垃圾焚烧发电中排放气体控制技术的应用

垃圾焚烧发电中排放气体控制技术的应用

姜雯昕 姜国琼 逄 辉 刘德强

青岛达能环保设备股份有限公司 山东青岛 266313

摘要：生活垃圾焚烧发电期间，会对所产生尾气加以处理，并减少尾气排放量。但尾气中不仅包含固体颗粒及灰尘，还有一些酸性气体，如NO₂、SO₂、HCl等，这些酸性物体会对居民生活产生严重影响，所以垃圾焚烧发电厂需要采取有效措施，对酸性气体排放情况加大控制力度。

关键词：垃圾焚烧；垃圾发电；排放气体控制

引言：

随着工业化和城市化的推进，我国城市垃圾产生量逐年增加，近几年基本以10%的速度增长，并且这一增长势头没有出现逆转的趋势。我国人口分布并不均匀，主要集中于东部、中部经济相对发达的地区，导致城市生活垃圾与土地资源的矛盾更加突出，传统的填埋方式已经越来越难以处理数量不断飙升的垃圾，资源环境的承载力已接近极限，当前迫切需要探寻新的更加环保的垃圾处理方式。

1垃圾焚烧发电厂概述

在垃圾焚烧发电的过程中，垃圾焚烧发电厂的设计、建造和运营是核心环节。垃圾焚烧发电厂由主体工程、辅助工程、公用工程、储运工程及环保工程等组成，涉及垃圾接收、运输、焚烧、热力和烟气净化等流程。垃圾焚烧发电厂的主要设施包括主厂房、办公区域、厂前区、空压机房、化学及污水处理间、渗滤液处理站、循环冷却水系统（含冷却塔）、烟囱、检修间、备品库、点火油库区、氨水储存区和运输垃圾引桥等。

2垃圾焚烧发电中排放气体控制技术的应用

2.1低氮燃烧技术

目前，很多发达国家也相继研发出低NOx燃烧器，我国在此方面比较看重应用投资小且加装改造便捷的控制措施，近年来研发出多种低氮燃烧器等，如清华径向浓氮低NOx燃烧器、哈工大径向浓氮低NOx燃烧器等，应用中效果显著。处于应用阶段的低NOx燃烧器有低NOx预燃室燃烧器、混合促进型燃烧器、分隔火焰型燃烧器、自身再循环燃烧器等。空气分级燃烧技术主要是分为一级乃至多级加入空气，在燃烧区加入部分空气，使过量空气系数a＜1，打造富燃料区，同步制造还原性气氛，以此抑制生成NOx，同步对已产生NOx加以还原。之后在后段燃烧区添加足量空气，使a＞1，打造贫燃料区，以提升燃烧效率。

2.2烟气脱硝技术

目前在垃圾焚烧发电过程中，因为应用低氮燃烧技术及“3T”技术，有效控制了焚烧处理中的二次污染物，同时应用SNCR技术可将氨水当作反应还原剂，在焚烧炉当中建立高效、全自动的炉内脱硝系统，可再次降低NOx的排放量，使最终排放情况符合有关标准^[1]。烟气脱硝技术除了SNCR以外，常规的还有SCR等，同时各行业还研发出一些新型烟气脱硝技术，如活性炭吸附法、液体吸收法、微生物法、电子束法等，虽然目前相关技术尚不成熟，但技术应用前景依旧良好。

2.3新型除酸工艺

可应用NHD脱除工艺、低温甲醇洗工艺等新型除酸工艺。其中NHD脱除工艺属于一种低能耗、新型净化工艺，所用主要成分是由聚乙二醇二甲醚混合制成的，具有较小的挥发性和较低的蒸气压，且溶剂不需要洗涤回收，本质是以物理方法对酸性气体进行吸收；低温甲醇洗工艺是一种物理吸收法，在操作压力持续增加过程中不断降低循环量，能够去除HCl、SO2、NO等多种酸性气体。经实践研究，发现联合使用干法和半干法脱酸技术，SO2去除率超过90%，HCl去除率高达99%。

2.4湿法除酸技术

运用湿法除酸技术，一般是通过布袋除尘器将尾气中颗粒物全面清除，之后再输送到湿式洗烟塔中。首先，是在尾气进入塔中之后，通过喷洒液体使尾气温度逐渐下降，当达到饱和温度之后，再使其和下方填料空隙分布的碱性吸收液发生化学反应，使其吸收酸性气体。

2.5干法除除酸技术

运用干法除酸技术，通常是在吸收塔当中喷洒生石灰粉末，使生石灰粉末可以和酸性气体大面积接触，从而吸收酸性气体，获得良好的除酸效果。不过此方法往往除酸效率偏低，应用中HCL去除率约为60%，并且SO2去除率只有约30%。为有效提升除酸效率，在应用中需要适度调高吸收剂使用量。

3垃圾燃烧发电过程的环境保护措施

3.1烟气污染物治理

垃圾焚烧发电厂在运行的过程中会产生大量烟气，其中含有多种污染物，包括烟尘、酸性气体（如NOx、SO2、HCl等）、重金属（如Hg、Pb、Cd及其化合物）和有机污染物（如二噁英、呋喃等）。二噁英被世界卫生组织称为最毒的致癌物质，随烟气排放到大气中，会给空气造成严重的二次污染。高效的垃圾焚烧发电厂在设计初期就必须考虑采取有效的措施以减少乃至杜绝二噁英等有毒气体的排放，从而防止二次污染^[2]。部分垃圾焚烧发电厂会采用“SNCR脱硝（炉内喷氨水）+半干法（石灰浆）+干法（石灰干粉）+活性炭喷射+布袋除尘”的处理工艺，这种处理工艺净化率较高。烟气经反应器、药剂喷射系统和布袋除尘器后，烟气中的污染物达到排放限值要求才能排放。

3.2恶臭治理

在垃圾收集、运输和焚烧的过程中，H2S、NH3、甲硫醇等污染因子会产生刺激性气味，引起人们不快，其中，有些物质还会危害人体健康。恶臭气体的扩散对厂区周围的影响较大，必须加以有效处理。它的排放属于无组织排放，应针对不同场所的功能分别采取恶臭气体污染控制措施^[3]。其中，主要采用隔离法来防治垃圾焚烧发电厂的恶臭问题。垃圾运输车必须全密闭，有效防止臭味扩散和垃圾遗洒；利用焚烧炉风机抽取垃圾储坑的空气，作为焚烧炉的助燃空气，恶臭因子在燃烧过程中被分解氧化；在垃圾卸料大厅的出入口设置空气帘幕和带正压的前室缓冲间，以防止臭气及灰尘外泄；垃圾渗滤液处理站的构筑物加盖密封处理，采用机械排风、机械送风系统，送风系统将室外空气分别送至垃圾渗滤液各点，排风系统使渗滤液沟道间、渗滤液收集池及渗滤液泵房保持负压，防止恶臭味外溢。

3.3垃圾收集与预处理污染防治

垃圾的收集和预处理可以有效提高垃圾焚烧发电厂运行效率，减少二次污染，主要涉及垃圾的收集、分类和运输等环节。严格禁止有毒有害垃圾进入焚烧垃圾收集系统，危险废物及工业垃圾不得进入生活垃圾焚烧发电厂进行处理。要防止建筑垃圾进入焚烧垃圾收集系统。低热值的建筑垃圾对焚烧有不利影响，如降低炉温，产生更多的CO，将不利于二噁英去除，降低了垃圾焚烧发电厂的处理效率和热发电效率^[4]。由于不同种类垃圾的焚烧处理流程、主要焚烧污染物及其控制措施存在很大差别，因此有必要对建筑垃圾、工业垃圾和生活垃圾进行分类收集。一方面，分类收集可以提高垃圾处理效率，做到该填埋的填埋，该焚烧的焚烧；另一方面，分类收集也可以提高焚烧发电的燃烧转化效率，减少二次污染物的排放，有条件的地方还可以根据不同类别垃圾特点设计垃圾焚烧发电厂，更好地利用垃圾中的可用资源，大大提高垃圾焚烧处理效率。

结束语：

综上所述，垃圾分类是历史的潮流，是文明的进步，是人类发展的必经阶段。为更充分的利用生活垃圾，垃圾焚烧发电厂需高度关注采取有效技术措施处理酸性气体，减少相关气体排放量，缓解城市面临的巨大生活垃圾压力，推进环保事业发展。

参考文献：

[1]房德职,李克勋.国内外生活垃圾焚烧发电技术进展[J].发电技术,2019,40(04):367-376.

[2]马倩,陈玉放,靳焘,唐毅,石峰,江小艳,曾瑜.城市生活垃圾焚烧发电飞灰中重金属的固定化研究[J].生态环境学报,2018,27(09):1716-1723.

[3]王圣,岳修鹏,张亚平.我国垃圾焚烧发电产业存在的环保问题及相关思考[J].环境保护,2018,46(11):59-61.

[4]刘力章.江西省垃圾焚烧发电现状与启示[J].中外能源,2017,22(09):95-100.