天津泰达环保垃圾焚烧厂废气处理工艺设计

二、 设计气体质量及其排放的标准 （一） 设计流量 4000m3/h （二） 进气质量 垃圾焚烧厂的进气浓度

表2-1 进气质量

颗粒物氮氧化物二氧化硫 ）

氯化氢一氧化汞及其化合

物（mg/m3） 0.4

(mg/m3)

（mg/m3（mg/m3） （mg/m3） （mg/m3） 碳

处理前 4500

二恶英类(ngTEQ/m3)

处理前 3.0 （三） 出气浓度

铊、镉以及其的化合

物(mg/m3)

5

300

600

1000

50

铜、铅、锑、锰、铬、钴、镍及砷等及其的化合物(mg/m3)

10

处理程度执依照《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2014），具体排放如表2-2所示。

表2-2 出气浓度

颗粒物氮氧化物二氧化硫 ）

处理后 20

二恶英类(ngTEQ/m3)

处理前 3.0

铊、镉以及其的化合物(mg/m3)

5

铜、铅、锑、锰、铬、钴、镍及砷等及其的化合物(mg/m3)

10

） 250

） 80

氯化氢一氧化汞及其化合

物0.05

） 50

(mg/m3) （mg/m3） 50

（mg/m3（mg/m3（mg/m3（mg/m3碳

第二节 生活垃圾焚烧废气处理概况

生活垃圾焚烧废气是在垃圾焚烧中产生的废气，一种排放量大、种类多、排放比较集中的废气。其中含有多种污染物，其中包含酸性气体、颗粒物，重金属以及二恶英等物。焚烧的垃圾中包含发热量较低、含水率较高的废旧的电池、日光灯、电子设备、涂料以及温度计等。垃圾含燃烧后在废气中会包含镉、铅、铬、汞及其化合物等重金属。而含水率高，发热量低，导致燃烧补充分，或垃圾本身中就含有二恶英物质的，所以燃烧的废气中会包含有二恶英污染物。重金属气体与二恶英气体对人体健康危害最严重，长期接触过量的这些气体，会降低人类的免疫功能，会导致生殖以及遗传功能的改变、致癌和中毒。而废气中包含的 二氧化硫、氨、氢、氯化氢、氮氧化物以及粉尘不仅对人体的健康产生了威胁，还会对环境产生威胁。氢、氨会使空气中散发着恶臭，影响着空气质量。二氧化硫、氮氧化物、氯化氢、粉尘能降低大气的能见度，会出现酸雨，会损坏植物、建筑物，对环境有着较大的破坏。因此，采取必要措施来减少垃圾焚烧废气对人类与环境的影响是迫在眉睫的。

针对生活垃圾焚烧产生的烟气污染物中的重金属、二恶英、酸性气体及颗粒物等多种污染物，主要用下列方法去除[3]。 一、 烟气脱酸工艺的选择

烟气中的酸性气体净化工艺按照有无废水的产生分为干法、半干法及湿法三种处理工艺，每一种工艺都包含有各自的组合形式，也都包含有各自的优点及缺点[4]。

（一） 干法脱酸

干法脱酸就是在干性药剂在反应塔内或在进入除尘器之前的烟道内与酸性气体反应[5]。

干法脱酸大多选用的是消石灰(Ca(OH)2)药剂，让酸性气体与Ca(OH)2微粒表面直接的接触，会发生中和化学反应，产生了无害的中性盐颗粒，之后会经过除尘器，会把烟气中的粉尘、没有参加化学反应的药剂以及盐颗粒一起捕集下来，从而达到脱酸的目的。

干法脱酸的特点：

1、工艺流程简单，不需要再配置其它复杂的石灰浆的制备与分配系统，设备的出故障率较低，维护方便。

2、药剂的使用量较大，运行的费用较高。 3、脱酸效率相对湿法和半干法低些。

（二） 半干法脱酸

半干法脱酸时一般采用氢氧化钙(Ca(OH)2) 或氧化钙(CaO)为药剂，制备成Ca(OH)2浆液，在废气净化的流程工艺中一般放在除尘设备的前面，因为注入的石灰浆会在反应塔里形成大量的颗粒物，必须用除尘器来去除。由喷嘴或旋转喷雾器将Ca(OH)2浆液喷到反应器中，形成的粒径非常小的液滴。又由于水分挥发后会使废气的温度降低并提高废气的湿度，使酸性气体与石灰浆中和反应为盐颗粒，掉落到底部[4]。

在半干法中没有反应完全的石灰，会随着烟气进入下一阶段的除尘器，假若这个除尘设备是袋式除尘器，那么，没有反应的部分石灰会附在滤袋上，并会与通过滤袋的酸性气体发生进一步的反应，会提高脱酸效率，也会提高石灰浆的利用率。

半干法脱酸的特点：

1、 半干法反应塔的脱酸效率较高，HCI去除率可以超过90％，此外，对一般

的有机污染物与重金属的去除率也很好，若在后面的除尘器是袋式除尘器，那么重金属的去除效率可以到达99％以上。 2、 没有废水的排放，耗水量比湿式洗涤塔的少。 3、 工艺简单，投资和运行的费用相对比较低。 4、 石灰浆的制备系统比较复杂。 （三） 湿法脱酸

湿法脱酸选用的是与洗涤塔类似的形式，当废气进入洗涤塔后，会通过酸性气体与碱性浆液的充分接触，从而会得到很好的脱酸效果。洗涤塔应放在除尘器的后方，为了防止喷嘴被颗粒污染物堵塞而影响到正常的操作。与此同时，湿式洗涤塔一定不能放在袋式除尘器的前方，因为湿度比较高的烟气会导致颗粒物堵塞到滤布，气体最终不能通过滤布。而湿式洗涤塔产生的废水经过浓缩，污泥到达除尘器的前面时，会进入干燥塔来进行干燥，最终会以干态形式排出来。湿式洗涤塔一般使用NaOH碱浆，很少使用石灰（Ca(OH)2）浆液，为了避免结垢[5]。

湿法脱酸的特点：

1、 工艺复杂，配套的设备比较多。

2、 净化效率比较高，对HCl的脱除效率可以超过95％，对SO2的脱除也可超

过80％。

3、 产生包含有高浓度的无机氯盐和重金属的废水，需要经处理后才可以排

放。

4、 处理完的废气因为温度降低到露点以下，所有需要再加热，为了防止烟

囱在出口处形成白烟的现象，造成不良的景观。

二、 脱硝工艺的选择 （一） SNCR工艺

经过实验我们可发现，选择非催化还原法(SNCR)来去除氮氧化物的技术是在没有催化剂的前提下，把包含有NHx基的还原剂(如尿素、氨水或氨气等)喷入温度在800℃~1100℃区域内的炉膛，此时，还原剂会迅速地热分解为NH3及其它的副产物，紧接着，NH3会与烟气中的氮氧化物发生反应，从而而生成氮气和水。这个工艺的占地小，反应温度高，催化剂价格适中，反应后的N2排如空气，没有第二次污染，脱硝的效率达到40~80%左右。目前为止，我国数量不多的生活垃圾焚烧厂均采用SNCR技术来脱除烟气中的氮氧化物[6]。 （二） SNR工艺

选择性催化还原法脱硝技术是在催化剂作用下，烟气中喷入氨，将NOX 还原成N2和H2O。烟气脱硝效率≥80%，出口氨气排放量＜3ppm，完全达到国家标准，SO2转化为SO3的转化率＜1%，建设费用相对较高。 三、 颗粒的去除

袋式除尘器可去除二恶英、重金属及粒状等污染物的颗粒物。袋式除尘器一般包含几组密闭的集尘单元，其中包含几个经笼骨来支撑的滤袋。烟气经过袋式除尘器的下半部分进入，再由下往上开始流动，当包含尘的烟气经过滤袋时，颗粒状的污染物会被滤布来过滤，并且滤布上附着。袋式除尘的除尘效率很高，一般情况下在99%之上，除尘器的出口气体的含尘浓度一般在数十mg/m3之内，对亚微米粒径的细尘有较高的分级效率。袋式除尘的处理风量范围广，小的仅是1min数万m3，大的可以达到1min数万m3，可以用在工业炉窑上的烟气除尘，大气污染物排放会降低。维护操作比较方便，结构也很简单。在除尘效率相同的前提下，袋式除尘器的造价比电除尘器低。当采用P84、聚四氟乙烯及玻璃纤维等耐高温的滤料时，可以高温在200℃以上的情况下运行。对粉尘不敏感，不会受粉尘及其电阻的影响。GB 18485-2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》中明确规定出生活垃圾焚烧厂除尘设备必须采用的是布袋除尘器。 四、 重金属净化

生活垃圾焚烧产生的废气中具有挥发状态的重金属污染物，一部分会在温度降低时可以凝结成颗粒状、在飞灰的表面被吸附或凝结，就可以接着被布袋除尘器捕集去除。所以，生活垃圾焚烧厂的烟气净化工艺的温度越低，则重金属的去除效率越高。一些没有办法被吸附及其凝结的重金属氯化物，可以利用它易溶于水的特性，可以经过湿式洗气塔浆液把废气中的重金属吸收下来。

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