工藝煙氣治理之垃圾焚燒篇垃圾燃燒是一種對(duì)城市生活垃圾進(jìn)展高溫?zé)峄瘜W(xué)處理的技術(shù)，將生活垃圾作為固態(tài)燃料送入爐膛內(nèi)燃燒，在800-1000℃的高溫條件下，可燃組分與空氣中的氧發(fā)生猛烈的化學(xué)反響，釋放出熱量并轉(zhuǎn)化為高溫的燃燒氣體和少量的性質(zhì)穩(wěn)定的固體殘?jiān)?。?dāng)生活垃圾有足夠的熱值時(shí)，生活垃圾能靠自身的能量維持自燃，而不用供應(yīng)幫助燃料。

城市生活垃圾燃燒煙氣主要成分為CO2、N2、O2、水蒸氣及局部有害物質(zhì)如HCL、HF、SO2、NOX、CO、重金屬（Pb、Hg）和二噁英，因此，垃圾燃燒煙氣需要凈化處理后才能向大氣中排放。

一、燃燒工藝

垃圾經(jīng)分揀壓縮處理后，投入燃燒爐中燃燒，高溫?zé)煔饨?jīng)余熱鍋爐冷卻，并回收余熱用于供熱和發(fā)電，殘?jiān)盃t灰從爐底排出。生活垃圾含水率比擬高，而熱值比擬低。通常，當(dāng)?shù)臀粺嶂?000KJ/Kg時(shí)，燃燒效果較好；而當(dāng)?shù)臀粺嶂敌∮?350KJ/Kg時(shí)，需實(shí)行摻煤或燒油等助燃措施。

生活垃圾燃燒工藝較多，最常用的有爐排燃燒爐和流化床燃燒爐。

（1）爐排燃燒

機(jī)械爐排式燃燒爐采納層燃技術(shù)，以機(jī)械式的爐排塊構(gòu)成爐床，將垃圾進(jìn)展直接燃燒，爐排間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和垃圾本身的重力使垃圾不斷翻動(dòng)、攪拌并推向前進(jìn)，整個(gè)燃燒過(guò)程在一個(gè)爐膛進(jìn)展。垃圾首先進(jìn)入枯燥段，為了保證垃圾能夠快速烘干、脫水，采納加熱后空氣從爐排底部對(duì)垃圾進(jìn)展烘干，同時(shí)爐內(nèi)燃燒垃圾也能對(duì)枯燥段垃圾進(jìn)展烘烤；當(dāng)垃圾進(jìn)入燃燒段后，垃圾在900℃左右進(jìn)展高溫燃燒，可使其中的可燃成分和有害成分被徹底分解，同時(shí)爐底進(jìn)入空氣對(duì)爐排進(jìn)展冷卻，從而防止高溫對(duì)爐排的損害；當(dāng)垃圾進(jìn)入燃燼段后，垃圾處于降溫過(guò)程并徹底燃盡，完全變成灰渣，垃圾燃燒整個(gè)流程完成。

（2）流化床燃燒

流化床燃燒爐是在爐內(nèi)鋪設(shè)肯定厚度，肯定粒度范圍的石英砂，通過(guò)底部布風(fēng)板鼓入肯定壓力的空氣，將砂粒吹起類似水的沸騰狀態(tài)。流化床內(nèi)氣固混合劇烈，傳熱傳質(zhì)速率高，單位面積處理力量大，具有極好的著火條件。

垃圾入爐后即和酷熱的石英砂快速處于完全混合狀態(tài)，垃圾受到充分加熱、枯燥，有利于完全燃燒，床內(nèi)燃燒溫度掌握在800-900℃。流化床爐采納石英砂作為熱載體，蓄熱量大，燃燒穩(wěn)定性較好，燃燒反響溫度勻稱，很少局部過(guò)熱。流化床燃燒爐能處理生活垃圾、工業(yè)廢物和污泥等廣泛的廢物種類。

二、垃圾燃燒煙氣特點(diǎn)

1）污染物危害大，治理要求高。煙氣中污染物包括顆粒物（粉塵、飛灰）、酸性氣體（HCL、HF、SOX、NOX等）、有機(jī)氯化物（二噁英、呋喃）、重金屬（Hg、Cd、Pb等），其中，二噁英是劇毒致癌物質(zhì)，重金屬元素直接危害人體安康。

2）煙氣濕度高，露點(diǎn)溫度高。生活垃圾自身含水分較高并且多變，使燃燒煙氣的含濕量較高，一般為25-35%,最高可達(dá)50-60%。同時(shí)由于煙氣中含有酸性氣體，導(dǎo)致煙氣露點(diǎn)溫度高達(dá)130-140℃，設(shè)計(jì)必需充分考慮防結(jié)露、耐腐蝕措施。

3）煙氣溫度變化大，對(duì)溫度掌握要求高。余熱鍋爐出口煙氣溫度為200℃左右，但瞬時(shí)溫度可超過(guò)300℃，瞬時(shí)低溫可能低于150℃，須實(shí)行調(diào)溫、控溫措施，此外，由于250-600℃為二噁英再聚合的相宜溫度段，在選擇冷卻方式時(shí)應(yīng)予躲避。

三、煙氣凈化技術(shù)

1）除塵

垃圾燃燒爐煙氣中所含煙塵，平均粒徑為20-30um，積累密度為0.3-0.5g/cm3，原始含塵濃度為1.5-15g/m3（標(biāo)態(tài)），摻加有害氣體處理劑后可到達(dá)15-25g/m3。煙氣含濕量一般為30%左右，最高可達(dá)60%左右。目前，GB/T18485明確規(guī)定，垃圾燃燒爐除塵必需采納袋式除塵器。

袋式除塵器不僅是顆粒物除塵器，還是有害氣體凈化反響床，除塵器必需具有良好的清灰再生性能，同時(shí)選用耐溫、耐腐、耐水解濾料。

2）脫酸

垃圾燃燒爐煙氣中，SO2濃度為200-500mg/m3（標(biāo)態(tài)），HCL濃度為400-1200mg/m3（標(biāo)態(tài)），最高可達(dá)1800mg/m3（標(biāo)態(tài)），通常采納噴堿中和處理，按噴堿方式可分為干法、半干法和濕法。其中濕法由于廢液及腐蝕等問(wèn)題應(yīng)用較少

干法脫酸，分為爐內(nèi)噴入法和煙道噴入法。爐內(nèi)噴入法直接將碳酸鈣或白云石噴入爐內(nèi)，脫除效率較低，一般在30-50%之間。煙道噴入法，是在除塵器前煙道噴入消石灰粉塵，使之隨煙氣均布在除塵器濾袋外表，對(duì)煙氣中酸性物質(zhì)進(jìn)展捕集。對(duì)于酸性物質(zhì)，溫度越低，脫除效率越高，因此，通常在除塵器前增設(shè)噴霧冷卻塔，掌握進(jìn)入除塵器的煙氣溫度在160-180℃左右。

半干法，是在反響塔噴入消石灰漿液，掌握反響塔內(nèi)煙氣溫度在140-150℃之間，酸氣脫除率可到達(dá)90%以上，再經(jīng)布袋除塵器粉塵層二次接觸，可使SO2濃度降為10-30mg/m3（標(biāo)態(tài)），HCL濃度降為20-50mg/m3（標(biāo)態(tài)）.半干法常用的有噴霧枯燥法和循環(huán)流化床法。

噴霧枯燥法是一種常用的煙氣脫酸技術(shù)噴霧枯燥煙氣脫酸反響過(guò)程包含以下4個(gè)步驟，即：汲取劑制備、汲取劑漿液霧化、霧化漿液和煙氣混合，汲取酸性氣體并被枯燥、反響產(chǎn)物排出。

噴霧枯燥煙氣脫酸技術(shù)主要是利用噴霧枯燥的原理，將濃度為9%～13%的石灰石漿液經(jīng)汲取塔頂部的霧化器霧化，其粒徑可小于100μm，一經(jīng)與煙氣接觸，便發(fā)生劇烈的熱質(zhì)交換和化學(xué)反響，快速地將大局部水分蒸發(fā)并將酸性氣體汲取固化在反響物中，漿滴被加熱枯燥成粉末狀后，隨煙氣進(jìn)入除塵器。

循環(huán)流化床煙氣凈化技術(shù)是依據(jù)循環(huán)流化床原理而設(shè)計(jì)，其原理為當(dāng)煙氣進(jìn)入反響塔底部時(shí)，煙氣在塔內(nèi)文丘里段被加速，將進(jìn)入塔內(nèi)的汲取劑和循環(huán)物料吹起，形成沸騰床體，氣體和物料無(wú)論處于流化床的過(guò)渡段還是穩(wěn)定段，都處于劇烈的紊流狀態(tài)，物料之間的碰撞、摩擦、反響、傳熱傳質(zhì)等物理化學(xué)過(guò)程特別劇烈；系統(tǒng)工況在肯定范圍內(nèi)變化所引起的波動(dòng)會(huì)在這種劇烈的紊流狀態(tài)下快速到達(dá)新的平衡。目前循環(huán)流化床煙氣凈化已進(jìn)展了多種形式，如德國(guó)WULFF公司的回流式煙氣循環(huán)流化床（RCFB），山東大學(xué)的雙循環(huán)流化床煙氣半干法懸浮脫硫裝置、奧地利能源與環(huán)境公司的循環(huán)流化床煙氣凈化工藝等。

3）脫硝

垃圾燃燒煙氣中NOX濃度通常為300-1000mg/m3（標(biāo)態(tài)），脫硝通常采納選擇性催化復(fù)原法（SCR）、選擇性非催化復(fù)原法（SNCR）、袋式除塵器法和活性焦炭吸附法。

SCR是在有催化劑的條件下將NOX復(fù)原成N2。為了到達(dá)SCR復(fù)原反響所需的350℃溫度，煙氣在進(jìn)入催化脫氮器之前需要再加熱。試驗(yàn)證明SCR可以將NOX排放濃度掌握在50mg/Nm3以下。低溫催化劑活性溫度在160-250℃左右。

使用低溫催化劑系統(tǒng)，在布袋除塵器出口煙氣溫度為150-190℃的區(qū)間，不需要加熱，煙氣直接與復(fù)原劑混合，在催化劑的作用下，脫除NOx。而在中溫催化劑的系統(tǒng)中，需要對(duì)煙氣進(jìn)展再加熱，才能發(fā)生復(fù)原反響。在系統(tǒng)布置上要增加蒸汽預(yù)熱器以及煙氣-煙氣換熱器。

袋式除塵器法是在入口管道噴入氨水，NH3在粉塵層催化作用下與NOX發(fā)生復(fù)原反響，生成硝酸鹽顆粒物，被布袋捕集。

活性焦炭吸附法是在布袋除塵器之后增加吸附劑移動(dòng)床，利用活性焦炭的吸附催化作用深度復(fù)原脫硝，同時(shí)去除二噁英和氣態(tài)汞等有害物質(zhì)。

四、關(guān)于二噁英的掌握

二噁英是氯二苯并二噁英和多氯二苯并呋喃的統(tǒng)稱，共有210種同族體。二噁英有劇毒，是迄今人類發(fā)覺(jué)的毒性最強(qiáng)的物質(zhì)，其毒性是氰化鈉的1000倍，目前興旺國(guó)家對(duì)二噁英的排放標(biāo)準(zhǔn)掌握在0.1ng-TEQ/m3.

垃圾燃燒中，二噁英產(chǎn)生的相宜條件為：

1）溫度300-500℃，主要發(fā)生在燃燒開(kāi)頭和煙氣冷卻過(guò)程中；

2）燃料中含有金屬和含氯有機(jī)物，如聚氯乙烯、氯化鐵、氯化銅和廢舊電池等。

垃圾燃燒煙氣脫除二噁英的主要掌握方法為：

1）布袋除塵器法，由于布袋除塵器適用溫度一般在250℃以下，這種狀況下的二噁