简析垃圾焚烧发电厂烟气污染控制及防治对策

摘要：垃圾焚烧会产生二次污染，特别是焚烧烟气中含有剧毒物质二恶英，使垃圾焚烧发电项目倍受质疑。针对成都洛带垃圾焚烧发电厂，通过对垃圾焚烧烟气排放标准的解读以及烟气污染源特性分析，提出了烟气污染控制及防治对策。
关键词：垃圾焚烧发电；烟气污染；排放标准；污染源；二恶英；烟气净化
[中图分类号]X773[文献标识码]B[文章编号]1672-9943（2011）01-0130-04
0引言
成都洛带垃圾焚烧发电厂是成都市政府为改善和保护城市环境，发展循环经济，以BOT方式运作的城市生活垃圾处理项目。该厂日处理垃圾能力为1200t，配置3台400t/d垃圾焚烧炉和2台12MW汽轮发电机组，并同步建设烟气处理、废水处理设施等。垃圾焚烧发电是一种环保、资源循环利用的先进生产方式，具有占地少、无害化较彻底、处理效率高、减容量大、可回收利用热量等优点，但垃圾焚烧后所产生的二次污染问题突出，特别是烟气污染问题（尤其是剧毒物质二恶英）尤为引人关注。鉴此，针对成都洛带垃圾焚烧发电厂的工艺流程，分析了烟气的组成成分，探讨了该电厂的废气排放标准，并提出了控制燃烧条件、选择合适的焚烧炉、烟气净化处理等对策，以便为该电厂的烟气污染控制提供参考。
1工艺流程
成都洛带垃圾焚烧厂基本技术路线采用炉排炉焚烧垃圾加烟气处理加余热发电。
工艺流程：生活垃圾由专用车辆运进工厂，经称重计量后，卸入垃圾贮坑；经堆放发酵后的垃圾用抓斗吊车送入炉内焚烧；垃圾贮坑内有害气体作为助燃空气，经过蒸汽-烟气二级预热至280℃送入炉内，在850℃以上高温条件下，分解成无臭气体；垃圾渗滤液经过蒸发浓缩达标后排放。燃烧产生高温烟气，经锅炉各受热面吸热降温，进入急冷反应塔经喷水降温后，在烟道中喷入消石灰和助剂混合物，以脱除烟气中的酸性气体、吸附重金属和二恶英类物质，之后经活性碳吸附再加袋式除尘处理，达标后，经引风机排入造型新颖的三角形烟囱。余热锅炉产生的蒸汽，用于发电、供热。工艺流程及产污环节如图1所示。
环保设施有：3套烟气净化系统（含3根高80m的烟囱）及德国ABB公司烟气在线监测系统；美国GE公司烟气净化滤袋；1座处理能力为300m3/d的污水处理站，并配有废水在线监测系统。

图1垃圾焚烧电厂工艺流程及产污环节
2烟气组成成分
垃圾焚烧过程产生的烟气中有粉尘（颗粒物）、酸性气体（HCl、HF、SOx、NOx等）、重金属（Hg、Pb、Cr等）和二恶英等污染物。目前，世界现有技术还不能完全控制焚烧过程中产生二恶英类物质，同时对已产生的二恶英类物质也不能完全脱除，由此引起的环境问题是垃圾焚烧技术的一个关键问题。
剧毒性、稳定性和长期残留性是二恶英类物质的主要特性。研究情况已经初步表明，这类剧毒物质的产生机理：一是在焚烧物中的石油产品、含氯塑料（聚氯乙烯、聚氯树脂等）可作为二恶英的前体，在燃烧过程中经热分解，当温度在600℃左右时，分子重排形成二恶英及前驱物而直接产生。二是垃圾特别是厨房垃圾中含有NaCl、KCl、MgCl2等盐，与烟气中SO2发生一系列反应，使烟气中HCl浓度增加，同时垃圾中的铜被氧化生成铜的氧化物后，再与HCl发生反应而产生CuCl2。
进一步还研究表明，前驱物在炉内和除尘器内，250℃-300℃温度下，在HCl、CuCl2和其它物质（如Mn、Fe、C等）的催化作用下会再合成二恶英。可见，垃圾焚烧过程中，二恶英物质的产生机理复杂，与烟气中的其他污染物（如酸性气体、粉尘和重金属等）关系密切。因此，要抑制垃圾焚烧过程中产生二恶英，须满足以下条件：首先选用合适的燃烧设备和工艺来组织燃烧，使垃圾燃烧充分。这样不仅保证炉膛燃烧温度，同时降低了烟气中的含碳量。
研究表明，炉膛燃烧温度保持在1000℃以上，烟气停留时间至少2s，保持烟气中含氧比大于6%，这样，高温（600℃作用）所形成的有毒物就会在更高的温度下燃烧殆烬。其次烟气净化设施和工艺应充分考虑二恶英再合成条件，采用急冷却办法，避开250℃-300℃二恶英再合成温度区域。
显然，燃烧物垃圾本身成分是二恶英产生之源，比如垃圾中厨房垃圾的比例，垃圾焚烧前含氯塑料及其它含氯化工品是否被分拣出来，铜、铁等金属物质是否分拣并回收等等，因此，垃圾分类处置后再焚烧是真正阻断二恶英类产生的关键。
3烟气排放标准探讨
2009年12月成都洛带垃圾焚烧发电项目通过了项目竣工验收，环境验收监测结论是：排放浓度均满足《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2001）的要求。就是说，该项目二恶英排放达到了中国标准的1.0ngTEQ/m3,尚未达到欧盟标准的0.1ngTEQ/m3的要求，具体对比如表1所示。
表1烟气主要污染物排放标准对比