摘要:在调研国内外焚烧烟气PCDD/DFs污染控制技术的基础上,对适宜的技术及其经济性进行了分析,为有效控制垃圾焚烧的PCDD/DFs污染提供技术指导。
关键词:垃圾焚烧;二恶英类污染物;污染控制技术
中图分类号:X701.2 文献标识码:A 文章编号:1005-8206(2011)01-0001-03
1垃圾焚烧烟气污染控制工艺
生活垃圾焚烧烟气含有烟尘、酸性气体、重金属与PCDD/DFs4类污染物。围绕这4类污染物去除优化组合形成不同的烟气处理工艺。目前欧洲各国垃圾焚烧烟气典型组合工艺有:半干法-活性炭喷射-布袋除尘、选择性非催化还原-半干法-活性炭喷射-布袋除尘、半干法-活性炭喷射-布袋除尘-选择性催化还原、半干法-活性炭喷射-布袋除尘-湿法-选择性催化还原、半于法-活性炭喷射-布袋除尘-湿法-活性炭床、布袋除尘-湿法除酸(HCl)-湿法除酸(SO2)-布袋除尘[1]6种。国内大型生活垃圾焚烧厂基本上采用半干法-活性炭喷射-布袋除尘组合工艺,部分新建焚烧厂开始采用干法-活性炭喷射-布袋除尘工艺。工艺组合中的活性炭吸附、袋式除尘与选择性还原技术起到去除PCDD/DFs的作用。经验表明:要达到PCDD/DFs的浓度低于0.1ng-TEQ/m3,烟气处理系统需要设置活性炭吸附与布袋除尘2个单元[2]。
2垃圾焚烧烟气PCDD/DFs控制关键技术
2.1吸附剂脱除技术
吸附剂具有极大的比表面积,利用其吸附作用,脱除烟气中的PCDD/DFs。吸附剂脱除只是将PCDD/DFs吸附聚集而并未分解破坏,因此还必须对高浓度富含PCDD/DFs的飞灰进行后续处理。常见的吸附剂脱除技术有活性炭喷射技术、湿式洗涤吸附技术与吸附过滤技术。
2.1.1活性炭喷射技术
活性炭喷射以活性炭为吸附剂,通常与袋式除尘器配套使用,即在烟气(干式/半干式喷淋塔后)中喷入活性炭,两者强烈混合,活性炭吸附其中的PCDD/DFs等污染物质,再经由布袋除尘器的继续吸附与捕集分离,吸附污染物的活性炭从烟气中分离出来,每隔一定时间清除袋式除尘器上的飞灰,由此达到去除烟气中污染物的目的。
活性炭喷射吸附加袋式除尘,可以消除烟气中99%的PCDD/DFs,并且吸附牢固,是目前大型垃圾焚烧工艺中应用最多的技术。为保证烟气和活性炭在进入除尘器前得到较好的混合和吸附,需要采用专门的活性炭自动计量设备和喷入装置。不同类型的活性炭吸附效率不同,《生活垃圾焚烧技术导则(征求意见稿)》对活性炭特性提出了基本要求。美国的统计数据表明,PCDD/DFs排放应低于0.1ng-TEQ/m3,其去除率应高于95%,活性炭的投放量达到300~400mg/t(炉排炉),高投加量可能降低PCDD/DFs排放浓度[3]。但当活性炭停止喷射时,PCDD/DFs则会超标。
2.1.2湿式洗涤吸附技术
湿式洗涤器对于酸性污染物净化效率最高,但对PCDD/DFs去除并不十分有效,若在洗涤器中加入吸附剂则可有效降低烟气中PCDD/DFs排放水平,并可防止其在洗涤液中累积,满足严格的排放标准要求。
湿式洗涤吸附以树脂或活性炭为吸附剂。若进气PCDD/DFs为6~10ng-TEQ/m3,其去除率为60%~75%,没有吸附剂的湿式洗涤器去除率低于4%。经此处理后,PCDD/DFs通常不能达到0.1ng-TEQ/m3,需要与其它处理工艺一同使用。
2.1.3吸附过滤技术
吸附过滤技术是在布袋除尘器后端加设1个干式的吸附过滤系统,吸附剂为活性炭或焦炭等[4]。烟气穿过吸附料层,通过吸附和过滤作用将PCDD/DFs截留。吸附过滤系统对PCDD/DFs、NOx等污染物的去除率很高,几乎可将所有烟气排放成分降到检测限以下。
吸附过滤技术可采用固定床或移动床形式。在移动床工艺中,烟气通过1个移动的吸附料层,新鲜的活性炭从料层顶部加入,吸附污染物的活性炭从料层底部连续或间歇地排出。在固定床工艺中,烟气通过1个固定的吸附料层,吸附一段时间后,整个料层的吸附剂均被替换。该种技术设备投资成本较高,而且因其过滤速度慢、体积大,若床内设计不好会导致温度过高,吸附料层可能有自燃或尘燃的危险。目前国内还未见应用。
2.2袋式除尘技术
袋式除尘与活性炭喷射联合应用具有PCDD/DFs脱除作用。烟气在进入除尘器前被喷入活性炭吸附,未被吸附的PCDD/DFs在通过滤袋的过程中,被粉尘层中的活性炭吸附而得以净化。
2.2.1普通袋式除尘
袋式除尘可截留烟气中的固体颗粒与事先喷入的活性炭。袋式除尘器运行温度是PCDD/DFs脱除的重要影响因素,一般在200℃以下(通常120~150℃)有效,若高于200℃,可导致PCDD/DFs再合成。
袋式除尘器对滤袋材质要求较高,要求其耐受高温、耐化学腐蚀并且不易发生堵塞破损等物理损伤。常用的普通袋式除尘滤袋材质主要有聚苯硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亚胺(P84)和玻璃纤维。滤袋的选择应根据炉型、垃圾特性、烟气成分以及性价比等综合因素来决定。PTFE是国内焚烧厂常使用的材料。
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2021-07-02
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