垃圾焚烧废气(qì)处(chù)理方案(àn)
一、污(wū)染(rǎn)物成(chéng)分(fèn)及(jí)生成机制
1. 主要污染物
颗粒物:焚烧过程中产生(shēng)的烟尘,包(bāo)含飞灰(huī)及未完全燃烧的碳颗粒。
酸性气体(tǐ):
HCl:由(yóu)垃(lā)圾中的氯元素(如PVC、橡胶)在高温下转化而来,转化率(lǜ)近100%。
SO₂:垃圾(jī)中(zhōng)的(de)硫元素氧(yǎng)化生成(chéng),转化率接(jiē)近100%。
NOx:空气中的氮在高温下氧化生成,转化率约(yuē)10%。
重金属(shǔ):如汞、镉、铅(qiān)、砷等(děng),来源于(yú)垃圾中的电池、电(diàn)子废弃物等,部(bù)分在高(gāo)温下(xià)挥发进入烟气(qì)。
有机污染物:
二噁英(yīng)(PCDD/Fs):由氯苯(běn)、氯酚等前(qián)驱物在低(dī)温区(qū)(250~400℃)催化合成,或高温气相反应生成。
2. 生成机制
二噁英:
前(qián)驱物合成(chéng):不完(wán)全燃烧产生(shēng)的氯苯、氯(lǜ)酚等在飞(fēi)灰催化下合(hé)成。
高温气相反应:500~850℃下,短链氯(lǜ)代有机物通过环化(huà)、聚合生成。
从头合成:碳氢化合物与(yǔ)Cl₂在金属催化下生成。
重金属:垃圾中重金属元素在(zài)焚烧过程(chéng)中部分(fèn)挥发,随烟气排放(fàng)。
二、处理(lǐ)技术及工艺流程
1. 处理技术选择
(1) 颗粒物控(kòng)制(zhì)
布袋除(chú)尘器:去除效率≥99.87%,适用于微米级颗粒物。
静电(diàn)除尘器:适用于大颗粒物,但(dàn)效率略低。
(2) 酸性气体去除
HCl/SO₂:
半干(gàn)法:石灰浆喷雾中和,效(xiào)率≥95%。
湿法洗涤:NaOH溶液吸(xī)收,效率≥98%。
NOx:
SNCR(选择性非催化(huà)还原):喷入(rù)氨水或尿素,效率30%~50%。
SCR(选择性催化还原):催(cuī)化剂(如V₂O₅)作用下,效率≥90%。
(3) 重金属去(qù)除
活性炭吸附:喷射(shè)活性(xìng)炭吸(xī)附汞、镉等(děng),结合布袋(dài)除尘器捕集。
急冷(lěng)塔:快速降温(1秒内从500℃降至200℃以下)抑制二噁英再(zài)合成(chéng),同时冷(lěng)凝重金(jīn)属。
(4) 二(èr)噁英控制
高温焚烧(shāo):炉膛(táng)温度≥850℃,烟气(qì)停留时间≥2秒,分解(jiě)前驱物。
急冷+活性炭吸附(fù):急冷塔避免二(èr)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(jiě)二(èr)噁英,效率≥80%。
2. 推荐工艺流程
组合工艺:
SNCR + 急冷塔(tǎ) + 消石灰(huī)/活(huó)性炭喷射 + 布(bù)袋除尘 + 湿法脱酸 + SCR(可选)
流程说明:
焚烧(shāo)阶段:
控制炉膛温(wēn)度(dù)≥850℃,停留时间≥2秒,确保二噁英前驱物(wù)分解。
添(tiān)加助(zhù)燃剂(jì)(如天然气)维(wéi)持高温,CO浓度≤50ppm。
急冷塔:
烟气从500℃快速降温至200℃以下,避免二噁英再合(hé)成。
喷射消石灰浆中(zhōng)和HCl、SO₂。
活性炭喷射(shè):
在急冷塔后喷入活性炭,吸附重金属(shǔ)及残留二噁英。
布袋(dài)除尘器:
捕集飞灰、活性炭及吸附的污染物,效率(lǜ)≥99.9%。
湿法脱酸:
NaOH溶(róng)液洗涤烟气,进一步去除(chú)HCl、SO₂,效率≥98%。
SCR脱硝(可选):
对NOx排(pái)放(fàng)要求严格的地区,增设(shè)SCR系统(tǒng),效率≥90%。
排放(fàng)监测:
安装在线(xiàn)监(jiān)测(cè)系统(CEMS),实时监(jiān)控颗粒(lì)物、SO₂、NOx、HCl、二噁英等指标。
三、排放(fàng)标(biāo)准及合规(guī)性(xìng)
1. 国内标准(《生活垃圾焚烧污染控制标准》GB18485-2014)
颗(kē)粒物:24小时均值≤20 mg/m³,1小时均值≤30 mg/m³。
SO₂:24小时均值≤80 mg/m³,1小时均值≤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小时(shí)均值≤60 mg/m³。
二噁英(yīng):24小时均值≤0.1 ngTEQ/m³。
汞及其化合物:24小(xiǎo)时均值≤0.05 mg/m³。
2. 国际对比(欧盟2010/75/EU)
二噁英:24小时(shí)均(jun1)值(zhí)≤0.1 ngTEQ/m³(与我(wǒ)国一致(zhì))。
NOx:日均(jun1)值≤200 mg/m³(严于(yú)我国标准)。
SO₂:日均值≤50 mg/m³(严于我(wǒ)国标准)。
四、案例分析及(jí)效果
1. 浙江某生(shēng)活垃圾(jī)焚烧厂
工艺:SNCR + 急冷塔 + 活性炭喷射 + 布袋除(chú)尘 + 湿法脱(tuō)酸。
效果:
二噁英排放≤0.02 ngTEQ/m³(远低(dī)于国(guó)标)。
NOx排放≤100 mg/m³(SCR系(xì)统)。
颗(kē)粒物排(pái)放≤5 mg/m³。
2. 上(shàng)海某焚烧厂
工艺:增设SCR系统,NOx排放(fàng)降至(zhì)80 mg/m³以下。
成本:年运行费用增(zēng)加约5000万(wàn)元,但满足(zú)更严格的地方标准。
五、经济性与可行(háng)性
1. 投资成本
设备投资:组合工艺(含SCR)总投资(zī)约(yuē)3亿(yì)元(yuán)(以(yǐ)750吨/日规模计(jì))。
运行成本:
活性(xìng)炭:约200元/吨垃圾(jī)。
药(yào)剂(石灰、NaOH):约150元/吨垃圾(jī)。
电费:约80元/吨垃圾。
2. 效益(yì)分析
环境效(xiào)益:显著降(jiàng)低(dī)二噁英、重(chóng)金属排(pái)放,改(gǎi)善周边空气质量。
经济效益:通(tōng)过余热回收发电,部(bù)分抵(dǐ)消运行成本,提升项目收益率。
六、垃圾焚烧废气处理结(jié)论
垃圾焚(fén)烧废气处理需采用多技术组合工艺(yì),以高温(wēn)焚(fén)烧为基础,结合急(jí)冷、吸附、洗涤及催化还原技术,确保(bǎo)污染物达标排放。推荐工艺为(wéi)SNCR+急冷塔+活性炭喷射(shè)+布袋(dài)除尘+湿法脱酸,并根据(jù)排放标(biāo)准增设(shè)SCR系统。该方案兼顾(gù)环保与经济性,适用于新建(jiàn)及改扩建焚烧厂。
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