垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣污染控制

1、垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣污染控制摘要：針對垃圾焚燒發(fā)電廠產(chǎn)生的有毒、有害氣體，通過控制焚燒爐的溫度，采用由脫酸塔和布袋除塵器組成的煙氣凈化系統(tǒng)，減少有害物質(zhì)生成。介紹垃圾焚燒過程中主要污染物。二嗯英的相關介紹和抑制方法。關鍵詞：焚燒爐；脫酸塔；活性炭；布袋除塵器；二嗯英。Abstract:Toreducetheproductionofhazardoussubstance.Asmokepurificationsystemconsistingofremoveacidtowerandbag-typedustcollectorforreducingthegenerationofhazardoussubsta

2、nces.Themainpollutantsinwasteincinerationprocess.TheIntroductionaboutdioxinandsuppressionmethod.Keywords:incinerator;acidextractingtower;activecarbon;bag-typedustcollector;Dioxin.垃圾焚燒過程中含有碳、氫、氧、氮、硫、磷和鹵素等成分的物質(zhì)與空氣中的氧氣反應，會產(chǎn)生多種有害污染物，垃圾焚燒污染物存在形式及數(shù)量與焚燒條件和凈化系統(tǒng)密切相關1。如何有效控制垃圾焚燒煙氣污染是目前受到普遍關注的環(huán)境熱點問題之一。南方某城市垃圾焚

3、燒發(fā)電廠裝備了2臺250t/d循環(huán)流化床焚燒爐、配套2組8MW疑汽式發(fā)電機和10.5kV/35kV升壓站；同時建設供水、供電、供氣和/三廢0處理系統(tǒng)，對煙氣中各類污染物生成和排放采取了有效控制措施。一、主要污染物酸性氣體焚燒煙氣中的酸性氣體主要由SOxNOxHC1I-W組成，均來源于相應垃圾組分的燃燒。SO油含硫化合物焚燒時氧化所致，大部分為SO2NO包括NON0冷，主要由垃圾中含氮化合物分解轉(zhuǎn)換或由空氣中的氮在燃燒過程中高溫氧化生成。各類酸性氣體中，以HCI的生成量最多，危害最大。常溫下，HC偽無色氣體，有刺激性氣味，極易溶于水而形成鹽酸。HC1寸人體的危害很大，能腐蝕皮膚和粘膜，致使聲音嘶

4、啞，鼻粘膜潰瘍，眼角膜混濁，咳嗽直至咯血，嚴重者出現(xiàn)肺水月中以至死亡。對于植物，HC會導致葉子褪綠，進而出現(xiàn)變黃、棕、紅至黑色的壞死現(xiàn)象。焚燒產(chǎn)生的酸性氣體除污染環(huán)境外，還會對焚燒爐膛及其配套的熱能回收鍋爐造成過熱器高溫腐蝕和尾部受熱面的低溫腐蝕。微量有機化合物主要是垃圾中的氯、碳水化合物等在特殊溫度場和特殊觸媒作用下反應生成的微量有機化合物，如多環(huán)芳姓（PAHs）、多氯聯(lián)苯（PCBs）、甲醛、二惡英（PCDD汲吠喃（PCDF污。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署于20世紀末公布的報告焚化爐與人類健康中指出，垃圾焚燒是二惡英的最大來源。估計在全球范圍內(nèi)，由垃圾焚燒爐排放出的二惡英約占總排放量的10%40%。二惡

5、英、吠喃等有機化合物在常溫下穩(wěn)定，難溶于水，易溶于脂肪并在生物體內(nèi)積累，不僅具有致癌性，還具有生殖毒性、內(nèi)分泌毒性和免疫抑制作用。其中2,3,7,8四氯二苯并二惡英是目前人類發(fā)現(xiàn)的最毒的物質(zhì)，其毒性相當于氟化鉀的1000tl以上。重金屬垃圾焚燒煙氣中的金屬化合物一般由垃圾中所含的金屬氧化物和鹽類組成。這些金屬來源于垃圾中的油漆、電池、燈管、化學溶劑、廢油、油墨等，其中含有汞、鎘、鉛等微量有害元素。重金屬在焚燒過程中不能被生成和破壞，它們將發(fā)生遷移和轉(zhuǎn)化，最后幾乎以相同的數(shù)量排人環(huán)境，最終通過大氣、飲水、食物等渠道為人體所攝取而造成危害。在焚燒過程中，揮發(fā)態(tài)的重金屬及其化合物隨著煙氣離開焚燒區(qū)域

6、后將經(jīng)歷冷凝過程，形成直徑很小的顆粒，這些富集了有毒金屬的細小顆粒會被排放到大氣中，亦會一直停留在灰燼及其它殘余物內(nèi)。垃圾焚燒排放粉塵中所含的重金屬主要存在于可吸入顆粒物中，這些粉塵可溶于水和酸中。重金屬不能被微生物分解且能在生物體內(nèi)富集，或形成其它毒性更強的化合物，對人體的組織器官產(chǎn)生致癌、致變作用。目前隨著空氣污染控制技術的不斷改良，除汞外焚燒爐煙氣中的重金屬含量已大為降低。然而，現(xiàn)代化焚燒爐所排放的重金屬數(shù)量，仍有可能在環(huán)境和人體中累積起來。并且煙氣中重金屬的含量降低將意味著更多的重金屬進入灰燼中，當灰燼隨意被棄置時仍會造成環(huán)境污染。煙塵主要是煙氣中夾帶的不可燃物質(zhì)及燃燒產(chǎn)物。垃圾中可燃

7、組分因燃燒不完全會形成黑煙，黑煙中含有大量的碳粒子，對人體危害大的重金屬主要集中于小于3tan的顆粒物中。據(jù)資料介紹，在20世紀70年代中期，芝加哥地區(qū)垃圾焚燒爐排放的粉塵中含鉛量達6.9%左右，其中粉塵粒度小于2tan的固體鉛含量大于95%L6J。由于一般存在于煙氣的化合物，均同時包含于焚燒爐的灰燼和其它殘余物內(nèi)，故飛灰及底灰均需妥善處理。二、焚燒爐控制由于焚燒爐內(nèi)垃圾燃燒產(chǎn)生酸性氣體、二惡英和重金屬,為減小酸性氣體對爐膛的腐蝕，采用在爐膛內(nèi)涂上CaO勺方法，阻止酸性氣體在高溫下對爐膛的腐蝕。根據(jù)二惡英等物質(zhì)的化學性質(zhì)，采用循環(huán)流化床焚燒爐，將煤與垃圾摻混燃燒。混合燃料熱值在5440kJ/k

8、g以上，沸騰床溫度達到850950e,減少了有害物質(zhì)（二惡英，味喃等物質(zhì)）的生成?？刂茻煔庠诜贌隣t內(nèi)的停留時間為4s,這樣二惡英很快就可以分解，在出口時其含量基本為零。在此溫度段玻璃等物質(zhì)也不會融化，不會影響焚燒爐內(nèi)的流化反應。同時控制鼓風機的進氣速度，調(diào)節(jié)氧氣的供應量（6%11%）,可以抑制HCl、CuOCuCl2的生成，銅的氧化也會減少，NOx生成值也很低。垃圾中滲瀝液如果過多時，會影響焚燒爐內(nèi)的溫度，采取通過自動控制系統(tǒng)控制加煤量，保持爐內(nèi)高溫。三、煙氣處理工藝原理煙氣凈化系統(tǒng)由脫酸塔和布袋除塵器組成。經(jīng)脫酸塔處理的煙氣再通過布袋除塵器，清除了粉塵和灰粒，凈化后的煙氣通過煙囪排入大氣。煙

9、氣凈化流程為：爐膛、分離器、高溫過熱器、低溫過熱器、省煤器、空氣預熱器、脫酸塔、布袋除塵器、引風機、煙囪。2.1處理機理脫酸系統(tǒng)是基于循環(huán)流化床工藝技術，通過增濕干燥過程使煙氣中SO、HC1、H冷酸性氣體與消石灰粉發(fā)生放熱反應,生成CaSO3CaSO4CaCl2等無害化物質(zhì)2。其主要的化學反應機理如下：Ca(OH)2+SO2-CaSO+H20Ca(OH)2+SOB-CaSO4+F2OCa(OH)2+CO2-CaCO+H2OCa(OH)2+2HC1-CaC12+2H2O3.2工藝流程圖1是垃圾焚燒煙氣處理工藝流程。來自焚化爐的廢煙氣從脫酸塔的底部進入脫酸塔。在脫酸塔側面的雙流體噴嘴，分別向塔內(nèi)噴

10、出消石灰粉和壓縮空氣。在脫酸塔底部的雙流體噴嘴也分別向塔內(nèi)噴水和壓縮空氣。高速進入的消石灰粉和水在壓縮空氣的作用下在脫酸塔內(nèi)均勻霧化，形成液態(tài)的Ca(OH)2。在壓縮氣體的作用下形成強烈的流化湍流狀態(tài)，煙氣與湍流狀態(tài)液態(tài)的Ca(OH)2充分接觸，中和反應后脫硫效率在85%反應過程中高溫的廢煙氣也可以把從噴嘴噴下來的水變?yōu)樗魵?，大大減少了廢水處理。cm縮空氣)羅茨M機圖1煙氣處理工藝流程Treatmentprocessofsmoke四、粉塵處理一布袋除塵器流化床焚燒工藝的固有缺點是煙氣含塵量大，除塵階段采用布袋除塵器效果較好。除塵濾布由玻璃纖維制成，受玻璃纖維耐熱強度限制，一般尾氣溫度控制在2

11、50e左右，在這個環(huán)境溫度下不利于二惡英生成。袋式除塵器反應器的濾布可以吸附脫酸塔中的反應生成物，未反應的消石灰粉和活性碳粉末，在濾布上形成一層反應膜,大大增加了反應的比表面和反應時間，從而使得未在脫酸塔內(nèi)反應的酸性氣體，未被活性碳吸附的二惡英、重金屬，得到二次凈化(濾布反應機理見圖2。其他一些顆粒物、飛灰，在外層形成一層濾餅，這層濾餅會影響布袋除塵器的工作效率，所以在一定時間內(nèi)要清理這些灰塵。清理所用到的方法是脈沖式反沖洗。當濾餅增到一定厚度，除塵器的壓差上升到一定值時，自動控制系統(tǒng)發(fā)出脈沖消灰信號，向布袋內(nèi)面噴入壓縮空氣。由于壓縮空氣的沖擊力作用，布袋外表面的濾餅剝落，掉入除塵器底部料斗，

12、安裝于料斗口的排灰閥將沉積于料斗的灰塵排出布袋除塵器。收集于布袋外表面的煙塵落入錐形的灰斗內(nèi)再經(jīng)雙層排灰閥排出，清潔空氣進入除塵器頂部的清潔氣箱，由風機通過總出口導管抽出。壓縮空氣由電子控制的供氣系統(tǒng)供給效率文丘里管使處理過的干凈氣體沖進布袋,在布袋里形成高能振動波，同時高,對布袋形成二次消灰。反沖洗處理之中反沖洗之中圖2濾布反應機理Reactionmechanismoffiltercloth五、酸性氣體凈化方法干法干式脫酸有2種方式。一種是干性藥劑(一般采用消石灰)和酸性氣體在反應塔內(nèi)進行反應塔內(nèi)進行反應；另一種是在進入除塵器前的煙氣管道中噴入干性藥劑，再與此酸性氣體反應。消石灰與酸性氣體發(fā)

13、生中和反應要有合適的溫度一般為14017徽氏度，而余熱鍋爐出口的煙氣溫度往往高于這個溫度，為提高脫酸效率，一般需要通過噴水降低煙溫。半干法半干法脫酸裝置一般設置在除塵器之前，主要包括給料系統(tǒng)、混合系統(tǒng)和反應系統(tǒng)。脫酸劑CaOfc給料系統(tǒng)中生成粉漿Ca(OH)2,再進入制漿系統(tǒng)與水充分混合制成石灰漿，最后以噴霧狀進入反應系統(tǒng)。Hcl、SOxHFF?酸性成分被吸收，生成中性、干燥等細小固體顆粒，隨著煙氣進入下一步凈化系統(tǒng)。濕法濕法脫酸裝置設置在除塵器之后，從袋式除塵器出來的溫度約140攝氏度的煙氣經(jīng)地步進入濕式洗滌塔。洗滌塔分為冷卻部和吸收減濕部。燒堿稀釋槽中配置好的燒堿溶液通過燒堿輸送泵，將煙氣

14、溫度降至飽和溫度。同時，在此過程中燒堿溶液與煙氣中的部分酸性氣體進行反應。塔底的吸收液一部分循環(huán)再利用，一部分排出以降低溶液中的含鹽量以保證酸性氣體的吸收率。煙氣經(jīng)過冷卻和吸收后進入洗滌塔上部的吸收減濕部。減濕水與燒堿溶液一并由減濕水循環(huán)泵輸送至減濕部上方噴嘴，向下噴入并均勻的經(jīng)過填料床與煙氣充分接觸，酸性氣體被進一步去除。反應后的減濕水從吸收減濕部下部排入減濕水槽。凈化后的煙氣經(jīng)塔頂除霧器除霧后進入煙氣再熱系統(tǒng)。六、二嗯英的產(chǎn)生和抑制方法一般認為在存有氯和金屬存在的條件下，有機物燃燒會產(chǎn)生二嗯英，醫(yī)療廢棄物，生活垃圾，農(nóng)作物秸稈焚燒也會產(chǎn)生二嗯英。垃圾焚燒過程中二嗯英有三種來源：(1)從原生

15、垃圾中來原生垃圾中自身含有二嗯英物質(zhì)，在焚燒并發(fā)生反應而直接進入環(huán)境。(2)垃圾焚燒中產(chǎn)生垃圾中含有氯元素，在燃燒過程中與其他元素發(fā)生分解和重組等變化，導致二嗯英生成。(3)在燃燒尾部煙氣中再合成在溫度250c300c范圍中，二嗯英前驅(qū)物質(zhì)在飛灰的催化作用下會再合成二嗯英。二嗯英是一種含氯有機化合物，即多氯二苯并二嗯英Dioxin,多氯二苯并味喃及其同系物的總稱。它可以氣體和固體形態(tài)存在，難溶于水，對酸堿穩(wěn)定，易溶于脂肪。對人及動物有劇毒，產(chǎn)生促畸變、致突變和致癌作用，是當今已知毒性最強的有機化合物，具毒性是氟化鉀的1000B。要抑制垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的二嗯英，必須達到如下條件：(1)保持溫度1000c以上，煙氣彳？留時間大于2S,保持煙氣中含氧比6犯上，可將所有的有機物燃燼。(2)抑制HCLCuOCucl2的