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。