摘要：目前城市垃圾處理最有效的手段是垃圾焚燒,但是垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的煙氣含有大量的酸性氣體對環(huán)境產(chǎn)生極大危害。通過垃圾焚燒產(chǎn)生的酸性氣體進(jìn)行剖析,然后提出控制垃圾焚燒煙氣處理的方法。
1垃圾焚發(fā)電概念
所謂垃圾焚發(fā)電：就是收集城市生活垃圾，密封運(yùn)輸?shù)嚼贌l(fā)電廠的垃圾倉，貯存5～7d后經(jīng)垃圾吊抓運(yùn)到垃圾料斗，進(jìn)人垃圾焚燒爐內(nèi)燃燒，垃圾燃燒所放出的熱量加熱給水，使余熱鍋爐管內(nèi)爐水變成具有一定溫度和壓力的蒸汽，然后將其蒸汽送至汽輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，而垃圾燃燒后所產(chǎn)生的煙氣送人煙氣凈化系統(tǒng)處理后經(jīng)煙囟排人大氣。
2垃圾焚燒酸性氣體產(chǎn)生機(jī)理
垃圾焚燒產(chǎn)生的酸性氣體主要有氯化氫(HC1)和硫氧化物(SOx)等。
HCL主要來源于含氯的垃圾焚燒，分為有機(jī)氯化物如聚氯乙烯(PVC)，聚偏二氯乙烯及無機(jī)氯化物的鹽類等。
垃圾焚燒產(chǎn)生的SO主要來源于垃圾中的有機(jī)硫分，也有部分源于無機(jī)硫，其中可燃硫的轉(zhuǎn)化率接近100％。一般生活垃圾產(chǎn)生的SO是HC1的1／10以下[。SOx中絕大部分以SO2的形式存在。
3酸性氣體的去除工藝
酸性氣體的去除工藝主要有干法、半干法和濕法三種。
3.1干法凈化工藝
干法是將熟石灰通過專用噴頭噴人反應(yīng)器內(nèi)，
讓熟石灰微粒表面直接和煙氣中的酸性氣體接觸，產(chǎn)生化學(xué)中和反應(yīng)，反應(yīng)要有一個合適的溫度，一般為140oC，生成無害的中性鹽粒子，再進(jìn)人下游的粒狀物去除設(shè)備。在除塵器里，反應(yīng)產(chǎn)物連同煙氣粉塵和未反應(yīng)的吸收劑一起被捕集下來，達(dá)到凈化酸性氣體的目的。干法凈化工藝流程簡單，操作簡便，不產(chǎn)生廢液，但藥劑消耗量大，過量系數(shù)一般達(dá)到3以上；HC1和SO2去除效率低；目前，國內(nèi)城市垃圾焚燒廠較少單一采用此法。
3.2濕法凈化工藝
濕法凈化工藝一般采用濕式洗滌塔脫酸，系統(tǒng)由濕式洗滌塔、循環(huán)水(液)噴射系統(tǒng)、循環(huán)冷卻水(液)系統(tǒng)、NaOH儲存與制備系統(tǒng)等組成。
濕法凈化工藝HC1去除效率高，一般在98％左右；SO2去除效率高，一般在90％左右；適應(yīng)范圍廣、鈣硫比低、技術(shù)成熟，在發(fā)達(dá)國家的垃圾焚燒發(fā)電廠中應(yīng)用廣泛。但投資大、動力消耗大、占地面積大、設(shè)備復(fù)雜、運(yùn)行費(fèi)用和技術(shù)要求高，在國內(nèi)常規(guī)火電的應(yīng)用比例較高，垃圾焚燒行業(yè)應(yīng)用濕法工藝較少。
3.3半干法凈化工藝
半干法煙氣凈化系統(tǒng)是介于濕法和干法之間的一種工藝，半干法脫酸系統(tǒng)是由旋轉(zhuǎn)噴霧反應(yīng)塔、石灰漿制備系統(tǒng)組成。
半干法濕法凈化工藝脫酸效率較高，HC1去除率一般在97％左右；SO2去除率一般在85％左右；不產(chǎn)生廢液；操作溫度通常在200oC左右，煙氣溫度滿足排放要求；耗水量較濕法少；技術(shù)成熟可靠，己在國內(nèi)大部分城市垃圾焚燒發(fā)電廠成功運(yùn)用。不足之處為管道和噴嘴易堵塞，可通過良好的設(shè)計及操作管理等措施克服此問題，噴嘴也需定期更換維護(hù)。
4酸性氣體的去除組合
常規(guī)的酸性氣體去除組合方式有“半法”和“半干法+干法+濕法”。
本文所描述的兩種煙氣凈化工藝方案都可以使項目煙氣凈化系統(tǒng)的酸性氣體排放指標(biāo)滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際運(yùn)行過程中，采用高效的半干法工藝或濕法工藝獨(dú)立運(yùn)行即可滿足該嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，而干法則屬于備用工藝，為系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性提供保障。
“半干法+干法”煙氣凈化工藝整體復(fù)雜性較低，在國內(nèi)擁有較多的應(yīng)用案例，“半干法+干法+濕法”煙氣凈化工藝整體系統(tǒng)復(fù)雜性高，但經(jīng)該系統(tǒng)可將垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣凈化到更高標(biāo)準(zhǔn)。工藝配置比較超前，而且大量的濕法工藝設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本也較高。組合脫酸工藝中的“半干法”和“濕法”在正常工況下獨(dú)立運(yùn)行都可使處理后的煙氣達(dá)到歐盟的排放指標(biāo)。這樣的配置確保了整套系統(tǒng)的備用性：當(dāng)任意一級煙氣脫酸系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的設(shè)備故障需要暫停霧化器運(yùn)行或者通過旁路繞濕法脫酸系統(tǒng)時，組合脫酸工藝中的另一套系統(tǒng)單元在正常情況下都可以完成煙氣脫酸的要求。兩種組合工藝對比詳見表1。
半干法+干法具有最佳的經(jīng)濟(jì)性，采用該方案可有效地降低工程建設(shè)費(fèi)用，同時運(yùn)行維護(hù)所需的花費(fèi)也將隨系統(tǒng)的簡化所減少。在此工藝系統(tǒng)中，干法脫酸工藝通常采用消石灰，其可為半干法工藝提
供保障和備用，當(dāng)鍋爐出口煙氣參數(shù)較差時，平時作為備用的干法可啟動分擔(dān)半干法的工作負(fù)荷；而當(dāng)半干法檢修時，干法單獨(dú)運(yùn)行仍可使煙氣排放基本達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。
半干法+干法+濕法組合工藝復(fù)雜性較高，其建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用較高。采用該工藝可確保煙氣凈化系統(tǒng)提供最高效的脫酸效果，穩(wěn)定可靠的使煙囪出口煙氣酸性氣體濃度低于國家及歐盟標(biāo)準(zhǔn)。
5結(jié)論
垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣脫酸工藝方案的確定應(yīng)以立足國情、方便棵作、技術(shù)成熟以及達(dá)到目前國際水平為指導(dǎo)思想。鑒于國家環(huán)保要求越來越嚴(yán)格，單獨(dú)采用干法、半干法、濕法都難以滿足要求。采用組合工藝，是去除酸陛氣體最有效的方式。
“半干法+干法”凈化工藝，在國內(nèi)外已有大量的應(yīng)用實(shí)例，其中部分項目已達(dá)到滿足中國建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，從煙氣排放達(dá)標(biāo)可靠性、設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性及系統(tǒng)控制的方便靈活性考慮，可以滿足國內(nèi)大部分的煙氣排放酸l生氣體指標(biāo)要求，適合于中小城市垃圾焚燒電廠。半干法+干法+濕法”組合工藝建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用較高，但該工藝可確保煙氣凈化系統(tǒng)提供最高效的脫酸效果，此種組合對于日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)來說，是一種趨勢，適用于大城市及環(huán)保要求很高的城市垃圾焚燒電廠。
來源:《現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化》 作者:劉金海 明小名
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