垃圾焚烧厂有害气体怎么处理（垃圾焚烧过程中的烟气污染及其控制）

导读：在焚烧法被广泛应用于处理城市生活垃圾的同时, 焚烧过程中形成的二次污染也越来越受到关注。垃圾焚烧污染物存在形式及数量与焚烧条件和净化系统密切相关。文章中我们介绍了垃圾焚烧中酸性气体、重金属、二恶英等烟气污染物的形成和危害, 并提出了对各类污染物生成和排放的控制措施。

1.背景描述：

城市生活垃圾的基本处理方式有填埋、焚烧和堆肥。其中, 焚烧法可使垃圾减容90% , 减量75%, 可以杀死所有的病原微生物和寄生虫卵, 产生的热能可以回收利用,能够最大限度地实现生活垃圾的减量化、无害化、资源化,而且占用土地资源最少。焚烧法对于持续、稳定、安全、可靠地消纳大量的城市生活垃圾, 改善城市人居环境, 保障城市经济可持续发展, 起着非常重要作用。

但由于资金、技术等存在局限性, 在过去一段时间投运的多数焚烧厂只偏重于垃圾焚烧, 未配套热能利用及符合环保要求的污染净化设施, 从而形成了二次污染, 这包括垃圾废气、灰渣、废水、噪声污染等, 尤其是烟气排放的污染非常突出。

随着大气污染问题越来越受到人们重视，越来越多垃圾焚烧厂的建设运行, 二次污染的控制成为整个垃圾焚烧系统中必不可少的组成部分。

2．垃圾焚烧烟气污染物的形成和危害

垃圾焚烧烟气污染物以气态或固态形式存在, 一般分为四类: 酸性气态污染物、不完全燃烧的产物、颗粒污染物和重金属污染物。

2. 1 酸性气体

焚烧烟气中的酸性气体主要由SOX（硫氧化物） 、NOX（氮氧化物）、HCl、HF 组成。

① SOX 主要是含硫化合物焚烧时氧化所致, 大部分为SO2（二氧化硫）。

② NOX 包括NO、NO2、N2O3等, 主要由垃圾中含氮化合物分解转换或由空气中的氮在燃烧过程中高温氧化生成。

③ HCl大家可能比较陌生，但是HCL的水溶液很多人可能听过，就是盐酸。HCl来源于垃圾中的有机氯化物和无机氯化物: ( 1) 含氯有机物如PVC 塑料、橡胶、皮革等高温燃烧时分解生成HCl; ( 2) 大量的无机氯化物。

④ HF 由含氟塑料燃烧产生。

各类酸性气体中, 以HCl 的生成量最多, 危害最大。HCl 对人体的危害很大, 能腐蚀皮肤和粘膜, 导致我们声音嘶哑, 鼻粘膜溃疡, 眼角膜混浊, 咳嗽直至咯血, 严重者出现肺水肿以至死亡。对于植物,HCl 会导致叶子褪绿, 进而出现变黄、棕、红至黑色的坏死现象。焚烧产生的酸性气体除污染环境外, 还会对我们的焚烧设备产生低温腐蚀。

2. 2 微量有机化合物

主要是垃圾中的氯、碳水化合物等，在特殊温度场和特殊触媒作用下反应生成的微量有机化合物, 如多环芳烃( PAHs) 、多氯联苯( PCBs) 、甲醛、二恶英( PCDD) 及呋喃( PCDF) 等，其中二恶英表现最为严重。

联合国环境规划署在20 世纪末公布的报告中指出, 垃圾焚烧是二恶英的最大来源。估计在全球范围内, 由垃圾焚烧炉排放出的二恶英约占总排放量的10%~40%。

二恶英主要通过这两种方式形成:

( 1) 携带着过渡金属元素和有机氯化合物的垃圾在焚烧炉内高温分解后, 能够产生分子氯和氯游离基以及各种二恶英的前驱物, 它们通过分子重排、自由基缩合、脱氯或其它分子反应等过程形成二恶英;

( 2) 由于燃烧不充分,烟气中存在过多的未燃烬物质, 如残碳, 并与适量的触媒物质, 主要是过渡金属, 特别是铜, 在300~ 500℃的温度环境下, 使高温燃烧中已经分解的二恶英重新生成。

2. 3 重金属

燃烧后烟气中的金属化合物一般是垃圾中的金属氧化物和盐类物质导致。

这些金属来源于垃圾中的油漆、电池、灯管、化学溶剂、废油、油墨等, 其中含有汞、镉、铅等一些微量有害元素。

重金属在焚烧过程中不能被生成和破坏,它们将发生迁移和转化, 最后几乎以相同的数量排入环境, 最终通过大气、饮水、食物等渠道又被我们人体所摄取而造成危害。

2. 4 烟尘

主要说的是烟气中夹带的不可燃物质和没有经过充分燃烧的碳颗粒等。

3 垃圾焚烧烟气污染控制

3. 1 垃圾的收集与预处理

危险废物不能够进入生活垃圾焚烧厂进行处理, 因此应积极开展垃圾分类收集, 建立独立系统, 收集、运输和处理废电池、日光灯管、杀虫剂容器等, 通过分类收集或预分拣控制生活垃圾中氯和重金属含量高的有害物质进入垃圾焚烧厂。

3. 2 控制烟气污染物的产生

可以根据一些污染物质特性，控制垃圾焚烧的条件，燃烧处于相对良好的状态，这样的话就可以减少有害物质的生成。

（1）衡量垃圾是否充分燃烧的指标之一是烟气中CO 的浓度, CO 浓度越低说明燃烧越充分。我们可以运用合适的炉膛和炉排结构, 使垃圾在焚烧炉种得以充分燃烧。

（2） 控制焚烧炉内烟气出口温度不低于850℃ , 烟气在炉膛及二次燃烧室内的停留时间不小于2s, O2 的浓度不少于6%, 并合理控制助燃空气的风量、温度和注入位置。

（3）在炉内喷入固硫固氯剂CaCO3 或CaO, 可降低氯化物和硫化物对高温受热面的高温腐蚀及对大气的二次污染。

（4）由于NOX （氮氧化物）在高温充分氧化的条件下更易生成, 与减少二恶英的控制条件矛盾,我们可以借鉴国外的方法，在烟气处理系统中增加脱硝装置。

3. 3 烟气净化处理

可以分两步走:

第一步脱酸, 除去酸性气体;

第二步除尘, 收集颗粒物、重金属和二恶英类有机物。

（1） 除尘。除尘器是烟气净化系统的末端设备。

（2）二恶英类和重金属污染物的去除

为提高烟气中二恶英类和重金属污染物的去除率, 我们一般运用这两种方式 :

① 减少烟气在200~ 350 摄氏度温度域的停留时间, 有利于减少二恶英类污染物再次生成。

② 在喷雾反应塔和除尘器之间, 通过混粉器在烟气中喷入活性炭或多孔性吸附剂, 可吸附二恶英类和重金属污染物, 再用布袋除尘器捕集。

（3） 酸性气体的去除。酸性气体HCl、SOx、HF 通常利用Ca( OH) 2、NaOH 等碱性物质采用湿法、干法或半干法中和吸收去除。其中, 湿法技术效率高, 可达97% 以上, 但有大量污水排出, 造成再次污染。干法技术无污水排放, 但脱除效率仅达60%~ 70%。半干法技术有较高的脱除效率( 可达90%左右) ,药品用量少, 且无污水排放, 因此为烟气脱酸的主要适用技术。

（4）脱硝。在烟气处理系统中加入脱硝装置，去除氮氧化物。

（5）灰渣处理。除尘设备收集的焚烧飞灰与垃圾焚烧炉渣应分别收集、贮存和运输。飞灰中含有大量重金属和有机类污染物是危险废物，飞灰需要按照危险废物处理。炉渣中重金属浓度非常低, 我们可以认为基本上没有什么毒性,可以填埋或者作为路基材料使用。

4 结语

焚烧不可避免带来二次污染, 尤其是由飞灰、酸性气体、二恶英、重金属等组成的焚烧烟气的污染。垃圾焚烧烟气二次污染的防治是垃圾焚烧系统不可缺少的组成部分。

小编简单总结一下，应对二次污染问题，我们首先应做好城市垃圾的分拣和预处理, 减少有害物质如含氯物质和重金属进入垃圾垃圾焚烧炉，目前也看到垃圾分类回收在全国各试点城市正如火如荼开展。

其次在焚烧中严格控制燃烧条件, 使垃圾得以充分燃烧, 可以大大降低有毒有害物质的产生量。

最后我们采用适当的烟气净化处理技术, 对污染物的排放实现了有效的控制。

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