求，結合運行經濟性，建議SCR入口煙溫控制在172～175℃之間。

4、結語

（1）噴漿流量和反應塔煙溫是影響半干法脫酸系統(tǒng)的2個重要因素，考慮到物料消耗、脫酸效率以及半干法脫酸對后續(xù)設備的影響，建議噴漿流量控制在3.5～4m3/h之間，反應塔煙溫控制在160～165℃之間較為適宜。（2）NaOH質量濃度和循環(huán)液pH值是影響濕法脫酸系統(tǒng)的2個重要因素，試驗結果表明，洗煙廢水的產生量隨著NaOH質量濃度的降低而減少，因此可以適當降低NaOH質量濃度。同時，pH值過低會對設備帶來腐蝕，pH值過高影響脫酸效率，建議pH值控制在5.5～6較為適宜。（3）SNCR脫硝系統(tǒng)脫硝效率隨著噴氨量呈現(xiàn)先升高后平緩降低的趨勢，這與氨水噴入過多，可能發(fā)生副反應有關。另外，氨水噴入過量會產生氨逃逸，對水冷壁，后續(xù)設備及煙道帶來腐蝕，建議將SNCR噴氨量控制在70～100L/h之間較為適宜。（4）SCR脫硝系統(tǒng)的脫硝效率與反應煙溫呈現(xiàn)正相關的趨勢，但反應煙溫與抽汽量有關，考慮運行經濟性，在滿足NOX排放要求下，建議SCR反應煙溫控制在172～175℃之間較為適宜。

參考文獻：

[1]垃圾焚燒煙氣處理工藝的相關研究[J].周志新.科技創(chuàng)新與應用. 2020（25）

[2]趙丹.垃圾焚燒電廠煙氣超低排放技術路線研究[J].鍋爐技術，2019，50（04）：75-79.