垃(lā)圾(jī)焚烧废气处理方(fāng)案
一、污(wū)染物成分(fèn)及生成机(jī)制
1. 主要污染物(wù)
颗粒(lì)物:焚烧过程中(zhōng)产生的烟尘,包含飞灰(huī)及未完全燃烧的(de)碳颗粒。
酸性气体(tǐ):
HCl:由垃圾中(zhōng)的(de)氯元(yuán)素(sù)(如PVC、橡(xiàng)胶)在高温下(xià)转化而来(lái),转化率近100%。
SO₂:垃圾中的硫元素氧化生成(chéng),转化率接近100%。
NOx:空气(qì)中(zhōng)的(de)氮在高温下氧(yǎng)化(huà)生成(chéng),转化率约10%。
重金属:如(rú)汞、镉、铅、砷等,来源于垃(lā)圾(jī)中的电池、电子(zǐ)废弃物等(děng),部分(fèn)在高(gāo)温下挥发进入烟气。
有机污染物:
二噁英(PCDD/Fs):由氯苯、氯酚等前驱物在低温区(qū)(250~400℃)催化合成,或高温气相反(fǎn)应生成。
2. 生成机制
二噁英:
前驱物(wù)合成:不完(wán)全燃烧产生的氯苯、氯酚等在(zài)飞灰催化下合成。
高温气相(xiàng)反应:500~850℃下,短链(liàn)氯代有机物通过环化、聚合生成(chéng)。
从(cóng)头合成:碳(tàn)氢化合物与Cl₂在金属催(cuī)化下生成。
重金属:垃圾(jī)中(zhōng)重(chóng)金属(shǔ)元素在(zài)焚烧过程中部分挥发,随烟气排放。
二、处理技术及工艺流程
1. 处(chù)理技术(shù)选择
(1) 颗粒物(wù)控(kòng)制
布(bù)袋(dài)除尘器:去(qù)除(chú)效率≥99.87%,适(shì)用于微米级颗粒物。
静电(diàn)除尘器:适用于大颗粒物,但效(xiào)率(lǜ)略(luè)低。
(2) 酸(suān)性气体去除
HCl/SO₂:
半干法:石灰(huī)浆喷雾(wù)中和,效率(lǜ)≥95%。
湿法洗涤:NaOH溶液吸收,效率≥98%。
NOx:
SNCR(选择性非催化还原):喷(pēn)入氨水或(huò)尿素(sù),效率30%~50%。
SCR(选择(zé)性催化还原):催化剂(如V₂O₅)作用(yòng)下,效率≥90%。
(3) 重金属(shǔ)去除
活(huó)性(xìng)炭吸附:喷(pēn)射活性(xìng)炭吸附汞(gǒng)、镉等,结合布(bù)袋除尘器捕集。
急冷塔(tǎ):快速降温(1秒内从500℃降(jiàng)至200℃以下)抑制二噁英再合(hé)成,同时(shí)冷凝重(chóng)金属。
(4) 二(èr)噁(wù)英控制
高(gāo)温焚烧(shāo):炉膛温度≥850℃,烟气(qì)停留时间≥2秒,分(fèn)解前驱物。
急冷+活(huó)性(xìng)炭吸附:急冷塔避免二噁英再合成,活性炭吸(xī)附残留。
催化裂解:分子裂解装置分解二噁英,效率≥80%。
2. 推荐工艺流程
组合工艺:
SNCR + 急冷塔 + 消石灰/活性炭喷射(shè) + 布袋除尘 + 湿法脱(tuō)酸(suān) + SCR(可(kě)选)
流(liú)程说(shuō)明:
焚烧(shāo)阶段(duàn):
控制炉膛温(wēn)度≥850℃,停留时间≥2秒,确保二(èr)噁(wù)英前驱物分解。
添加助燃剂(如天然气)维持高温,CO浓度(dù)≤50ppm。
急冷塔:
烟气从500℃快速降温至200℃以下,避免(miǎn)二噁英再合成。
喷射消石(shí)灰(huī)浆中和HCl、SO₂。
活性炭喷射:
在急冷塔后(hòu)喷入活性炭(tàn),吸附重金属及残留二噁英。
布(bù)袋除尘器(qì):
捕集飞灰、活(huó)性炭及吸附的污染物(wù),效(xiào)率≥99.9%。
湿法脱(tuō)酸:
NaOH溶(róng)液洗涤烟气,进一步去(qù)除HCl、SO₂,效率≥98%。
SCR脱硝(可选):
对NOx排放要(yào)求严格的地区,增设SCR系(xì)统(tǒng),效率≥90%。
排放监测:
安装在线(xiàn)监测系统(CEMS),实时监(jiān)控颗粒物(wù)、SO₂、NOx、HCl、二噁英等(děng)指(zhǐ)标。
三、排放标准及合(hé)规性
1. 国内标(biāo)准(《生活垃圾焚烧(shāo)污染控制标准》GB18485-2014)
颗粒物:24小时均值(zhí)≤20 mg/m³,1小(xiǎo)时均(jun1)值(zhí)≤30 mg/m³。
SO₂:24小时均(jun1)值≤80 mg/m³,1小时(shí)均值(zhí)≤100 mg/m³。
NOx:24小时均值≤250 mg/m³,1小时均值≤300 mg/m³。
HCl:24小时均值≤50 mg/m³,1小(xiǎo)时均值≤60 mg/m³。
二(èr)噁英:24小时均值≤0.1 ngTEQ/m³。
汞及其化合物:24小时均值(zhí)≤0.05 mg/m³。
2. 国际对比(欧盟2010/75/EU)
二(èr)噁(wù)英:24小时均值≤0.1 ngTEQ/m³(与我(wǒ)国一致)。
NOx:日(rì)均值≤200 mg/m³(严(yán)于我国标准)。
SO₂:日均(jun1)值(zhí)≤50 mg/m³(严于我国标准)。
四(sì)、案例分析及效果
1. 浙江某(mǒu)生活垃圾焚烧厂
工(gōng)艺(yì):SNCR + 急冷塔 + 活性炭喷射 + 布(bù)袋除尘 + 湿法脱酸。
效果:
二(èr)噁英排放≤0.02 ngTEQ/m³(远低于(yú)国标(biāo))。
NOx排放≤100 mg/m³(SCR系统(tǒng))。
颗(kē)粒物排放≤5 mg/m³。
2. 上(shàng)海某焚烧厂
工艺:增(zēng)设SCR系统,NOx排放降至80 mg/m³以下。
成本:年运行费(fèi)用增加约(yuē)5000万元,但满(mǎn)足(zú)更严格的地方(fāng)标准。
五、经济性与可行性(xìng)
1. 投资成(chéng)本
设备投资(zī):组合工艺(含SCR)总投(tóu)资约3亿元(yuán)(以750吨/日规模计(jì))。
运行成本:
活性炭:约200元/吨垃圾。
药剂(石灰、NaOH):约(yuē)150元/吨垃圾(jī)。
电费:约80元/吨垃圾。
2. 效益(yì)分(fèn)析
环境效益:显著降低(dī)二噁(wù)英、重金属排放(fàng),改善周(zhōu)边(biān)空气质量(liàng)。
经济效益:通过(guò)余热回收发电(diàn),部(bù)分抵消运行(háng)成本,提升项目(mù)收益率。
六、垃圾焚烧废气处理结论
垃圾(jī)焚(fén)烧(shāo)废气处理需采用多技术组合工艺(yì),以高温焚烧为基础,结合急冷、吸附、洗涤及催化还原技(jì)术,确保污染物达标排放。推荐工艺为SNCR+急冷塔+活性炭(tàn)喷射+布袋除尘+湿法脱酸,并根据排放标准增设SCR系统。该(gāi)方案兼顾(gù)环保与(yǔ)经济性,适用于新(xīn)建及改扩建(jiàn)焚(fén)烧厂。
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