垃圾焚烧废气处理方案
一、污染物成分及生成机制
1. 主要污染物
颗粒物:焚烧过程中产生的烟尘,包含飞灰及未完全燃烧的碳颗粒。
酸性气体:
HCl:由垃圾中的氯元素(如PVC、橡胶)在高温下转化而来,转化率近100%。
SO₂:垃圾中的硫元素氧化生成,转化率接近100%。
NOx:空气中的氮在高温下氧化生成,转化率约10%。
重金属:如汞、镉、铅、砷等,来源于垃圾中的电池、电子废弃物等,部分在高温下挥发进入烟气。
有机污染物:
二噁英(PCDD/Fs):由氯苯、氯酚等前驱物在低温区(250~400℃)催化合成,或高温气相反应生成。
2. 生成机制
二噁英:
前驱物合成:不完全燃烧产生的氯苯、氯酚等在飞灰催化下合成。
高温气相反应:500~850℃下,短链氯代有机物通过环化、聚合生成。
从头合成:碳氢化合物与Cl₂在金属催化下生成。
重金属:垃圾中重金属元素在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. 处理技术选择
(1) 颗粒物控制
布袋除尘器:去除效率≥99.87%,适用于微米级颗粒物。
静电除尘器:适用于大颗粒物,但效率略低。
(2) 酸性气体去除
HCl/SO₂:
半干法:石灰浆喷雾中和,效率≥95%。
湿法洗涤:NaOH溶液吸收,效率≥98%。
NOx:
SNCR(选择性非催化还原):喷入氨水或尿素,效率30%~50%。
SCR(选择性催化还原):催化剂(如V₂O₅)作用下,效率≥90%。
(3) 重金属去除
活性炭吸附:喷射活性炭吸附汞、镉等,结合布袋除尘器捕集。
急冷塔:快速降温(1秒内从500℃降至200℃以下)抑制二噁英再合成,同时冷凝重金属。
(4) 二噁英控制
高温焚烧:炉膛温度≥850℃,烟气停留时间≥2秒,分解前驱物。
急冷+活性炭吸附:急冷塔避免二噁英再合成,活性炭吸附残留。
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 + 布袋除尘 + 湿法脱酸 + SCR(可选)
流程说明:
焚烧阶段:
控制炉膛温度≥850℃,停留时间≥2秒,确保二噁英前驱物分解。
添加助燃剂(如天然气)维持高温,CO浓度≤50ppm。
急冷塔:
烟气从500℃快速降温至200℃以下,避免二噁英再合成。
喷射消石灰浆中和HCl、SO₂。
活性炭喷射:
在急冷塔后喷入活性炭,吸附重金属及残留二噁英。
布袋除尘器:
捕集飞灰、活性炭及吸附的污染物,效率≥99.9%。
湿法脱酸:
NaOH溶液洗涤烟气,进一步去除HCl、SO₂,效率≥98%。
SCR脱硝(可选):
对NOx排放要求严格的地区,增设SCR系统,效率≥90%。
排放监测:
安装在线监测系统(CEMS),实时监控颗粒物、SO₂、NOx、HCl、二噁英等指标。
三、排放标准及合规性
1. 国内标准(《生活垃圾焚烧污染控制标准》GB18485-2014)
颗粒物: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小时均值≤60 mg/m³。
二噁英:24小时均值≤0.1 ngTEQ/m³。
汞及其化合物:24小时均值≤0.05 mg/m³。
2. 国际对比(欧盟2010/75/EU)
二噁英:24小时均值≤0.1 ngTEQ/m³(与我国一致)。
NOx:日均值≤200 mg/m³(严于我国标准)。
SO₂:日均值≤50 mg/m³(严于我国标准)。
四、案例分析及效果
1. 浙江某生活垃圾焚烧厂
工艺:SNCR + 急冷塔 + 活性炭喷射 + 布袋除尘 + 湿法脱酸。
效果:
二噁英排放≤0.02 ngTEQ/m³(远低于国标)。
NOx排放≤100 mg/m³(SCR系统)。
颗粒物排放≤5 mg/m³。
2. 上海某焚烧厂
工艺:增设SCR系统,NOx排放降至80 mg/m³以下。
成本:年运行费用增加约5000万元,但满足更严格的地方标准。
五、经济性与可行性
1. 投资成本
设备投资:组合工艺(含SCR)总投资约3亿元(以750吨/日规模计)。
运行成本:
活性炭:约200元/吨垃圾。
药剂(石灰、NaOH):约150元/吨垃圾。
电费:约80元/吨垃圾。
2. 效益分析
环境效益:显著降低二噁英、重金属排放,改善周边空气质量。
经济效益:通过余热回收发电,部分抵消运行成本,提升项目收益率。
六、垃圾焚烧废气处理结论
垃圾焚烧废气处理需采用多技术组合工艺,以高温焚烧为基础,结合急冷、吸附、洗涤及催化还原技术,确保污染物达标排放。推荐工艺为SNCR+急冷塔+活性炭喷射+布袋除尘+湿法脱酸,并根据排放标准增设SCR系统。该方案兼顾环保与经济性,适用于新建及改扩建焚烧厂。
Copyright © 2025 All Rights Reserved. 豫ICP备18029529号
XML地图