摘要：分(fen)析比較垃圾焚燒發電廠煙氣(qi)凈化技(ji)術特點。通過綜(zong)合考(kao)慮進行決(jue)策，選(xuan)(xuan)出最優的技(ji)術方案。給出了煙氣(qi)凈化技(ji)術方案選(xuan)(xuan)擇的方法(fa)。

關鍵詞：垃圾焚(fen)燒發電廠,煙氣凈化技(ji)術,選擇(ze)

垃(la)圾焚燒(shao)發電(dian)廠(chang)(chang)中(zhong)煙氣(qi)凈(jing)化系(xi)統的建(jian)設是一次性投資和(he)持(chi)續性運(yun)行投入均較(jiao)高的環保項目(mu)，約占整個(ge)垃(la)圾發電(dian)廠(chang)(chang)工程造價的1/3。因此(ci)，如(ru)何結合(he)資源條件，科學合(he)理地選(xuan)擇切合(he)實際的煙氣(qi)凈(jing)化技術十(shi)分重要。只有選(xuan)擇合(he)適的煙氣(qi)凈(jing)化技術，才能用最小的投資達到《生活垃(la)圾焚燒(shao)污染控制(zhi)標準》GB18485- 2001中(zhong)規定的要求(qiu)，達到保護環境(jing)的目(mu)的，從而提(ti)高電(dian)廠(chang)(chang)的經濟效益和(he)社(she)會效益。

1 幾種工藝的比較

目前，國內外垃圾焚燒行業(ye)的(de)煙氣凈化工藝有多種(zhong)方案，主要為脫(tuo)酸(suan)系統和除(chu)塵系統的(de)不同組合。

1.1 脫酸系統比較

垃圾焚燒(shao)中產生的酸(suan)性氣體(ti)(ti)有(you)HCl、SO2 等，脫除(chu)酸(suan)性氣體(ti)(ti)的方法概括起來可分濕法、半干(gan)法、干(gan)法三種(zhong)。它們對HCl 的去除(chu)效率(lv)分別為(wei)98%、90%、80%，對SO2 的去除(chu)效率(lv)分別為(wei)95%、80%～90%、75%，對吸收劑(ji)消耗過量系數為(wei)1、2、3。

顯然，濕(shi)式洗滌法對酸性氣體的去除效果(guo)較好。但由于濕(shi)式洗滌法存在污水處理問題，其(qi)系(xi)統的投資費(fei)用約為半干法系(xi)統的1.75倍(bei)，同時(shi)其(qi)操作和維(wei)修費(fei)用也相(xiang)應(ying)增(zeng)加。

干(gan)式脫酸(suan)法(fa)設備(bei)投資與(yu)半(ban)干(gan)法(fa)接近，但對酸(suan)性氣體的(de)去(qu)除效(xiao)果較差。

半干(gan)法最(zui)大的(de)(de)(de)特點是(shi)充(chong)分利(li)用(yong)煙(yan)氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)余熱，使吸(xi)收劑中(zhong)的(de)(de)(de)水分蒸發，凈化反應(ying)(ying)產(chan)物(wu)(wu)以干(gan)態固體的(de)(de)(de)形式(shi)排出，避(bi)免了(le)濕(shi)法凈化技術的(de)(de)(de)缺(que)點。其凈化過程是(shi)將(jiang)煙(yan)氣(qi)(qi)從較高(gao)溫(wen)度(du)降到設(she)定溫(wen)度(du)，并噴入堿(jian)性(xing)吸(xi)收劑，使之與(yu)煙(yan)氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)酸(suan)(suan)性(xing)氣(qi)(qi)體反應(ying)(ying)，且同時得到干(gan)燥(zao)的(de)(de)(de)鹽類(lei)產(chan)物(wu)(wu)，再用(yong)除(chu)塵器加(jia)以回收。將(jiang)堿(jian)性(xing)吸(xi)收劑與(yu)煙(yan)氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)酸(suan)(suan)性(xing)氣(qi)(qi)體進行充(chong)分的(de)(de)(de)傳(chuan)質傳(chuan)熱，不但提高(gao)了(le)效(xiao)率(lv)，同時也可(ke)(ke)將(jiang)反應(ying)(ying)生成(cheng)物(wu)(wu)得到干(gan)燥(zao)，最(zui)終得到易處理的(de)(de)(de)干(gan)粉狀生成(cheng)物(wu)(wu)。半干(gan)法工藝較成(cheng)熟，設(she)備簡單，一次性(xing)投(tou)資較低(di)。其優點為：凈化效(xiao)率(lv)高(gao)，流程簡單，設(she)備少；生成(cheng)物(wu)(wu)易處理，無(wu)二次污染；控制(zhi)系統(tong)溫(wen)濕(shi)度(du)，可(ke)(ke)避(bi)免設(she)備腐蝕；不結垢、不堵塞；對(dui)負荷(he)波動適(shi)應(ying)(ying)性(xing)好，吸(xi)收劑用(yong)量(liang)可(ke)(ke)按煙(yan)氣(qi)(qi)中(zhong)污染物(wu)(wu)濃度(du)進行調節；操作方便，維修量(liang)小；水耗量(liang)少，占地面(mian)積(ji)小。

半干法脫酸(suan)已具(ju)有良(liang)(liang)好的應(ying)用(yong)實(shi)踐，國內外焚(fen)燒廠業績(ji)表明其可(ke)靠性高，性能良(liang)(liang)好。

1.2 半干法脫酸塔形式的選擇

半干(gan)法(fa)脫酸塔有(you)多種(zhong)形(xing)式，如噴(pen)霧干(gan)燥吸收塔、氣體懸浮式吸收塔、增濕灰(hui)吸收法(fa)（即多組(zu)份有(you)毒廢氣治(zhi)理技術）及循(xun)環灰(hui)吸收法(fa)。

1.2.1 噴霧干燥吸收塔

噴(pen)霧干(gan)燥(zao)吸收塔凈化吸收劑(ji)采(cai)用(yong)石灰乳液(ye)，煙氣(qi)一般(ban)為(wei)下(xia)流(liu)式，即煙氣(qi)從(cong)噴(pen)霧干(gan)燥(zao)吸收塔的(de)上部進入，下(xia)部流(liu)出。它的(de)優點為(wei)：凈化效率高，設備體積小(xiao)。噴(pen)霧干(gan)燥(zao)吸收塔的(de)噴(pen)嘴(zui)結構(gou)亦有二(er)大(da)類：

（1）機(ji)械旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)噴(pen)嘴(zui)。通(tong)過高速電機(ji)帶動噴(pen)嘴(zui)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)（12000～18000r/min），在強大(da)的離心力作(zuo)用(yong)下，使(shi)吸收劑乳液得以霧化。該類噴(pen)嘴(zui)的缺點是設備投資高，運行(xing)費用(yong)大(da)，操(cao)作(zuo)中維護管理復雜。

（2）壓(ya)力霧(wu)化噴嘴。靠壓(ya)縮空氣(qi)噴吹吸收劑(ji)乳(ru)液，乳(ru)液與壓(ya)縮空氣(qi)在(zai)噴嘴頭(tou)處強(qiang)烈混(hun)合(he)后從(cong)噴嘴噴出，使吸收劑(ji)乳(ru)液霧(wu)化，設備投(tou)資(zi)低，操作運行(xing)簡便，但霧(wu)化效果較機械旋轉噴嘴稍差。

1.2.2 氣體懸浮式吸收塔

氣體懸浮式吸(xi)收(shou)塔吸(xi)收(shou)劑也采用(yong)石(shi)灰乳液，它是以(yi)循(xun)環(huan)流(liu)(liu)化床技術為基礎的煙氣凈化裝置，其煙氣流(liu)(liu)向為下進氣上流(liu)(liu)式，采用(yong)壓力霧化噴嘴。氣體懸浮式吸(xi)收(shou)塔主要由反應器、旋風分離(li)器、再循(xun)環(huan)箱(xiang)等部件組成，設備體積(ji)較大且復(fu)雜。

1.2.3 增濕灰吸收法

增(zeng)濕灰吸(xi)收(shou)(shou)法，即多組份有毒(du)廢氣治理(li)技術(shu)（M H G T）。M H G T 技術(shu)是在噴霧干(gan)(gan)燥凈(jing)化法的(de)(de)基(ji)礎上開發出來(lai)的(de)(de)。主要特(te)點是采用干(gan)(gan)法吸(xi)收(shou)(shou)劑(ji)，水(shui)(shui)作(zuo)(zuo)為吸(xi)收(shou)(shou)劑(ji)的(de)(de)增(zeng)濕用水(shui)(shui)，使吸(xi)收(shou)(shou)劑(ji)的(de)(de)含濕量從2% 增(zeng)濕到(dao) 5%，以提(ti)高吸(xi)收(shou)(shou)劑(ji)的(de)(de)活性。同時將大量循環(huan)(huan)灰進(jin)入脫(tuo)酸反(fan)應器，提(ti)高吸(xi)收(shou)(shou)劑(ji)的(de)(de)利用率，采用高倍率密相循環(huan)(huan)能有效(xiao)防止吸(xi)收(shou)(shou)塔內壁結(jie)垢。它較(jiao)原(yuan)始干(gan)(gan)法的(de)(de)凈(jing)化效(xiao)率高，又無濕法水(shui)(shui)的(de)(de)二次污染，同時免去了噴霧干(gan)(gan)燥凈(jing)化法吸(xi)收(shou)(shou)劑(ji)溶液(ye)的(de)(de)制備和噴霧過程。全套系統(tong)設備簡單，操作(zuo)(zuo)靈(ling)活，脫(tuo)硫率高、耗水(shui)(shui)量少，一次性投(tou)資較(jiao)低(di)，操作(zuo)(zuo)方便，維修量小，占地面(mian)積少。而(er)且工(gong)作(zuo)(zuo)過程清潔(jie)，無廢水(shui)(shui)產生，生成物易于處理(li)。

1.2.4 循環灰吸收法

循(xun)環(huan)灰吸(xi)收(shou)(shou)法是采(cai)用(yong)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)進(jin)口(kou)段噴水增濕，強(qiang)化吸(xi)收(shou)(shou)劑活性的煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)脫硫工藝。來自焚燒爐的煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)由底部進(jin)入煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)吸(xi)收(shou)(shou)塔，水由煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)吸(xi)收(shou)(shou)塔下部的雙流體霧化噴嘴噴入煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)吸(xi)收(shou)(shou)塔，新(xin)鮮消石灰和大量的循(xun)環(huan)灰由流化風機流化后(hou)送(song)入吸(xi)收(shou)(shou)塔，它們以很(hen)高的傳質速率在(zai)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)吸(xi)收(shou)(shou)塔中與煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)和水充分(fen)(fen)(fen)混合，并與煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)中的有害氣(qi)(qi)體發生(sheng)反應(ying)(ying)，生(sheng)成各反應(ying)(ying)產物。這些(xie)干態的反應(ying)(ying)產物從煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)吸(xi)收(shou)(shou)塔的出口(kou)進(jin)入布(bu)袋除(chu)塵器進(jin)行分(fen)(fen)(fen)離，布(bu)袋除(chu)塵器捕集到(dao)的物料大部分(fen)(fen)(fen)再循(xun)環(huan)進(jin)入煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)吸(xi)收(shou)(shou)塔。

和(he)(he)MHGT 法一(yi)樣，循(xun)(xun)(xun)環灰(hui)(hui)吸收法也免(mian)去了(le)噴(pen)(pen)霧(wu)干燥(zao)凈(jing)化(hua)法吸收劑溶液的(de)制備和(he)(he)噴(pen)(pen)霧(wu)過(guo)程。與MHGT 法相比，它有著MHGT 法的(de)同樣優點，并且由于循(xun)(xun)(xun)環灰(hui)(hui)是干灰(hui)(hui)，經空氣斜槽循(xun)(xun)(xun)環使(shi)用(yong)(yong)，增強(qiang)了(le)循(xun)(xun)(xun)環灰(hui)(hui)的(de)流動(dong)性，使(shi)循(xun)(xun)(xun)環灰(hui)(hui)的(de)循(xun)(xun)(xun)環過(guo)程流暢，循(xun)(xun)(xun)環灰(hui)(hui)入凈(jing)化(hua)塔(ta)時不易堵塞。但同時，由于新鮮消石(shi)灰(hui)(hui)和(he)(he)循(xun)(xun)(xun)環灰(hui)(hui)是依靠凈(jing)化(hua)塔(ta)內下部(bu)噴(pen)(pen)入的(de)水霧(wu)來增濕(shi)，其增濕(shi)活化(hua)效果必(bi)定較直接用(yong)(yong)水混合增濕(shi)時稍差，因而(er)導(dao)致脫酸效率的(de)降低。

1.3 除塵設備比較

靜(jing)電除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)和布袋(dai)(dai)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)均可達到(dao)廢氣粒(li)狀(zhuang)污(wu)染(ran)物(wu)排放標準目標（80mg/m3），但靜(jing)電除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)效(xiao)率再提高的可能(neng)性不大，而布袋(dai)(dai)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)如采用聚(ju)四氟(fu)乙烯薄膜濾(lv)料（PTFE），則粒(li)狀(zhuang)污(wu)染(ran)物(wu)可降至(zhi)10mg/m3 以下。布袋(dai)(dai)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)對微小粒(li)狀(zhuang)物(wu)的捕(bu)集(ji)效(xiao)果良好，對重金屬、二惡(e)英、呋(fu)喃等毒性物(wu)質具有(you)較高的脫除(chu)(chu)(chu)(chu)效(xiao)率。國(guo)外已發(fa)現靜(jing)電除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)內有(you)二惡(e)英與呋(fu)喃的再合成(cheng)現象(xiang)。因(yin)此(ci)，采用布袋(dai)(dai)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)，排煙中Hg 和Cd 的濃度可達到(dao)0.2mg/m3，而靜(jing)電除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(qi)一般只(zhi)能(neng)達到(dao)1mg/m3。

另(ling)外，當排放標準(zhun)要(yao)求(qiu)較(jiao)高(gao)時，可在系(xi)(xi)統中添加活(huo)性碳，增加對(dui)重(zhong)金屬吸附，然后被布(bu)袋(dai)除塵(chen)器(qi)(qi)捕集，而(er)不需要(yao)對(dui)系(xi)(xi)統作重(zhong)大改動。除塵(chen)器(qi)(qi)的(de)布(bu)袋(dai)由于(yu)采用 PTFE 材料后，既(ji)能明顯減小壓(ya)力損(sun)失(shi)，又能提(ti)高(gao)對(dui)酸性物質控制要(yao)求(qiu)的(de)適應性。所以(yi)采用布(bu)袋(dai)除塵(chen)器(qi)(qi)顯然比靜電除塵(chen)器(qi)(qi)有利。

其不(bu)足之處是濾袋(dai)壽(shou)命較(jiao)(jiao)短(duan)、維(wei)護工作(zuo)量較(jiao)(jiao)大，致使其日常運行(xing)費用(yong)略高于靜電除塵器。另外(wai)，布袋(dai)除塵器對進(jin)入煙氣的溫度要求比較(jiao)(jiao)嚴格(ge)，煙溫過高，濾袋(dai)損(sun)(sun)壞(huai)。煙溫過低，煙氣中的酸氣冷凝成酸滴，濾料受腐蝕而(er)損(sun)(sun)壞(huai)。

因此，其上游設備設置(zhi)半干法脫酸(suan)塔(ta)比較合適，半干法脫酸(suan)塔(ta)能有效控制進入布(bu)袋(dai)除塵器煙氣(qi)的酸(suan)度及(ji)(ji)溫度，同時需設置(zhi)良好的自控裝置(zhi)及(ji)(ji)旁(pang)通管。兩種除塵器的性能比較見表(biao)1。

2 煙氣凈化組合工藝比選

根據煙氣成份及污染排(pai)放標準，煙氣凈化系統(tong)由兩個部(bu)分組成，即(ji)脫(tuo)酸系統(tong)與除(chu)塵設備(bei)的組合。現行的工藝(yi)組合大致有以下四種(zhong)形式。

（1）靜電(dian)除(chu)塵(chen)器（或布袋除(chu)塵(chen)器）+ 濕(shi)式(shi)洗滌塔；

（2）半干法(fa)脫酸塔+ 布袋除塵器(qi)；

（3）半干(gan)法脫酸塔+ 靜(jing)電除塵器；

（4）干法脫(tuo)酸塔+ 袋式（或(huo)靜電）除塵器。

各種組合的優缺點及性能比較(jiao)如表2 所示(shi)。

3 綜合選擇

綜上(shang)所述，在(zai)技(ji)術選(xuan)擇(ze)和經濟選(xuan)擇(ze)的(de)基礎上(shang)，利用比(bi)較分析法(fa)選(xuan)擇(ze)較合理(li)的(de)工藝。焚(fen)燒垃圾(ji)發電煙(yan)氣凈化技(ji)術方案推薦采用半干法(fa)脫酸塔加布(bu)袋除塵器(qi)的(de)組合工藝，如圖1 所示(shi)。

以天津雙港垃圾焚(fen)燒發電廠的煙(yan)氣凈化(hua)系(xi)統(tong)為(wei)(wei)例，其采用半(ban)干(gan)法吸(xi)(xi)收塔+活性炭噴射系(xi)統(tong) +脈沖布袋除塵器(qi)的組合工(gong)藝。在(zai)石灰漿(jiang)(jiang)制備系(xi)統(tong)中(zhong)，Ca(OH)2與(yu)一(yi)定量的水混合制成濃(nong)度約(yue)為(wei)(wei) 20%的石灰漿(jiang)(jiang)，然后(hou)被(bei)送(song)至石灰漿(jiang)(jiang)供應(ying)槽(cao)。石灰漿(jiang)(jiang)自(zi)供應(ying)槽(cao)被(bei)送(song)至位于半(ban)干(gan)式吸(xi)(xi)收塔頂部的旋(xuan)轉噴霧(wu)器(qi)，旋(xuan)轉噴霧(wu)器(qi)的霧(wu)化(hua)輪在(zai)12000r/min下(xia)工(gong)作，將吸(xi)(xi)收劑霧(wu)化(hua)成液滴，從而與(yu)煙(yan)氣中(zhong)的酸氣發生化(hua)學(xue)反應(ying)。正常運行情(qing)況下(xia)，石灰漿(jiang)(jiang)給料(liao)流量應(ying)在(zai)700～1000L/ h，給料(liao)管(guan)道壓力應(ying)在(zai)30～80kPa 范圍之(zhi)內(nei)。

在活(huo)性炭(tan)(tan)噴射系統中，采用(yong)氣力(li)輸送，氣源由羅(luo)茨(ci)風(feng)機提供，活(huo)性炭(tan)(tan)經(jing)計量裝置直接吹入吸收塔(ta)的(de)煙(yan)氣出口管道。使用(yong)的(de)活(huo)性炭(tan)(tan)為200 目(mu)粉體，以保證(zheng)比表面(mian)積和吸附(fu)能力(li)。

4 結束語

煙氣凈化技術(shu)(shu)(shu)方案(an)的(de)選擇是垃圾焚燒發(fa)電(dian)技術(shu)(shu)(shu)的(de)重(zhong)要(yao)組成(cheng)部(bu)分，從(cong)技術(shu)(shu)(shu)和經濟兩方面(mian)綜合考(kao)慮，推薦較(jiao)合理的(de)技術(shu)(shu)(shu)方案(an)，對工程具(ju)體的(de)建設要(yao)求和條件(jian)，科學(xue)而合理的(de)選擇煙氣凈化的(de)技術(shu)(shu)(shu)方案(an)具(ju)有(you)指導(dao)意義。

參考文獻：

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[3] 彭定一，林少寧(ning).大氣污染及其(qi)控制[M].北京:中國環境科學出(chu)版社,1991

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