垃圾焚燒煙氣超低排放技術(shù)路線與協(xié)同脫除1.垃圾焚燒煙氣污染物特點(diǎn)及超低排放要求垃圾焚燒煙氣中含有多種污染物，包括顆粒物、酸性氣體（如SO?、HCl、HF等）、氮氧化物（NO?）、重金屬（如汞、鉛、鎘等）和二噁英類等。這些污染物具有成分復(fù)雜、毒性大、排放濃度波動(dòng)等特點(diǎn)。超低排放要求通常是指將煙氣中的各類污染物排放濃度降低到極低水平，例如顆粒物排放濃度不超過(guò)5mg/m3，SO?不超過(guò)10mg/m3，NO?不超過(guò)30mg/m3，HCl不超過(guò)5mg/m3，汞及其化合物不超過(guò)0.05mg/m3，二噁英類不超過(guò)0.1ng-TEQ/m3等，以滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。2.前端控制技術(shù)-垃圾分類與預(yù)處理：通過(guò)源頭分類，減少垃圾中的氯、硫等元素含量，降低焚燒過(guò)程中酸性氣體的生成。例如，將含氯塑料、廢舊電池等單獨(dú)收集處理。同時(shí)，對(duì)垃圾進(jìn)行篩選、破碎等預(yù)處理，使垃圾粒度均勻，提高焚燒效率，減少不完全燃燒產(chǎn)物的生成。-燃燒優(yōu)化控制：采用先進(jìn)的燃燒控制系統(tǒng)，精確調(diào)節(jié)焚燒爐的溫度、氧量、停留時(shí)間等參數(shù)。保持焚燒爐內(nèi)溫度在850-1100℃，并確保煙氣在高溫區(qū)停留時(shí)間不少于2s，使垃圾充分燃燒，減少二噁英等有害物質(zhì)的生成。例如，利用在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爐內(nèi)溫度和氧量，自動(dòng)調(diào)節(jié)燃料和空氣的供給量。3.酸性氣體協(xié)同脫除技術(shù)-半干法脫酸：向反應(yīng)塔內(nèi)噴入氫氧化鈣漿液，與酸性氣體發(fā)生中和反應(yīng)。氫氧化鈣與SO?、HCl等酸性氣體反應(yīng)生成相應(yīng)的鈣鹽。該方法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、投資成本低等優(yōu)點(diǎn)，但脫除效率相對(duì)有限。例如，在合適的操作條件下，SO?的脫除效率可達(dá)80-90%，HCl的脫除效率可達(dá)90%以上。-干法脫酸：將粉狀的氫氧化鈣等吸收劑直接噴入煙道，與酸性氣體在氣相中反應(yīng)。干法脫酸系統(tǒng)簡(jiǎn)單，占地面積小，但反應(yīng)速度較慢，脫除效率受吸收劑粒徑、停留時(shí)間等因素影響較大。一般SO?脫除效率在70-80%，HCl脫除效率在80-90%。-濕法脫酸：采用氫氧化鈉、碳酸鈉等堿性溶液作為吸收劑，在吸收塔內(nèi)與酸性氣體充分接觸反應(yīng)。濕法脫酸效率高，SO?脫除效率可達(dá)95%以上，HCl脫除效率接近100%。但存在設(shè)備腐蝕、廢水處理等問(wèn)題。為提高酸性氣體協(xié)同脫除效果，可采用半干法+干法或半干法+濕法的組合工藝。先通過(guò)半干法脫除大部分酸性氣體，再利用干法或濕法進(jìn)一步深度脫除，以滿足超低排放要求。4.氮氧化物協(xié)同脫除技術(shù)-選擇性非催化還原（SNCR）：在焚燒爐高溫區(qū)（850-1100℃）噴入尿素或氨水等還原劑，將NO?還原為氮?dú)夂退?。SNCR技術(shù)投資和運(yùn)行成本較低，但脫除效率一般在30-50%，受溫度窗口和混合均勻性影響較大。例如，在合適的溫度和還原劑噴入量條件下，可將NO?排放濃度降低一定程度。-選擇性催化還原（SCR）：在催化劑作用下，于200-400℃溫度范圍內(nèi)，利用還原劑將NO?還原為氮?dú)夂退CR脫除效率高，可達(dá)80-90%以上，但催化劑成本較高，且對(duì)煙氣中的粉塵和硫含量有一定要求。為實(shí)現(xiàn)氮氧化物超低排放，常采用SNCR+SCR組合工藝。先通過(guò)SNCR在高溫區(qū)初步脫除部分NO?，降低SCR入口NO?濃度，再利用SCR進(jìn)行深度脫除，提高整體脫除效率，同時(shí)降低運(yùn)行成本。5.顆粒物協(xié)同脫除技術(shù)-布袋除塵器：利用纖維濾袋過(guò)濾煙氣中的顆粒物。布袋除塵器對(duì)顆粒物的捕集效率高，可達(dá)到99.9%以上，能有效去除粒徑在0.1μm以上的顆粒物。但布袋易受高溫、高濕度、腐蝕性氣體等因素影響，需要定期更換布袋。-靜電除塵器：通過(guò)高壓電場(chǎng)使顆粒物帶電，然后被集塵極捕集。靜電除塵器處理風(fēng)量大，阻力小，但對(duì)細(xì)小顆粒物的捕集效率相對(duì)較低，一般對(duì)1μm以下顆粒物的捕集效率在90-95%。為提高顆粒物協(xié)同脫除效果，可采用布袋除塵器與靜電除塵器組合的方式。先利用靜電除塵器去除大部分大顆粒粉塵，降低布袋除塵器的負(fù)荷，再通過(guò)布袋除塵器深度去除細(xì)小顆粒物，確保顆粒物排放濃度滿足超低排放要求。6.重金屬與二噁英類協(xié)同脫除技術(shù)-活性炭吸附：向煙道中噴入活性炭粉末，利用活性炭的巨大比表面積吸附重金屬和二噁英類物質(zhì)?；钚蕴繉?duì)汞等重金屬和二噁英類有良好的吸附性能。例如，在合適的活性炭噴入量下，汞的吸附效率可達(dá)90%以上，二噁英類的吸附效率可達(dá)80-90%。-催化分解：采用具有催化分解功能的催化劑，在一定溫度下將二噁英類物質(zhì)分解為無(wú)害物質(zhì)。催化劑的活性和穩(wěn)定性對(duì)分解效果至關(guān)重要。通過(guò)優(yōu)化活性炭吸附和催化分解工藝，可實(shí)現(xiàn)重金屬和二噁英類的協(xié)同脫除。例如，先利用活性炭吸附大部分重金屬和二噁英類，再通過(guò)催化分解進(jìn)一步降低二噁英類的含量，確保其排放濃度滿足超低排放要求。7.煙氣再熱與排放經(jīng)過(guò)濕法脫酸等處理后的煙氣溫度較低且含水量高，為避免煙囪出現(xiàn)“白煙”現(xiàn)象和防止設(shè)備腐蝕，需要對(duì)煙氣進(jìn)行再熱。常用的再熱方式有蒸汽加熱、煙氣-煙氣換熱器（GGH）等。將煙氣加熱至一定溫度后，通過(guò)煙囪達(dá)標(biāo)排放。同時(shí)，要確保煙囪的高度、直徑等參數(shù)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保證煙氣擴(kuò)散效果，減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。8.監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)建立完善的煙氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煙氣中各類污染物的排放濃度、溫度、壓力等參數(shù)。采用在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，如氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）用于監(jiān)測(cè)二噁英類，傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）用于監(jiān)測(cè)酸性氣體等。通過(guò)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整各處理單元的運(yùn)行參數(shù)。例如，當(dāng)監(jiān)測(cè)到SO?排放濃度升高時(shí)，自動(dòng)增加吸收劑的噴入量；當(dāng)NO?排放濃度超標(biāo)時(shí)，調(diào)整還原劑的噴入量和溫度等參數(shù)，確保煙氣穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。9.運(yùn)行管理與維護(hù)制定嚴(yán)格的運(yùn)行管理制度，規(guī)范操作人員的操作流程。定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡檢、維護(hù)和保養(yǎng)，檢查設(shè)備的運(yùn)行狀況、磨損情況等。例如，定期檢查布袋除塵器的布袋是否破損，及時(shí)更換；對(duì)SCR催化劑進(jìn)行活性檢測(cè)和再生處理，延長(zhǎng)催化劑的使用壽命。加強(qiáng)對(duì)員工的培訓(xùn)，提高員工的環(huán)保意識(shí)和操作技能，確保垃圾焚燒煙氣超低排放系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。10.技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析-投資成本：不同的垃圾焚燒煙氣超低排放技術(shù)路線投資成本差異較大。半干法+干法+SNCR+布袋除塵器+活性炭吸附等組合工藝投資相對(duì)較低，而半干法+濕法+SNCR+SCR+布袋除塵器+活性炭吸附+催化分解等深度處理工藝投資成本較高。-運(yùn)行成本：運(yùn)行成本主要包括能源消耗、吸收劑和還原劑消耗、設(shè)備維護(hù)等費(fèi)用。例如，濕法脫酸的運(yùn)行成本相對(duì)較高，主要是由于堿性溶液的消耗和廢水處理費(fèi)用；SCR工藝的催化劑成本和還原劑消耗也是運(yùn)行成本的重要組成部分。在選擇技術(shù)路線時(shí)，需要綜合考慮投資成本和運(yùn)行成本，結(jié)合當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保要求、垃圾特性等因素，選擇經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)方案。11.案例分析以某垃圾焚燒發(fā)電廠為例，該電廠采用半干法+干法脫酸、SNCR+SCR脫硝、布袋除塵器+活性炭吸附等組合工藝。在運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)優(yōu)化各處理單元的運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了煙氣的超低排放。煙氣中顆粒物排放濃度穩(wěn)定在3mg/m3以下，SO?排放濃度在5mg/m3以下，NO?排放濃度在20mg/m3以下，HCl排放濃度在3mg/m3以下，汞及其化合物排放濃度在0.03mg/m3以下，二噁英類排放濃度在0.05ng-TEQ/m3以下。該案例表明，合理選擇技術(shù)路線并優(yōu)化運(yùn)行管理，能夠有效實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒煙氣的超低排放。12.發(fā)展趨勢(shì)隨著環(huán)保要求的不斷提高，垃圾焚燒煙氣超低排放技術(shù)將不斷發(fā)展創(chuàng)新。未來(lái)可能會(huì)出現(xiàn)更高效的吸收劑和催化劑，提高酸性氣體、氮氧化物等污染物的脫除效率。例如，研發(fā)新型的鈣基吸收劑，提高其對(duì)酸性氣體的反應(yīng)活性和