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垃圾焚烧废气处理方案

发布时间:2025-07-10浏览次数:10

垃圾焚烧废气处理方案

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。


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