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垃圾焚烧污染物的处理
RSS 打印 复制链接 发布时间:2018-01-16 15:18:58

     摘要:垃圾焚烧发电工程在我国正在兴起, 但垃圾焚烧尾气处理形式各异, 要采取有效的措施来进行尾气处理, 避免造成二次污染。本文首先介绍了垃圾焚烧污染物的危害,然后探讨了垃圾焚烧污染物的控制处理技术。 

  关键词:垃圾焚烧,污染物,处理。 

  中图分类号: E835.7 文献标识码: A 文章编号: 

  一、垃圾焚烧污染物的危害 

  伴随垃圾焚烧产生的烟气和灰渣中排放的有害物质, 对环境造成了日益严重的污染, 必须及时有效的加以控制。由于垃圾成分复杂, 垃圾焚烧二次污染物主要为烟尘、NOx、酸性气体( HCl、HF和SO2) 、CO、重金属尘粒( Pb、Cd、Hg ) 和二噁英( PCDDs、PCDFs) 。其危害主要表现: 酸性气体(HCl、HF 和SO2) 对人体的危害很大, 能导致植物坏死, 同时对余热锅炉过热器产生高温腐蚀和尾部受热面产生低温腐蚀; NOx 对人体和动物的各组织都有损害, 浓度达到一定程度会造成人和动物死亡, 危害人类的生存环境; SO2 对人体影响是呼吸系统, 严重可引起肺气肿, 甚至死亡;垃圾焚烧产生的细颗粒中含有的重金属元素,在这些污染物中含有致癌、致突变、致畸化合物;二噁英有剧毒, 易溶于脂肪, 易在生物体内积聚, 能引起皮肤痤疮、头痛、失聪、忧郁、失眠等症状, 即使很微量的情况下, 长期摄取也会引起癌症、畸形等。 

  二、垃圾焚烧污染物处理技术 

  1、 从源头控制二次污染 

  对垃圾焚烧产生的二次污染,要进行全方位的控制,首先对垃圾进行分类收集,加强资源回收利用,分选除去垃圾中的含氯成分高的物质(如P V C 塑料等)及金属催化剂。 

  垃圾储仓全密封,在垃圾卸料口装电动卷帘门,加装气幕封闭,用风机将储仓内抽成负压,把抽出的气体送到锅炉中助燃、脱臭。垃圾渗沥水收集到污水坑内,用泵打到炉膛内焚烧裂解。 

  2 、炉内燃烧控制技术 

  在垃圾焚烧发电生产过程中污染物的产生,因燃烧方式不同也各不相同。各种形式的炉排焚烧炉因其燃烧条件的限制,对污染物的炉内脱除及控制难于实施。而且目前我国城市生活垃圾水分高、热值低,炉排炉焚烧需要加油助燃,运行成本高,很难向大型化发展。而循环流化床燃烧技术具有适应热值低,成分复杂多变的燃料,燃烧充分,污染排放低等优点,不仅是煤的清洁燃烧技术的首选,也是我国生活垃圾焚烧的较好选择,尤其在污染控制方面,流化床同时解决了充分燃烧与污染物脱除问题。 

  循环流化床垃圾焚烧炉采用石英砂作热载体,蓄热量大,燃烧稳定性好,燃烧温度均匀并控制在850~950℃之间,过量空气系数小,NOX 生成量非常低(NOX 在燃烧温度大于1300℃时才会大量生成);同时能在炉内控制二噁英的生成,垃圾焚烧时二噁英产生的条件为燃烧不稳定,炉膛温度不均匀且小于700℃,伴有催化作用的物品。而流化床燃烧温度可均匀控制在850℃以上,烟气在炉内停留3 ~5 秒钟。掺煤燃烧不仅能提高燃烧的稳定性,而且煤燃烧产生的SO 2 对二噁英的产生有抑制作用;在炉内加石灰石可有效脱硫,在Ca/S 比为1∶2 时,脱硫率大于85%。循环流化床焚烧垃圾燃烧充分,垃圾中有机物100% 烧掉,焚烧后垃圾减量70%,减容90%,灰渣无毒性,无臭味,可直接填埋或作铺路等用。由于有效减少90% 以上的垃圾填埋量,可大大延长垃圾填埋场的使用年限。 

  3 尾气处理技术 

  由于垃圾焚烧后烟气中含有多种有害物质,采用常规锅炉的脱硫除尘技术不能做到达标排放的要求。因此必须采用复合式的处理技术。 

  (1)、粉尘的处理 

  目前应用最广泛的是静电除尘器和布袋除尘器。一般循环流化床锅炉配备静电除尘器即达到烟尘排放要求。垃圾焚烧循环流化床锅炉单以除尘来讲,配备静电除尘器或布袋除尘器都能满足要求,除尘效率电除尘器能达到99%,布袋除尘器大于99% ,都能去除小于1mm 的细小粉尘。但对重金属物质,静电除尘器的去除效果较差,因为尾气进入静电除尘器时的温度较高,重金属物质无法充分凝结,且重金属物质与飞灰间的接触时间不足,无法充分发挥飞灰的吸附作用。当布袋除尘器与半干式洗气塔合并使用时,未完全反应的C a(OH)2 粉尘附着于滤袋上,当废气经过时因增加表面接触机会,可提高废气中酸性气体的去除效率。同时布袋除尘器要求运行温度较低(250℃以下),使烟气中的重金属及其氯有机化合物(P C B D s /P C B F s)达到饱和凝结成细颗粒而被滤布吸附去除。在除尘器前边的烟道加入一定量的活性炭粉末,它对重金属离子和二噁英有很好的吸附作用,进一步脱除烟气中重金属物质和二噁英。 

  (2)、尾气中酸性气体的处理 

  对垃圾焚烧尾气中的SO2、HCl 等酸性气体的处理方法,有干式、半干式及湿式洗气技术。其净化原理通常采用碱性固体粉末CaO 或石灰浆Ca(OH)2 与酸性气体中和反应,生成硫酸钙或氯化钙的固体物。 

  干式洗气法用压缩空气将石灰粉末直接喷入烟道或烟道上某段反应器内,使碱性粉末与酸性废气充分接触和反应,从而达到中和废气中的酸性气体并加以去除。此种处理方法投资省,操作维护费用低,耗水耗电少,但药剂消耗量大,去除效率较低。 

  湿式洗气法是建造填料吸收塔,在塔内烟气与碱性溶液对流,不断地在填料空隙及表面接触及反应,使尾气中的酸性气体被吸收并去除。湿式洗气塔的最大优点是去除效率高,对SOX 及HCl 去除效率在90% 以上,并对高挥发性重金属物质(如汞)亦有去除能力。但缺点为投资高,耗水耗电量大,产生的废水需要进行处理。 

  半干式洗气法、普通半干法洗气塔是一个喷雾干燥装置,利用雾化器将熟石灰浆从塔顶或底部喷入塔内,烟气与石灰浆同向或逆向流动并充分接触产生中和作用。由于液滴直径小表面积大,不仅使气液充分接触,同时水分在塔内能完全蒸发,不产生废水。本法的特点是结合了干法和湿法的优点,较干法消耗石灰量少,较湿法耗水量低,同时免除了过多废水的产生,脱除效率高。但是此法制浆系统复杂,反应塔内壁容易粘结,喷嘴能耗高。近年来研究发展的M H G T技术就是在此基础上开发的能治理多种有毒废气的先进的循环半干法技术。M H G T 工艺的基本原理是利用干反应剂CaO 或熟石灰粉Ca(OH)2 吸收烟气中的SO2、HCl、SO3,利用高活性炭吸附烟气中微量二噁英及重金属物质。M H G T 工艺取消了制浆系统,实行C a O 的消化及循环增湿一体化设计,不仅解决了单独消化时出现的漏风、堵管问题,而且消化时产生的蒸汽进入反应器,增加了反应环境的相对湿度,对反应有利。该工艺实行反应灰多次循环,使脱硫剂的利用率提高到95% 以上,整个装置结构紧凑,占用空间小,运行稳定可靠,投资省,运行成本低;且无污水产生,终产物适用于气力输送;对SO2 吸收率高,对HCl、SO3 等的吸收率更高。与布袋除尘器配合,对二噁英及重金属具有极高的去除率。 

  三、结论 

  垃圾焚烧发电产生的二次污染是人们共同关注的问题,特别是焚烧中产生的二噁英处理更是世界范围内研究解决的课题。对尾气的处理净化是关系到垃圾能否资源化利用的关键所在。垃圾焚烧发电二次污染的控制必须采取全方位的措施,即从垃圾来源去除生成源和催化剂,加大力度控制燃烧过程中二噁英等的产生,最后对锅炉尾部烟气实施有效的处理净化,使其达标排放。 

  参考文献: 

  [1] 汪玉林.垃圾发电技术及工程实例[M] .北京: 化学工业出版社, 2003. 

  [2] 东大院热电所.无锡益多环保垃圾焚烧热电厂设计资料[J] .南京: 东大院热电所, 2000. 

  [3] 吴晓, 张宝珍.二噁英与垃圾焚烧[J] .成都: 成都热电公司, 2001. 

  [4] 张金成, 等. 垃圾焚烧二次污染形成与控制机理[J] . 工程与技术, 2001, ( 5) 

  [5] 冯立斌, 等. 城市生活垃圾焚烧中的气体污染与防治[J] . 环境保护, 1999, ( 2

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