垃圾焚烧烟气净化技术探讨及实践

摘要 焚烧城市固体垃圾所产生的烟气是一种含有有机化合物和无机化合物的复杂混合物。文章分析了垃圾焚烧烟气的产生与特性，探讨了一些典型垃圾焚烧厂的烟气净化方法，比选推荐了垃圾焚烧烟气净化的主工艺，以确保焚烧后烟气排放降低到最低水平，满足日趋严格的环保排放标准。介绍了生活垃圾焚烧厂烟气净化处理的最新实例。
关键词 生活垃圾 焚烧 烟气净化
Discussion and practice of treatment technology of exhaust gas from MSW incinerator Shao Min，et al．Institute of Environmental Engineering Design and Research，Shanghai 200412
Abstract: The exhaust gas from MSW incinerator is a complex mixture including organic compound and inorganic compound．In this paper，the producing and characteristics of the exhaust gas were analyzed，and some representative methods for treatment of exhaust gas were discussed and compared，and the main treatment technology of exhaust gas was recommended．Which can insure the pollution of exhaust gas reduce to the lowest level，to meet the more stricter effluent standard．Moreover，the newest instance of treatment of exhaust gas from MSW incinerator was introduced．
Keywords: MSW Incinerator Treatment of exhaust gas
对生活垃圾进行焚烧处理，并综合利用垃圾焚烧所产生的热能，在国际上已是一种成熟的城市固体废弃物处理技术。我国早在20世纪80年代末，就在深圳进行了这方面的尝试，经过不断改进及扩容，目前运行情况良好。上海浦东新区也于1994年开始酝酿建设生活垃圾焚烧厂，并于今年年初工程顺利竣工投产。该生活垃圾焚烧厂是我国第一个处理能力达1000 t/d的大型生活垃圾焚烧厂。浦东生活垃圾焚烧厂的建成，意味着生活垃圾焚烧处理在我国进入了实质性推广阶段。随着该项目的建成投产，无论在上海还是在国内其他城市，垃圾焚烧技术将会得到越来越广泛的应用。
生活垃圾焚烧技术主要包括焚烧工艺、汽轮发电工艺、烟气净化工艺、污水处理工艺、飞灰处理工艺、工业自动化控制技术等[1]。但当决定建设一个生活垃圾焚烧厂而进行技术选择时，首要解决的是焚烧炉及烟气净化工艺的选择问题。因此，本文将着重就烟气净化工艺这一技术进行探讨。
1 烟气的产生与特性
生活垃圾焚烧处理后的烟气成分及数值与垃圾组成、燃烧方式、烟气处理工艺及设备有密切关系。同其他烟气相对比，其含HCl和O2浓度较高，粉尘中的盐分特别高。
焚烧过程中一些PVC、橡胶等物质会产生有害气体，可与粉尘反应，转换成粉尘的一部分。垃圾中挥发性氯元素转化为HCl的转化率为100%，燃烧性硫转化为SO2的转化率也接近100%，氮元素转化为NOX的转化率为10%。
焚烧过程中产生的污染物来源、产生原因及存在形态见表1。
表1 烟气中污染物来源、产生原因及存在形态 

2 烟气净化工艺
从上节可以看到，垃圾焚烧处理后产生的废气主要由4大类组成，即颗粒物、酸性气体、重金属及有机毒物（二恶英、呋喃）。为了防止这些物质对环境造成的二次污染，必须采用合理的烟气净化工艺进行处理，其中“低温控制”和“高效颗粒物捕集”是工艺设计的关键所在[2]。
焚烧烟气净化目前主要有湿法净化、半干法净化、干法净化、NOX净化、活性炭喷射等工艺。每种工艺有多种组合方式，也各有其优缺点，以下对各种净化工艺进行探讨。
2.1 湿法烟气净化工艺
该工艺在少数经济及技术发达的国家应用较多，通常是将烟气温度冷却至70℃左右，然后利用碱液对烟气进行清洗，其对HCl及SO2去除率高达95%以上，典型的工艺组成为喷射干燥器（调节控制烟气温度、清除较大颗粒物）+袋式除尘器（清除烟气中颗粒物）+烟气洗涤器（除酸并进一步除尘）。
烟气洗涤器吸收效率是由酸性气体扩散至碱性吸收液滴的速度所控制，必须尽可能增加气液相接触的时间及面积，以及增加提升液滴中吸收剂的浓度。
烟气洗涤器通常使用的碱液为NaOH溶液或Ca(OH)2溶液。在大规模的系统中通常采用消石灰溶液。消石灰溶液与酸性气体反应后形成碱盐，其循环洗涤水必须经澄清浓缩及过滤，以防止在设备中沉积，另外洗涤后的废水成分复杂，需作进一步处理后排放。
湿法烟气净化在国外的多年实绩验证可见，其对酸性物质、有机污染物及重金属有着高去除效率（相对干法、半干法），是今后垃圾焚烧烟气净化的发展趋势。但也有其不足之处，主要表现在：产生高浓度无机氯盐及重金属的废水，需处理达标后方可排放；处理后烟气温度降低到露点以下，需再加热到140℃左右，以防止烟囱出口形成白烟现象；设备投资（为半干法的1.75倍）、运行费用也较高。
2.2 半干法烟气净化工艺
半干法烟气净化工艺是目前国内外垃圾焚烧厂广泛采用的一种垃圾焚烧烟气处理技术。其吸收剂主要采用Ca(OH)2溶液，典型工艺组合形式为喷雾干燥吸收塔+袋式除尘器。