垃圾发电烟气处理工艺技术

        摘 要：垃圾焚烧发电作为无害化最彻底、减容化最显著、可资源化利用程度最高的一种成熟处理技术已经成为当今国际社会生活垃圾处理的重要技术，然而，由于焚烧产生的烟气含有许多有害物质，对烟气中这些有害物质的处理工艺节点喷雾脱酸塔和活性炭喷射点的生产运行探讨，以期达到更友好的环境标准。

        关键词：垃圾发电；烟气处理；喷雾脱酸塔；活性炭喷射

        1 前言

        随着全国城镇化的推进以及经济的快速发展，我国城市生活垃圾处理开始成为人们关心的问题。目前垃圾焚烧发电作为无害化最彻底、减容化最显著、可资源化利用程度最高的一种成熟处理技术已经成为当今国际社会生活垃圾处理的重要技术[1]。特别是近年来大气环境持续恶化以及人民对美好环境要求的提高，如何控制烟气环保达标排放也日益受到广泛关注。

        2 垃圾焚烧发电技术简介

        垃圾焚烧发电技术是把各种垃圾收集后，进行脱水发酵，然后将垃圾送入高温焚烧炉中进行焚烧（彻底消灭了病源性生物和腐蚀性有机物），焚烧产生的高温烟气通过余热锅炉将热能转化为高温蒸气，推动汽轮机转动，使发电机产生电能。

        3 机械炉排垃圾焚烧发电主流烟气处理工艺流程

        目前，国内主流的焚烧工艺是采用机械炉排炉的形式，其主流烟气处理工艺流程是：焚烧炉燃烧的高温烟气经过余热锅炉，将自身的热能传递给炉水和蒸汽，同时实现自身降温。为控制垃圾氮氧化物的生成，在余热锅炉上安装有SNCR系统，采用SNCR系统将尿素溶液或氨水喷入余热锅炉第一烟道内以控制氮氧化物的排放。从锅炉出来的烟气自顶部进入喷雾脱酸塔（即中和反应器），通过喷雾脱酸塔顶部入口处的导流叶片，烟气在喷雾脱酸塔内旋转紊流流动，然后在烟气中喷入石灰浆液，石灰浆液与烟气中的酸性物质发生中和反应，被脱去了酸性物质仍含有大量粉尘的烟气从喷雾脱酸塔出来，通过烟道导入布袋除尘器，在布袋除尘器内过滤掉粉尘后被引风机吸入通过烟囱排放。在烟气进入喷雾塔入口前的烟道中喷入活性炭以吸附二噁英、重金属等物质。在烟气进入布袋除尘器入口前的烟道中喷入熟石灰粉末以保证酸性气体排放低于限定值。

        4 烟气处理工艺中两个值得探讨的关键节点

        4.1 喷雾脱酸塔

        在喷雾脱酸塔里，烟气从反应塔顶部切向进入，与此同时，碱性吸收剂（石灰浆液）从旋转喷嘴内以雾滴的形式高速喷入。雾滴有较大的比表面积，吸收剂与烟气充分接触，烟气与石灰浆液雾滴一起向下流动，酸性气体（如HCl、HF、SO2等）绝大部分被吸收去除。烟气的余热使浆液的水分蒸发，反应生成物以干态固体的形式排出。

        影响喷雾脱酸的反应效果，主要有3个因素：一是旋转喷雾器的旋转速度，二是旋转喷雾器和烟气的相对旋转方向，三是烟气的分布均匀性，四是烟气进出脱酸塔的温差。然而，烟气分布的均匀性受到喷雾塔布置等设计的客观限制，烟气进出脱酸塔的温差受到前面锅炉出口烟气温度和后续布袋除尘器入口烟气温度的客观限制，喷雾器的旋转速度也在设计采购时确定。因此值得探讨的只有喷雾器和烟气的相对旋转方向。

        目前，根据专业公司提供的喷雾器的相关技术指导文件，均建议喷雾器和烟气的相对旋转方向一致，但从国内相关项目的实际运行情况来看，大部分项目从喷雾塔出来的灰的湿度较大，还可能会导致灰尘粘结在塔底锥壁上，从而导致灰尘堵塞塔体。然而，有个别项目也尝试着将喷雾器和烟气的相对旋转方向调整为反向，通过生产实践，发现喷雾塔塔底出灰比较干燥，不易导致灰尘粘结堵塞塔体，且经烟气检测脱酸效果满足环保达标要求。因此，喷雾器和烟气的相对旋转方向是否应当一致还是反向值得探讨和更多的实践检验。

        4.2 活性炭喷射点选择

        在烟气中喷入活性炭是为了吸附烟气中的二噁英、重金属等有害物质。为了保持活性炭较好的活化性能，在碳仓底部还通入氮气。活性炭喷入烟气中的喷入地点目前主要有两种方案：一种方案是在喷雾塔入口前喷入，另一种方案是在喷雾塔后布袋除尘器入口前喷入。

        方案一是在喷雾塔入口前喷入活性炭，设计者认为此种方案活性炭在旋转喷雾塔中与烟气一道在均匀分布烟道中旋转，可以增加活性炭与烟气的混合均匀程度和接触时间，较方案二更有利于活性炭吸附烟气中的二噁英、重金属等有害物质。

        方案二是在喷雾塔后布袋除尘器入口前喷入活性炭，设计者认为此种方案活性炭避免了在喷雾塔中与石灰浆液接触，从而被石灰浆液贴附在活性炭表面，使其失去活化性能，影响活性炭对烟气中的二噁英、重金属等有害物质的吸附性能。

        两种方案谁更好，还需要在生产实践中通过相关的数据对比分析。虽然目前两种方案均能较好地脱出烟气中的二噁英、重金属等有害物质，达到环保要求。但是随着人民对环保要求的日益提高以及未来国家对环保达标标准的提高，相信活性炭喷射点的位置选择以及如何提高活性炭对烟气中有害物质的吸附能力也会成为提高烟气环保达标的一个研究热点。

        5 结语

        随着人们环保意识增强，垃圾焚烧将会在未来一段时间内仍是主要处理工艺。为达到更好的环境友好程度，需要在生产实践中不断探索，以寻找满足环保达标的更友好的工艺技术和生产运行方法及措施。

        参考文献：

        [1]陈荣璇，黎小保.生活垃圾焚烧发电中二恶英控制技术研究进展[J].环境科学与管理，2012，37（5）：89-93.