生活垃圾焚燒煙氣脫硫技術應用分析

1、生活垃圾焚燒煙氣脫硫技術應用分析摘要：生活垃圾焚燒煙氣中含有1%左右的有害污染物，主要包括酸性氣體、粉塵(顆粒物)、重金屬和有機毒性污染物(二噁英、呋喃等)等幾大類。原始焚燒煙氣中SO2典型含量為200800mg/Nm3,HCl典型含量為6001200mg/Nm3,HF典型含量為120mg/Nm3?？紤]到HCl和HF相對容易去除，而SO2較難去除，同時SO2含量也是大氣污染物總量控制指標，故文章以SO2為對象進行分析。按生活垃圾焚燒污染控制標準(GB184852014)(以下簡稱標準)中污染物的排放日均值計算，2025年每日生活垃圾焚燒產(chǎn)生的SO2排放量達339.2t,年排放量為11.29萬t

2、,數(shù)量十分可觀，會對環(huán)境造成很大的污染。因此，經(jīng)濟適用的脫硫工藝在生活垃圾焚燒項目上的應用研究，具有十分重要的意義。關鍵詞：生活垃圾；焚燒；煙氣脫硫技術；應用1生活垃圾焚燒污染控制標準分析目前國內(nèi)已建成運營的生活垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣排放均執(zhí)行標準,部分項目要求執(zhí)行歐盟2010/75/EU要求。2020年第十三屆全國人大三次會議上，政府報告指出生態(tài)環(huán)境方面要持續(xù)推進污染防治，鞏固擴大藍天保衛(wèi)戰(zhàn)成果，SO2、NOx排放量要下降3%。以SO2為例，上海2013年已提出SO2日均排放值需與歐盟2010/75/EU一致(SO250mg/Nm3),隨后深圳、海南、河北以及天津對新建項目的SO2日均排放限值提

3、出更為嚴格的要求，甚至低于燃煤電廠的超低排放限值(SO235mg/Nm3)。RISN-TGO222016生活垃圾清潔焚燒指南3中明確提出煙氣污染物總體控制的三道線，即現(xiàn)行國標、環(huán)境影響評價批復的污染物排放指標、按切實保證達標排放的工程余量即排放指標+工程余量。2煙氣脫硫技術2.1干法脫硫技術干法脫硫（DFGD）技術是在完全干燥的條件下，用粉末催化劑、吸附劑、吸收劑等與煙氣中的SO2反應，除去煙氣中的SO2。固體石灰石粉通常用作吸收劑。由于試劑和產(chǎn)品均為干固體粉末，本脫硫工藝無廢水產(chǎn)生，無設備結垢和腐蝕設備。然而，由于反應速度慢、擴散受限、脫硫效率低、脫硫設備龐大，氣固兩相接觸投資高，操作技術要

4、求高。另一種是在袋式除塵器前煙道上設置噴射點，噴入中和劑，主要反應在濾袋表面完成，這種方式作為干法脫硫的輔助手段在目前的垃圾焚燒行業(yè)應用最廣泛。采用碳酸氫鈉粉脫硫時，粉末比表面積以及反應溫度是決定其脫硫效率的兩大因素。碳酸氫鈉粉末在倉內(nèi)儲存易潮解成塊，且粒徑過大，粉末比表面積小，直接與煙氣中的SO2接觸時，反應不充分，反應效率降低，因此配置研磨機，將碳酸氫鈉粉末研磨至粒徑為20m左右，以增大比表面積，提高反應效率，并降低碳酸氫鈉的消耗量。碳酸氫鈉的脫硫效率與反應溫度也有很大關系，有研究表明在140200下灼燒碳酸氫鈉后，顆粒物孔隙分布均勻豐富，脫硫效率達95%,這很可能是因為孔隙率的增加，使S

5、O2擴散至NaHCO3顆粒內(nèi)部，增加了反應時間和提高了反應效率，但當溫度升高至280時，顆粒表面明顯致密，多孔碳酸氫鈉有可能發(fā)生燒結和孔道損失的現(xiàn)象，導致脫硫效率降低。2.2半干法脫硫技術半干法脫硫技術，一般設置反應塔，常見的有循環(huán)流化床脫硫工藝(CFB)、改進后的增濕灰循環(huán)脫硫工藝(NID)以及增強半干法工藝(IDR),在火電廠以及循環(huán)流化床鍋爐的煙氣處理應用較多。半干法脫硫技術優(yōu)勢在于工藝簡單，設備投資和維護量較低，但脫硫效率相對較低，為70%80%,中和劑以消石灰和碳酸氫鈉為主，鈣(鈉)硫比高，消耗量大。采用消石灰粉脫硫，反應溫度低于200時，隨著噴水量的增加，煙氣溫度降低，濕度增加，S

6、O2脫除率顯著提高，但為了避免煙氣低溫結露影響后續(xù)工藝的運行，反應溫度一般控制在150左右。這是因為水霧與消石灰粉形成漿滴，漿滴中水分少，蒸發(fā)快，會導致SO2在漿滴表面的物理吸收、SO2水合及電離成HSO-3和SO32-過程受限，反應速度變慢，從而導致脫硫效率降低。而濕度越大，煙氣中水蒸氣分壓越大，漿滴中水蒸發(fā)越慢，SO2水合速度提高，SO2電離成HSO-3和SO32-、Ca2+和SO32-反應的時間增加，因而反應效果更好，脫硫效率提高。2.3濕法脫硫技術濕法脫硫技術（WFGD），即脫硫過程在液相中進行。濕法脫硫技術脫硫效率高、占地面積小、適用性強。盡管WFGD是目前使用的最為廣泛的脫硫技術，

7、但是傳統(tǒng)WFGD有大量廢水、能耗高、洗滌后煙氣溫度低以及腐蝕嚴重等缺點，需進一步優(yōu)化。下面簡單介紹石灰石石膏法、氧化鎂法等幾種主要的濕法脫硫工藝及存在問題。(1）石灰石-石膏法，石灰石-石膏法脫硫是較為成熟的脫硫技術，該工藝的主要是CaCO3與SO2生成CaSO3,CaSO3進一步與氧氣生成CaSO4。石灰石-石膏脫硫技術有脫硫率高（大于95%）、吸收劑利用率高等優(yōu)點。而這種技術存在吸收塔等設備易結垢堵塞、占地面積較大、產(chǎn)生二次污染等缺點。近幾年研究主要致力新型添加劑的研發(fā)和使用，提高脫硫效率。(2）氧化鎂法，氧化鎂法脫硫效率高、設備占地面積小、對各種濃度煙氣適應性強。以MgO漿液為脫硫劑，M

8、gO與SO2反應生成MgSO3,MgSO3結晶干燥脫水實現(xiàn)煙氣脫硫，MgSO3高溫下煅燒生成MgO實現(xiàn)脫硫劑MgO循環(huán)利用。pH在6.06.5以內(nèi)，設備腐蝕有一定的緩解。但若氧化速率低生成過量MgSO3，會分解為SO2并耗盡廢水中的溶解氧。2.4濕法脫硫洗滌技術濕法洗滌是一種比較成熟的脫硫技術，隨著生活垃圾焚燒行業(yè)對酸性污染物排放標準的提高，濕法脫硫因效率高(95%)被行業(yè)采用。濕法塔一般設置在除塵器下游，采用NaOH作為中和劑。經(jīng)濕法脫硫處理后，該工藝會產(chǎn)生高濃度廢水，需單獨設置廢水處理站?？傮w而言，該技術設備投資高，運營費用高，占地較大。我國垃圾焚燒行業(yè)采用的濕法工藝主要引進日本三菱及日立

9、造船株式會社的濕法脫硫塔，這兩種脫硫塔塔體內(nèi)部設計有所區(qū)別，效率和投資上相差不大。2.5其他脫硫技術伴隨著人們的生活水平不斷提高，人們對生態(tài)環(huán)境的要求也原來越高。近年來，研究者們又陸續(xù)提出了很多新的煙氣脫硫技術，主要包括微生物脫硫及有機醇胺脫硫技術等。1、微生物煙氣脫硫技術，生物法煙氣脫硫是利用微生物對氧化態(tài)的污染物還原成單質硫或氧化成H2SO4過程，從而脫除SO2。微生物細胞的表面含有大量的有機官能團（如羧基、氨基、羰基、烴基等），這些官能團可通過絡合、靜電吸附、氧化還原等各種作用吸附污染物。生物脫硫技術是目前研究較為廣泛的一種脫硫新方法。2、有機醇胺脫硫技術，有機醇胺脫硫技術的吸收劑可以是單一的醇胺或二胺，在吸附塔利用有機醇胺對煙氣中的SO2成分進行吸收處理，實現(xiàn)煙氣脫硫，為一種新型的煙氣脫硫技術。3