摘要：隨著我國環(huán)境保護的要求越來越嚴格，垃圾焚燒發(fā)電已逐漸成為垃圾處理的主流技術(shù)。煙氣凈化作為垃圾焚燒發(fā)電廠的重要組成部分，決定著垃圾焚燒產(chǎn)生的二次污染物的排放水平。本文分析了垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣凈化工藝，并探討了其發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：垃圾焚燒發(fā)電；煙氣凈化技術(shù)；發(fā)展趨勢

隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市化水平的提高和人民生活水平的不斷提高，產(chǎn)生的垃圾量日益增加，由此造成的環(huán)境污染問題非常嚴重。許多城市的垃圾增長率超過了GDP增長率，面臨著垃圾圍困的困境。垃圾焚燒可以實現(xiàn)能源和資源的利用，減少體積容量的效果明顯，處理速度快，不需要長期存放，節(jié)約了土地資源。它不僅可以充分利用垃圾的發(fā)熱量，而且可以通過煙氣處理系統(tǒng)對燃燒產(chǎn)生的有害成分進行集中處理，以減少環(huán)境污染。垃圾焚燒發(fā)電已成為國際上處理垃圾的主流技術(shù)。

一、垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣凈化工藝

1.1酸性氣體脫除

酸性氣體凈化過程按照有無廢水分為干處理，半干處理和濕處理，每個過程都有其組合形式，也有自己的優(yōu)點和缺點。

一是分析干處理，在進行除酸的時候可以有兩種方法，一種是干燥反應(yīng)塔，將反應(yīng)塔中的干燥藥物和酸性氣體結(jié)合使其進行反應(yīng)，然后將一部分反應(yīng)物與氣體一起加入沉淀器中，使其與酸反應(yīng)。還有一種是在注入干粉藥劑之前進入除塵器，藥劑在灰塵和酸性氣體反應(yīng)中，選擇消石灰(Ca(OH)2)或碳酸氫鈉(NaHCO3)干粉，使干粉顆粒的表面直接與酸性氣體接觸，導(dǎo)致化學(xué)中和反應(yīng)發(fā)生，形成無害的中性鹽顆粒，在灰塵中反應(yīng)產(chǎn)物與捕獲煙道氣中的灰塵和不參與反應(yīng)的吸收劑，可以達到凈化酸性氣體的目的。

二是采用半干式反應(yīng)塔吸收劑進行，一般采用氧化鈣(CAO)原料，由氫氧化鈣(Ca(OH)2)溶液制成，在煙氣凈化過程中通常放置在除塵設(shè)備之前，注入石灰漿在反應(yīng)塔中，漿料形成大量顆粒后必須由除塵器收集。通過噴嘴或旋轉(zhuǎn)噴霧器將石灰漿溶液噴射到反應(yīng)器中，通常從反應(yīng)塔頂部注入以形成具有非常小粒徑的液滴。由于水的蒸發(fā)降低了廢氣的溫度并改善了其濕度，使得酸和石灰漿料反應(yīng)成鹽，落到底部。半干式反應(yīng)塔石灰不完全反應(yīng)，煙氣進入除塵器后，如果除塵設(shè)備使用袋式除塵器，部分未反應(yīng)物質(zhì)將附著在過濾袋上并通過過濾袋的酸性氣體反應(yīng)，脫酸效率進一步提高，對于石灰漿的利用率也相應(yīng)提高。

第三是以洗滌器的形式進行濕式脫酸，煙氣在與堿性溶液充分接觸后進入洗滌器，以獲得更好的脫酸效果。洗滌器設(shè)置在除塵器的下游，以防止顆粒污染物堵塞噴嘴并影響其正常操作。同時濕式洗滌器不能放置在袋式過濾器的上游，因為高濕度飽和煙氣會導(dǎo)致顆粒物質(zhì)堵塞濾布，使得氣體不能通過濾布。

干處理工藝效率低，一般不能滿足排放目標(biāo)要求。如果垃圾中的Cl和S含量低，則半干處理理論上可以滿足項目排放指標(biāo)的要求，但半干處理難以保證廢物組成波動較大時的效果。濕處理酸凈化過程中酸性氣體去除效率最高，工藝流程各種組合，但工藝過于復(fù)雜，配套設(shè)備較多，并對廢水處理問題進行了后續(xù)跟蹤。

1.2脫硝技術(shù)

一是分析的是SNCR技術(shù)，這是選擇性非催化還原法進行，在煙氣溫度為850~1100℃，在O2條件共存的情況下，將氨或尿素等脫氮劑直接送到爐中，氮氧化物被還原成氮和水。由于該方法不需要催化劑的作用，因此可以避免催化劑堵塞或中毒的發(fā)生。去除效率受到脫硝器和氮氧化物之間的接觸條件的影響很大。因此，噴嘴吹出口的位置必須根據(jù)爐子形狀確定，要確定具體的形狀。SNCR技術(shù)一般使用氨或尿素作為還原劑，使用噴槍將還原劑注入焚燒爐高溫區(qū)，將NOX分解成N2和O2，達到NOX去除的目的。

然而，在還原反應(yīng)的情況下，氨作為還原劑，如果注入太多則不能及時反應(yīng)，將導(dǎo)致一系列后續(xù)問題。如殘留在煙氣中，隨著煙氣中HCI的反應(yīng)導(dǎo)致氣態(tài)氯化氨產(chǎn)生，導(dǎo)致白煙。

二是分析的是SCR選擇性催化還原反硝化技術(shù)，目前這是國際上最廣泛使用的煙氣脫氮技術(shù)，在催化劑作用下溫度約為280～420℃的煙氣，SCR技術(shù)受催化劑的作用，NH3以將煙道氣中的NOX還原成N2。反應(yīng)過程通常被認為是與分子NO反應(yīng)的NH3分子，會產(chǎn)生一個N2分子，同時催化劑被還原;O2的存在可使催化劑再氧化，從而完成整個催化循環(huán)。這也是為什么這個過程稱為選擇性催化還原的原因。選擇性催化還原反硝化技術(shù)目前是日益廣泛應(yīng)用的煙氣脫氮技術(shù)，在日本、歐洲、美國等國家和地區(qū)的大多數(shù)發(fā)電廠基本上都是應(yīng)用這種技術(shù)，它沒有副產(chǎn)物，不形成二次污染，裝置結(jié)構(gòu)簡單，除脫效率高(達90%以上)，運行可靠且維修方便等都是其優(yōu)點。

第三就是SNCR+SCR組合脫氮技術(shù)。由于SCR和SNCR具有自己的優(yōu)勢，SNCR和SCR并不是兩個系統(tǒng)相互排斥的，相反當(dāng)兩種技術(shù)同時結(jié)合使用時，可以有效地中和兩種技術(shù)的缺點，保證投資成本和脫氮效率找到最佳平衡。所以如果我們想要節(jié)省投資和控制運營成本的時候，同時確保超過80%的脫氮效率，而且要保證低氨逸出率，可以采取SNCR和SCR兩種組合的方式，能夠理性對NOX分配，關(guān)閉除了滿足排放要求的負載外，還要盡可能降低成本。由于SCR中的大部分NOX已被SNCR除去，所以SCR所需的SCR和反應(yīng)堆將變小，投資成本將會降低很多。

1.3重金屬排放控制

對于重金屬，在煙氣中不僅以固體狀態(tài)存在，同時還以氣體狀態(tài)存在。這是因為有些含有這種成分的化合物在燃燒過程中揮發(fā)所產(chǎn)生的。當(dāng)溫度降低時，重金屬混合物的揮發(fā)率將劇烈地降低，相應(yīng)的,其排放也將隨之減少。焚燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔?，?jīng)余熱鍋爐冷卻后，再通過煙氣處理裝置，其出口溫度進一步降低，加之在煙氣處理裝置中噴入的活性炭具有較大的比表面積，再配備高效的袋式除塵器就可以有效地清除煙氣中的重金屬。

一般來說，此種方法對汞的去除率約90%，對鎘的去除率達95%。而煙氣中的鉛是以煙塵的狀態(tài)存在的。因而鉛主要由袋式除塵器來清除，也有少部分是在冷卻塔中被吸收而去除的。對鉛的清除率平均可達95%。

二、煙氣凈化技術(shù)的發(fā)展趨勢

目前廢物焚燒廢氣凈化技術(shù)研究主要有兩個方面：污染物協(xié)同去除控制技術(shù)，另一個是煙氣的控制和在線檢測技術(shù)?；谠絹碓絿栏竦沫h(huán)保要求，以及垃圾焚燒爐煙氣中復(fù)雜組成的煙氣凈化系統(tǒng)復(fù)雜，成本高，煙氣污染物協(xié)同去除控制技術(shù)越來越受到重視。例如，利用臭氧等強氧化活性分子團體實現(xiàn)煙氣中各種污染物協(xié)同去除技術(shù)，實現(xiàn)硫氧化物，氮氧化物，汞等污染物協(xié)同去除和煙道氣凈化;有機廢物結(jié)合各種現(xiàn)有技術(shù)，如酸性氣體去除技術(shù)，催化技術(shù)，袋式除塵技術(shù)，吸附技術(shù)等新型廢物焚燒煙氣凈化系統(tǒng)和設(shè)備，綜合控制廢物焚燒煙氣排放;低溫等離子體耦合催化協(xié)同處理污染物控制技術(shù)。

二噁英也是垃圾焚燒的重點，越來越多的二噁英深度控制研究，包括焚燒二噁英阻擋技術(shù)和焚燒煙氣二噁英終端控制技術(shù)如二噁英特種改性活性炭，二噁英低溫催化降解技術(shù)。此外，垃圾焚燒爐二噁英排放在線檢測技術(shù)也是熱點之一。

結(jié)語

受土地短缺和圍困等因素的影響，垃圾焚燒發(fā)電已成為中國大城市的現(xiàn)實選擇。垃圾能源行業(yè)在中國起步較晚，必須在產(chǎn)業(yè)示范的前提下，穩(wěn)步推動垃圾能源技術(shù)的發(fā)展。在規(guī)劃和建設(shè)城市時，必須充分考慮焚化廠的建設(shè)，并盡可能將其布置在人口較少的地區(qū)。引進先進技術(shù)，增加垃圾分類的投入，進而降低焚化廠的投資和建設(shè)成本，提高其經(jīng)濟和社會效益。