生活垃圾焚烧厂烟气净化工艺选择及案例分析

随着环保要求的日益严格，电除尘器不仅不能满足脱除有机物(二恶英等)、重金属的需要，同时也不能满足粉尘排放的要求，所以，现在已基本不再采用电除尘器作为焚烧垃圾厂的粉尘处理装置。GB18485—2001《生活垃圾焚烧污染控制标准》中明确规定生活垃圾焚烧炉除尘装置必须采用布袋除尘器。
2.3NOx去除工艺的选择
NOx的去除工艺有选择性非催化还原法(SNCR)、选择性催化还原法(SCR)等。
2.3.1SCR法
SCR法是在催化剂的存在下NOx被还原成N2，为了达到SCR法还原反应所需的400℃温度，烟气在进入催化脱氮器之前需要加热，试验证明SCR法可以将NOx排放浓度控制在50mg/m3以下。
2.3.2SNCR法
SNCR法是在高温(800～1000℃)条件下，利用还原剂将NOx还原成N2。SNCR法不需要催化剂，但其还原反应所需的温度比SCR法高得多，因此需设置在焚烧炉膛内完成。
该工艺是以氨水(NH3•H2O)或尿素作为还原剂，将其喷入焚烧炉内，在有O2存在的情况下，温度为850～1050℃之范围内，与NOx进行选择性反应，使NOx还原为N2和H2O，达到脱NOx之目的。
两种方法相比较，SCR法不仅需要催化剂，同时还要在除尘器后进行重新加热，需要耗用大量热能，因此，工程上SNCR法比SCR法应用得更多一些。
2.4重金属及二恶英去除工艺的选择
2.4.1重金属净化工艺
垃圾焚烧产生废气中挥发状态的重金属污染物，部分在温度降低时可自行凝结成颗粒、在飞灰表面凝结或被吸附，从而被布袋除尘器收集去除。因此，垃圾焚烧烟气净化系统的温度越低，则重金属的净化效果越好。部分无法凝结及被吸附的重金属的氯化物，可利用其溶于水的特性，经湿式洗气塔液自废气中吸收下来。
2.4.2二恶英控制及净化工艺
在生活垃圾焚烧过程中，垃圾中的含氯有机化合物如氯乙烯、氯化苯、五氯苯酚等物质，在适宜温度并在氯化铁和氯化铜的催化作用下与O2、HCl反应，通过分子重排、自由基综合、脱氯等过程生成二恶英类物质(PCDD、PCDF)[3]。二恶英类物质的控制措施应包括以下几个方面：(1)源头控制含氯垃圾进入焚烧炉；(2)控制烟气在炉膛内的停留时间和温度，使垃圾充分燃烧；(3)控制进入除尘器入口的温度低于200℃，防止焚烧后再合成；(4)采用活性碳+布袋净化除去二恶英类物质。
3工程实例
上海江桥生活垃圾焚烧厂一期工程于2005年1月正式投入运营，日处理垃圾1000t，二期工程于2006年1月正式投入运营，日处理垃圾500t，一、二期工程日处理垃圾共1500t，烟气处理均采用半干法和袋式除尘器并辅以活性碳喷射的工艺系统；技改及扩能工程于2008年7月开工建设，设计日处理垃圾2000t，烟气处理采用“炉内喷尿素+干法(喷活性碳及消石灰)+袋式除尘器+湿式洗涤塔”的工艺，烟气净化系统包括：炉内喷尿素系统、减温塔系统、活性碳喷射系统、干法除酸系统、袋式除尘系统、引风机、湿式洗涤塔、再加热装置系统等，并配有自动控制及在线检测装置。净化后的烟气经80m高烟囱排入大气，扩能工程烟气处理系统工艺流程见图1。

图1扩能工程烟气处理工艺流程
3.1酸性气体处理工艺效果分析
一、二期工程，焚烧炉烟气净化采用半干法除酸工艺，根据竣工验收监测结果，经治理后外排烟气中的HCl、SO2均能达到GB18485—2001排放标准，HCl、Pb、Cd和SO2的平均去除率分别达到91%、99.67%、99.86%和72%(表2)。
扩能工程采用布袋前喷消石灰干法除酸+布袋后湿法除酸的双重除酸工艺，该除酸工艺HCl总去除率可超过99%，SO2去除率也可超过95%，与原一、二期工程采用的半干法除酸工艺相比，HCl和SO2去除率分别提高了8%和23%。扩能工程采用干法+湿法双重除酸工艺后HCl和SO2能符合《欧洲联盟环境标准体系2000》(下称欧盟2000标准)的要求。
3.2烟尘净化工艺效果分析