固體廢物的焚燒處理技術(shù)及煙氣控制

1、固體廢物的焚燒處理技術(shù)及煙氣控制固體廢物的焚燒處理技術(shù)及煙氣控制環(huán)境學(xué)院環(huán)境學(xué)院0808給排給排郭天滿郭天滿200830730065200830730065我認(rèn)為番禺可以建設(shè)垃圾焚燒發(fā)電廠。只要加強(qiáng)二次污染的控制和做好預(yù)處理，就能有效減少垃圾焚燒造成的污染。城市生活垃圾的基本處理方式有填埋、焚燒和堆肥。其中，焚燒法可使垃圾減容9o％，減量75％，可以殺死所有的病原微生物和寄生蟲(chóng)卵，產(chǎn)生的熱能可以回收利用，能夠最大限度地實(shí)現(xiàn)生活垃圾的減量

2、化、害化、資源化，而且占用土地資源最少。焚燒法對(duì)于持續(xù)、穩(wěn)定、安全、可靠地消納大量的城市生活垃圾，改善城市人居環(huán)境，保障城市經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，無(wú)疑起著重要作用。門(mén)前，我國(guó)一些大中城市用地非常緊張，而城市生活垃圾的熱值往往達(dá)到4000～6000kJ／kg[，這為垃圾的焚燒處理提供了條件，不少城市已經(jīng)建立或者正在興建垃圾焚燒廠。生活垃圾焚燒處理的目的是治理城市生活垃圾污染，但由于資金、技術(shù)等局限，多數(shù)焚燒廠只偏重于垃圾焚燒，未配套熱能利用及符

3、合環(huán)保要求的污染凈化設(shè)施從而形成二次污染，這包括垃圾焚燒后排放的廢氣、燃燒后的灰渣、工藝處理后的廢水及惡臭、噪聲污染等，尤其是煙氣排放的污染。2001年，國(guó)家環(huán)?？偩衷鴮?duì)全國(guó)生活垃圾處理處置設(shè)施的污染物排放情況進(jìn)行有關(guān)調(diào)查及集中監(jiān)測(cè)。根據(jù)調(diào)查，到2001年，全國(guó)329個(gè)城市中，已有垃圾焚燒處理廠20個(gè)，占垃圾處理量的61％。對(duì)l7個(gè)垃圾焚燒廠進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其中有l(wèi)2個(gè)廠所排放煙氣中的部分指標(biāo)不同程度的超過(guò)國(guó)家控制標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)7個(gè)有代表性的垃圾焚

4、燒廠所排煙氣中的二惡英類污染物的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，有4個(gè)焚燒廠超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值，超標(biāo)率為571％，超標(biāo)倍數(shù)達(dá)54～99倍以上。隨著越來(lái)越多垃圾焚燒廠的建成運(yùn)行，二次污染的控制成為整個(gè)垃圾焚燒系統(tǒng)中必不可少的組成部分。垃圾焚燒煙氣污染物以氣態(tài)或固態(tài)形式存在，一般分為四類：酸性氣態(tài)污染物、不完全燃燒的產(chǎn)物、顆粒污染物和重金屬污染物。以處理能力450t／d的大型垃圾焚燒爐為例，額定工況下正常運(yùn)行，其配套的余熱鍋爐出口處煙氣流量約(80000～10

5、0000)Nm3／h，溫度約190～240~2。主要有以下幾種污染物。一、酸性氣體焚燒煙氣中的酸性氣體主要由SOx、NOx、HC1、IW組成，均來(lái)源于相應(yīng)垃圾組分的燃燒。SOx由含硫化合物焚燒時(shí)氧化所致，大部分為SO2。NOx包括NO、N02等，主要由垃圾中含氮化合物分解轉(zhuǎn)換或由空氣中的氮在燃燒過(guò)程中高溫氧化生成。各類酸性氣體中，以HCI的生成量最多，危害最大。常溫下，HC1為無(wú)色氣體，有刺激性氣味，極易溶于水而形成鹽酸。HC1對(duì)人體的

6、危害很大，能腐蝕皮膚和粘膜，致使聲音嘶啞，鼻粘膜潰瘍，眼角膜混濁，咳嗽直至咯血，嚴(yán)重者出現(xiàn)肺水腫以至死亡。對(duì)于植物，HC1會(huì)導(dǎo)致葉子褪綠，進(jìn)而出現(xiàn)變黃、棕、紅至黑色的壞死現(xiàn)象。焚燒產(chǎn)生的酸性氣體除污染環(huán)境外，還會(huì)對(duì)焚燒爐膛及其配套的熱能回收鍋爐造成過(guò)熱器高溫腐蝕和尾部受熱面的低溫腐蝕。二、微量有機(jī)化合物主要是垃圾中的氯、碳水化合物等在特殊溫度場(chǎng)和特殊觸媒作用下反應(yīng)生成的微量有機(jī)化合物，如多環(huán)芳烴(PAHs)、多氯聯(lián)苯(PCBs)、甲醛、

7、二惡英(PCDD)及呋喃(PCDF)等。聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署于20世紀(jì)末公布的報(bào)告《焚化爐與人類健康》中指出，垃圾焚燒是二惡英的最大來(lái)源。估計(jì)在全球范圍內(nèi)，由垃圾焚燒爐排放出的二惡英約占總排放量的10％～40％。二惡英、呋喃等有機(jī)化合物在常溫下穩(wěn)定，難溶于水，易溶于脂肪并在生物體內(nèi)積累，不僅具有致癌性，還具有生殖毒性、內(nèi)分泌毒性和免疫抑制作用。其中2，3，7，8一一步脫酸，除去酸性氣體；第二步除塵，收集顆粒物、重金屬和二惡英類有機(jī)物。1）除

8、塵除塵器是煙氣凈化系統(tǒng)的末端設(shè)備。靜電除塵對(duì)煙氣中細(xì)小顆粒的收集不如袋式除塵效果好，且其最佳工作溫度是二惡英合成的最佳溫度，國(guó)標(biāo)GB18485—2001中規(guī)定生活垃圾焚燒爐除塵裝置必須采用袋式除塵器。袋式除塵器不僅收捕一般顆粒物，而且能收除揮發(fā)性重金屬或其氯化物、硫酸鹽或氧化物凝結(jié)成直徑≤05tma的氣溶膠，還能收除吸附在灰分或活性炭顆粒上的二惡英等有機(jī)類污染物。袋式除塵系統(tǒng)中的布袋是由玻璃纖維制成濾布，對(duì)尾氣進(jìn)行過(guò)濾，達(dá)到除塵及吸附二

9、惡英的目的。煙塵顆粒在濾布表面堆積形成致密的薄層，因此布袋式除塵器對(duì)粉塵去除率一般都很高。受布袋玻璃纖維的耐熱強(qiáng)度限制，尾氣溫度一般須控制在250t2左右，低于二惡英的再合成溫度。2）二惡英類和重金屬污染物的去除二惡英及重金屬在飛灰和爐渣中的比例差別很大。由于飛灰的比表面積很大，對(duì)二惡英有很強(qiáng)的吸附作用，導(dǎo)致飛灰中二惡英濃度很高，通常占焚燒過(guò)程二惡英總排放量的70％左右J。而大部分的重金屬(70％)都仍留存：爐渣中，僅Hg和Cd在高溫下

10、揮發(fā)，進(jìn)入飛灰中或小部分隨焚燒煙氣排放8。為提高煙氣中二惡英類和重金屬污染物的去除率，可以采取以下方法L9J：(1)減少煙氣在200—350℃溫度域的停留時(shí)間，有利于減少二惡英類污染物再次生成，控制除塵器人口煙氣溫度低于200t2，有利于有機(jī)類及重金屬污染物的脫除，即在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中采用“溫度控制”；(2)在噴霧反應(yīng)塔和除塵器之間，通過(guò)混粉器在煙氣中噴人活性炭或多孔性吸附劑，可吸附二惡英類和重金屬污物，再用布袋除塵器捕集。3）酸性氣體的去

11、除酸性氣體HCI、SOx、IIF通常利用Ca(OH)2、NaOH等堿性物質(zhì)采用濕法、干法或半干法中和吸收去除。其中，濕法技術(shù)效率高，可達(dá)97％以上，但有大量污水排出，造成再次污染。干法技術(shù)無(wú)污水排放，但脫除效率僅達(dá)60％一70％。半干法技術(shù)有較高的脫除效率(可達(dá)90％左右)，藥品用量少，且無(wú)污水排放，因此為煙氣脫酸的主要適用技術(shù)。半干法脫酸裝置包括給料系統(tǒng)、混合系統(tǒng)和反應(yīng)系統(tǒng)，一般設(shè)置在除塵器之前。脫酸劑CaO在給料系統(tǒng)制成粉狀Ca(O

12、H)2，再進(jìn)入混合系統(tǒng)與煙氣、少量的水充分混合，最后以噴霧狀進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)。HC1、$Ox、HF等酸性成分被吸收，生成中性、干燥的細(xì)小固體顆粒，隨煙氣進(jìn)入下一步凈化系統(tǒng)。主要反應(yīng)有：2HC1Ca(OH)2=CatCl22H20，S02Ca(OH)2=caso3H2O半干法工藝要充分考慮固體物質(zhì)的干燥問(wèn)題，防止固體物質(zhì)在收集時(shí)發(fā)生堵塞與粘附。4）脫硝常采用氨接觸還原法來(lái)控制NOx的排放。起還原作用的氨水與煙氣中的NOx反應(yīng)，在充當(dāng)催化劑的活

13、性炭的作用下，NOx被還原為無(wú)害的氮?dú)夂退?。NOx的排放量可減少90％以上，脫硝效果好?；瘜W(xué)反應(yīng)如下：4NO4NH30：=4N26H2O，6No25）灰渣處理除塵設(shè)備收集的焚燒飛灰與垃圾焚燒爐渣應(yīng)分別收集、貯存和運(yùn)輸。飛灰按危險(xiǎn)廢物處理，而爐渣按一般固體廢物處理。除塵器收集下來(lái)的飛灰，經(jīng)過(guò)調(diào)濕后送至灰斗貯存，再送出填埋。由于飛灰中含有大量重金屬及有機(jī)類污染物是危險(xiǎn)廢物，填埋前必須先進(jìn)行固化處理或穩(wěn)定化處理。爐渣中重金屬濃度非常低，可以認(rèn)