简析垃圾焚烧发电厂烟气污染控制及防治对策

由表1可知，中国和欧盟标准都对烟尘、HCL、HF、SOx、NOx、CO以及TOC、Hg、Cd、Pb和二恶英浓度有明确的上限规定，但我国与欧盟标准相比还有很大距离。究其原因，除去政策、管理及国民环保意识因素外，主要有两个方面：一是技术因素，二是垃圾本身特性。
生活垃圾焚烧发电涉及环境、燃烧、控制、电气等诸多专业技术，发达国家起步早，研究投入力度大，技术较为成熟。通常认为，固体废弃物低位热值大于5000kJ/kg时，方可进行焚烧处理。为降低投资和运行成本，确保烟气含量达标，世界银行的固体废弃物焚烧投资指导中要求固体废弃物低位热值大于7000kJ/kg,且任何季节不低于6000kJ/kg。我国消费水平低，固体废弃物中水分、灰分等不可燃成分高，热值远低于发达国家，且因地域、季节不同而变化，一般城市生活固体废弃物低位热值在3350～5000kJ/kg范围内，而发达国家一般在7500～10450kJ/kg。
以洛带垃圾焚烧发电厂为例，该厂拥有国内外先进的设备和工艺，但烟气排放并未达到欧盟标准，除去技术和管理等因素外，垃圾特性对烟气成分的影响值得特别关注。因此，实际运行过程中，应密切注意一下几点：首先应通过烟气自动连续监测装置实时监控烟气流量、温度、压力、湿度、O2含量以及烟尘、HCL、HF、SOx、NOx、CO浓度，在线监测设施要设专人进行监管维护并与地方环保部门联网，由环保部门实时监控；二恶英类物质要定期请权威监测部门进行监测，确保烟气排放真正达标；其次实际运行过程中，还应高度关注焚烧炉燃烧状况，对炉内燃烧温度、CO、含氧量等实施监测，从而对二恶英类物质产生作出辅助判断，对设备故障及运行异常情况及时做出反应并处理。
4烟气污染控制对策
4.1抑制烟气污染物产生
选择何种垃圾焚烧炉型与垃圾特性密切相关。现阶段比较成熟的垃圾焚烧炉有机械炉排炉和循环流化床锅炉。
机械炉排炉有成熟的运行经验，其燃烧效率较高，垃圾减容效果较好，适宜于焚烧热值较高的垃圾，大中型城市的大型垃圾焚烧厂可选此炉型。但该炉型初投资大，且炉温受垃圾热值的变化波动较大，燃烧条件控制困难，燃烧过程中产生的二恶英难于保证完全分解，所以这类炉型必须配备完善的烟气净化设备。
流化床锅炉对垃圾的适应性好，负荷调节范围大，床内颗粒扰动剧烈，传热传质优良，为高水分低热值的垃圾燃料提供了极佳的燃烧条件，同时由于燃料在床内停留时间较长，使垃圾燃烧较为充分，减少了烟气污染物的产生，该炉型现已成为很多中型垃圾处理厂的首选。但是，流化床对入炉垃圾颗粒和质量要求严格，需必要的垃圾预处理，由于要稳定燃烧，常需要投加辅助燃料等，使运行费用增高。
要杜绝烟气污染物产生，控气型锅炉应运而生。按照控制燃烧理论，在中温厌氧状态下，垃圾分解成可燃性气体，然后在高温室可燃气体充分燃烧，再通过余热锅炉回收利用热量。1998年深圳市首次引进该类设备用于垃圾焚烧电厂。
该种焚烧炉，一燃室为垃圾热分解，温度控制在700℃以内，使垃圾在缺氧状态下缓慢分解，金属铜、铝、铁较难氧化，垃圾中的可燃成分分解的可燃气体引入二燃室燃烧；二燃室温度大于1000℃，烟气停留时间2s多，可保证有毒有害的气体完全焚烧，从而保证了二恶英的完全分解。二燃室是气体燃烧，避免了烟气中的残碳，控制了二恶英的生成环境。烟尘产生极少，所以不需设置庞大的除尘净化装置，即可满足烟气排放标准，除非含氯塑料太多才会发生HCl超标，这时，才需要加一套简单的碱洗装置。
控气型焚烧炉从原理上限制了二恶英产生的相关因素。据日本笠原公司最新报道，采用该焚烧炉，因其一燃室是还原气，所以SO2仅为9.5×10-6，NOx为6.1×10-6，NO2为9.5×10-6，二燃室是高温燃烧，CO接近为0，所以二恶英浓度一般维持在很低的水平。
控气型垃圾焚烧炉设计者为欧美人，此焚烧炉焚烧的是分类后的有机垃圾，生成CO等可燃气体多，发热量高，垃圾焚烧后的灰渣热灼减率达标，经济发达国家使用较为理想。在我国，实行生活垃圾分类的区域较少，垃圾成分较为复杂，含水量高，达不到700℃缺氧燃烧的要求，只好加大喷油量助燃，这样就增加了运行成本。国内目前只在小型垃圾处理厂示范使用。随着我国人民生活提高，垃圾分类制度完善，控气型焚烧炉在我国还是很有发展前景的。
改进焚烧炉、投加辅助燃料、提高一次风温度等都可使垃圾燃烧充分。为降低烟气污染，洛带垃圾焚烧发电厂一次进风温度从通常的220℃提高到280℃，将炉排由通常的10～11m加长至14.43m,并在炉排上特别设置“剪切刀”用于破碎大块垃圾和“捅火”。投加辅助燃料，可显著提高垃圾燃烧性能，但运行费用增加。2009年出台的可再生能源发电管理试行办法将生活垃圾掺烧辅助能源比例由质量比小于20%改为能量比小于20%，导致垃圾焚烧发电项目投资回报率大大降低。