垃圾焚燒廢氣處理方案

一、污染物成分及生成機(jī)制

1. 主要污染物

顆粒物：焚燒過程中產(chǎn)生的煙塵，包含飛灰及未完全燃燒的碳顆粒。

酸性氣體：

HCl：由垃圾中的氯元素（如PVC、橡膠）在高溫下轉(zhuǎn)化而來，轉(zhuǎn)化率近100％。

SO?：垃圾中的硫元素氧化生成，轉(zhuǎn)化率接近100％。

NOx：空氣中的氮在高溫下氧化生成，轉(zhuǎn)化率約10％。

重金屬：如汞、鎘、鉛、砷等，來源于垃圾中的電池、電子廢棄物等，部分在高溫下?lián)]發(fā)進(jìn)入煙氣。

有機(jī)污染物：

二噁英（PCDD/Fs）：由氯苯、氯酚等前驅(qū)物在低溫區(qū)（250~400℃）催化合成，或高溫氣相反應(yīng)生成。

2. 生成機(jī)制

二噁英：

前驅(qū)物合成：不完全燃燒產(chǎn)生的氯苯、氯酚等在飛灰催化下合成。

高溫氣相反應(yīng)：500~850℃下，短鏈氯代有機(jī)物通過環(huán)化、聚合生成。

從頭合成：碳?xì)浠衔锱cCl?在金屬催化下生成。

重金屬：垃圾中重金屬元素在焚燒過程中部分揮發(fā)，隨煙氣排放。

二、處理技術(shù)及工藝流程

1. 處理技術(shù)選擇

（1） 顆粒物控制

布袋除塵器：去除效率≥99.87％，適用于微米級(jí)顆粒物。

靜電除塵器：適用于大顆粒物，但效率略低。

（2） 酸性氣體去除

HCl/SO?：

半干法：石灰漿噴霧中和，效率≥95％。

濕法洗滌：NaOH溶液吸收，效率≥98％。

NOx：

SNCR（選擇性非催化還原）：噴入氨水或尿素，效率30％~50％。

SCR（選擇性催化還原）：催化劑（如V?O?）作用下，效率≥90％。

（3） 重金屬去除

活性炭吸附：噴射活性炭吸附汞、鎘等，結(jié)合布袋除塵器捕集。

急冷塔：快速降溫（1秒內(nèi)從500℃降至200℃以下）抑制二噁英再合成，同時(shí)冷凝重金屬。

（4） 二噁英控制

高溫焚燒：爐膛溫度≥850℃，煙氣停留時(shí)間≥2秒，分解前驅(qū)物。

急冷+活性炭吸附：急冷塔避免二噁英再合成，活性炭吸附殘留。

催化裂解：分子裂解裝置分解二噁英，效率≥80％。

2. 推薦工藝流程

組合工藝：

SNCR + 急冷塔 + 消石灰/活性炭噴射 + 布袋除塵 + 濕法脫酸 + SCR（可選）

流程說明：

焚燒階段：

控制爐膛溫度≥850℃，停留時(shí)間≥2秒，確保二噁英前驅(qū)物分解。

添加助燃劑（如天然氣）維持高溫，CO濃度≤50ppm。

急冷塔：

煙氣從500℃快速降溫至200℃以下，避免二噁英再合成。

噴射消石灰漿中和HCl、SO?。

活性炭噴射：

在急冷塔后噴入活性炭，吸附重金屬及殘留二噁英。

布袋除塵器：

捕集飛灰、活性炭及吸附的污染物，效率≥99.9％。

濕法脫酸：

NaOH溶液洗滌煙氣，進(jìn)一步去除HCl、SO?，效率≥98％。

SCR脫硝（可選）：

對(duì)NOx排放要求嚴(yán)格的地區(qū)，增設(shè)SCR系統(tǒng)，效率≥90％。

排放監(jiān)測：

安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS），實(shí)時(shí)監(jiān)控顆粒物、SO?、NOx、HCl、二噁英等指標(biāo)。

三、排放標(biāo)準(zhǔn)及合規(guī)性

1. 國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)（《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB18485-2014）

顆粒物：24小時(shí)均值≤20 mg/m3，1小時(shí)均值≤30 mg/m3。

SO?：24小時(shí)均值≤80 mg/m3，1小時(shí)均值≤100 mg/m3。

NOx：24小時(shí)均值≤250 mg/m3，1小時(shí)均值≤300 mg/m3。

HCl：24小時(shí)均值≤50 mg/m3，1小時(shí)均值≤60 mg/m3。

二噁英：24小時(shí)均值≤0.1 ngTEQ/m3。

汞及其化合物：24小時(shí)均值≤0.05 mg/m3。

2. 國際對(duì)比（歐盟2010/75/EU）

二噁英：24小時(shí)均值≤0.1 ngTEQ/m3（與我國一致）。

NOx：日均值≤200 mg/m3（嚴(yán)于我國標(biāo)準(zhǔn)）。

SO?：日均值≤50 mg/m3（嚴(yán)于我國標(biāo)準(zhǔn)）。

四、案例分析及效果

1. 浙江某生活垃圾焚燒廠

工藝：SNCR + 急冷塔 + 活性炭噴射 + 布袋除塵 + 濕法脫酸。

效果：

二噁英排放≤0.02 ngTEQ/m3（遠(yuǎn)低于國標(biāo)）。

NOx排放≤100 mg/m3（SCR系統(tǒng)）。

顆粒物排放≤5 mg/m3。

2. 上海某焚燒廠

工藝：增設(shè)SCR系統(tǒng)，NOx排放降至80 mg/m3以下。

成本：年運(yùn)行費(fèi)用增加約5000萬元，但滿足更嚴(yán)格的地方標(biāo)準(zhǔn)。

五、經(jīng)濟(jì)性與可行性

1. 投資成本

設(shè)備投資：組合工藝（含SCR）總投資約3億元（以750噸/日規(guī)模計(jì)）。

運(yùn)行成本：

活性炭：約200元/噸垃圾。

藥劑（石灰、NaOH）：約150元/噸垃圾。

電費(fèi)：約80元/噸垃圾。

2. 效益分析

環(huán)境效益：顯著降低二噁英、重金屬排放，改善周邊空氣質(zhì)量。

經(jīng)濟(jì)效益：通過余熱回收發(fā)電，部分抵消運(yùn)行成本，提升項(xiàng)目收益率。

六、垃圾焚燒廢氣處理結(jié)論

垃圾焚燒廢氣處理需采用多技術(shù)組合工藝，以高溫焚燒為基礎(chǔ)，結(jié)合急冷、吸附、洗滌及催化還原技術(shù)，確保污染物達(dá)標(biāo)排放。推薦工藝為SNCR+急冷塔+活性炭噴射+布袋除塵+濕法脫酸，并根據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)增設(shè)SCR系統(tǒng)。該方案兼顧環(huán)保與經(jīng)濟(jì)性，適用于新建及改擴(kuò)建焚燒廠。