垃圾焚烧(shāo)废气处(chù)理方案
一、污染物成分及生成机(jī)制
1. 主(zhǔ)要污染物
颗(kē)粒物(wù):焚(fén)烧过程中(zhōng)产生的烟尘,包含飞(fēi)灰及未(wèi)完全燃烧(shāo)的碳颗粒。
酸性气体(tǐ):
HCl:由(yóu)垃圾中的氯元素(如PVC、橡胶)在高(gāo)温下转化而来,转化率近100%。
SO₂:垃圾中的硫元素(sù)氧化(huà)生成,转化(huà)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(shǔ):如汞(gǒng)、镉(gé)、铅、砷(shēn)等(děng),来(lái)源于垃圾中的电池、电(diàn)子废弃(qì)物等(děng),部分在高温下(xià)挥发进入烟气。
有机污染(rǎn)物:
二(èr)噁(wù)英(PCDD/Fs):由(yóu)氯苯、氯(lǜ)酚(fēn)等前驱物在(zài)低温区(250~400℃)催化合(hé)成,或高温气相(xiàng)反应生成。
2. 生成机制
二噁英:
前(qián)驱物合成:不完全燃烧产生的氯苯、氯酚等(děng)在飞灰催化下合成。
高温气相反应:500~850℃下(xià),短链氯代(dài)有机物(wù)通过环化、聚合生成。
从头(tóu)合成:碳氢化合物与Cl₂在(zài)金(jīn)属催化下生成。
重金属:垃圾中(zhōng)重(chóng)金属元素(sù)在焚烧过(guò)程中部分挥发,随烟气排放(fàng)。
二、处理技术及工艺流程
1. 处理技术(shù)选(xuǎn)择(zé)
(1) 颗粒物控制
布袋除尘器:去除效率(lǜ)≥99.87%,适用于微米级颗粒物。
静(jìng)电除尘器:适用于大颗粒物,但效(xiào)率略低。
(2) 酸性气体去除
HCl/SO₂:
半干(gàn)法(fǎ):石灰浆喷雾中和,效率≥95%。
湿法洗涤:NaOH溶液(yè)吸收,效率≥98%。
NOx:
SNCR(选择性非催化还原):喷入氨水或尿(niào)素,效率30%~50%。
SCR(选择(zé)性催化还原):催化剂(jì)(如(rú)V₂O₅)作用下(xià),效率(lǜ)≥90%。
(3) 重(chóng)金属(shǔ)去除
活性炭吸附:喷射(shè)活性炭吸附汞、镉等,结合(hé)布袋除尘器捕集。
急冷塔:快速降温(1秒内从(cóng)500℃降至200℃以下)抑制二噁英(yīng)再合成,同(tóng)时(shí)冷(lěng)凝重金(jīn)属。
(4) 二(èr)噁英控制(zhì)
高(gāo)温焚烧(shāo):炉膛温度≥850℃,烟气(qì)停留时(shí)间≥2秒,分解前驱物。
急冷+活性炭吸附:急冷塔避(bì)免(miǎn)二噁英再合成,活性炭(tàn)吸附残留。
催化裂解(jiě):分子裂解装置分解二噁英,效(xiào)率≥80%。
2. 推荐工艺流程(chéng)
组合工(gōng)艺:
SNCR + 急冷塔 + 消石灰/活性炭喷射 + 布袋除尘 + 湿法脱酸 + SCR(可选(xuǎn))
流程说明:
焚(fén)烧阶段:
控制炉膛温度≥850℃,停留时间≥2秒,确(què)保二(èr)噁英前驱物分(fèn)解。
添加助(zhù)燃剂(如天然(rán)气)维持(chí)高温(wēn),CO浓度≤50ppm。
急冷塔(tǎ):
烟(yān)气从500℃快速降温(wēn)至200℃以下,避免二噁英(yīng)再合成。
喷射消石灰浆中和HCl、SO₂。
活(huó)性(xìng)炭喷射:
在(zài)急(jí)冷塔后喷入活性(xìng)炭(tàn),吸(xī)附重金属及残留二噁英。
布袋除尘器:
捕集(jí)飞(fēi)灰、活(huó)性(xìng)炭及吸附的污染物,效率(lǜ)≥99.9%。
湿法脱酸:
NaOH溶液(yè)洗涤烟(yān)气(qì),进(jìn)一(yī)步(bù)去(qù)除(chú)HCl、SO₂,效率≥98%。
SCR脱硝(xiāo)(可(kě)选):
对NOx排(pái)放(fàng)要求严格的(de)地区,增设SCR系(xì)统,效(xiào)率≥90%。
排放监测:
安(ān)装在线监测系统(CEMS),实时监(jiān)控颗粒物、SO₂、NOx、HCl、二噁英(yīng)等指标。
三(sān)、排放标(biāo)准(zhǔn)及合规性
1. 国内标准(《生活(huó)垃圾焚烧污染控制标准》GB18485-2014)
颗(kē)粒物:24小时均(jun1)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(jun1)值≤100 mg/m³。
NOx:24小时均值≤250 mg/m³,1小(xiǎo)时均值≤300 mg/m³。
HCl:24小时均(jun1)值≤50 mg/m³,1小(xiǎo)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(guó)际对(duì)比(欧盟2010/75/EU)
二噁英:24小时均值≤0.1 ngTEQ/m³(与(yǔ)我国一(yī)致(zhì))。
NOx:日(rì)均值≤200 mg/m³(严于我国标(biāo)准(zhǔn))。
SO₂:日均值≤50 mg/m³(严于我国标准)。
四(sì)、案例(lì)分(fèn)析及效果
1. 浙江某生活垃(lā)圾焚烧厂(chǎng)
工艺:SNCR + 急冷塔 + 活性(xìng)炭喷射 + 布(bù)袋(dài)除尘 + 湿法脱酸。
效果:
二噁英排放(fàng)≤0.02 ngTEQ/m³(远低于国标)。
NOx排(pái)放≤100 mg/m³(SCR系统)。
颗粒物排放≤5 mg/m³。
2. 上海某(mǒu)焚烧厂
工艺(yì):增设SCR系(xì)统,NOx排放降至(zhì)80 mg/m³以(yǐ)下。
成本:年(nián)运(yùn)行费用增加约5000万元,但满足更严格的地方标准(zhǔn)。
五、经济(jì)性与可行性
1. 投资成本
设备投(tóu)资:组合工(gōng)艺(含SCR)总投资约(yuē)3亿元(以750吨/日规模计)。
运行成本:
活性炭(tàn):约200元/吨垃(lā)圾。
药剂(jì)(石(shí)灰、NaOH):约150元/吨垃圾。
电费:约80元/吨垃(lā)圾。
2. 效益分(fèn)析
环境效益:显著降低二噁英、重金属排放,改(gǎi)善周(zhōu)边空气质量。
经济效益(yì):通过余热(rè)回收发电,部分抵(dǐ)消运(yùn)行成本,提升项目收益率(lǜ)。
六、垃圾(jī)焚(fén)烧废气处理结论(lùn)
垃圾焚烧废气(qì)处理需采用多技术(shù)组合工艺(yì),以高温焚烧为(wéi)基础,结(jié)合急冷、吸附、洗涤(dí)及催化还原技术,确保污染物(wù)达标(biāo)排放。推荐工艺为SNCR+急冷塔(tǎ)+活性炭喷射+布袋(dài)除尘+湿法脱酸,并根据排放标准增设(shè)SCR系统。该(gāi)方(fāng)案兼顾(gù)环保与经(jīng)济性,适用于新建及改扩建焚(fén)烧厂。
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