垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣污染控制及防治對策簡析

陳林生

摘要：垃圾焚燒發(fā)電廠通過對各種生活垃圾進(jìn)行焚燒處理，既減少了生活垃圾對環(huán)境的污染，也生產(chǎn)了豐富的電力資源，是一種非常節(jié)能環(huán)保的生活垃圾處理方式，但是在進(jìn)行垃圾焚燒的過程中，如果不能對所產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行正確有效的處理，很容易引起嚴(yán)重的二次污染。文章在分析垃圾焚燒發(fā)電原理的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出了相應(yīng)的防治措施。

關(guān)鍵詞：垃圾焚燒發(fā)電廠；煙氣污染；污染控制；防治措施；生活垃圾；環(huán)境污染 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：X773 文章編號：1009-2374（2017）11-0151-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.077

垃圾焚燒發(fā)電廠往往面臨著煙氣污染問題，焚燒垃圾會產(chǎn)生SO2、HCl等酸性氣體及重金屬、二噁英等劇毒的污染氣體，不僅會破壞生態(tài)環(huán)境，還會對人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重危害。當(dāng)前，垃圾焚燒發(fā)電廠的煙氣污染問題還沒有完全徹底有效的解決措施，這使得社會各界目前對垃圾焚燒發(fā)電的方式還沒有予以足夠的認(rèn)可與支持。本文針對垃圾焚燒發(fā)電廠的工作原理進(jìn)行分析，對煙氣污染問題進(jìn)行了進(jìn)一步的解讀。

1 垃圾焚燒爐控制問題

垃圾焚燒過程是煙氣污染問題產(chǎn)生的主要階段，在垃圾焚燒的過程中對污染氣體的控制是非常重要的。垃圾在焚燒爐內(nèi)焚燒時所產(chǎn)生的二噁英、酸性氣體和重金屬物質(zhì)等，會引起焚燒爐內(nèi)壁的腐蝕，加速焚燒爐的損壞。因此，為了減少焚燒煙氣對焚燒爐的腐蝕，在垃圾焚燒前應(yīng)該在垃圾上噴灑一層石灰以及在焚燒爐內(nèi)部涂上CaO防護(hù)膜，以減少高溫條件下酸性氣體的腐蝕作用。同時，考慮到二噁英的化學(xué)性質(zhì)，應(yīng)該選擇性能良好的爐排爐或循環(huán)流化床焚燒爐，并在垃圾燃燒的過程中出現(xiàn)燃燒工況惡化時加入煤或天然氣保證燃燒工況良好進(jìn)行。在焚燒爐內(nèi)溫度達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)之后，垃圾能夠進(jìn)行充分燃燒有效減少二噁英的產(chǎn)生，并且通過保證污染煙氣在焚燒爐內(nèi)能夠停滯至少3秒鐘，可以保證焚燒過程中產(chǎn)生的二噁英能夠得到充分降解，然后再進(jìn)行燃?xì)獾呐欧?，這樣能夠極大減少焚燒煙氣中二噁英的含量。在重金屬物質(zhì)的控制方面，要注重控制焚燒爐中的排氣裝置，把握好氧氣的供給量，保證有氧燃燒充分，這樣可以有效地減少金屬氧化物的產(chǎn)生，相應(yīng)的酸性氣體的產(chǎn)生也會大大減少。

2 抑制煙氣污染物的產(chǎn)生

要想做好垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣污染的治理問題，無非要從兩個方面入手：一方面改進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，減少煙氣污染物的生成；另一方面就是要加大治理措施，有效治理煙氣的污染問題。在抑制煙氣污染物的產(chǎn)生方面，要注重的是做好垃圾焚燒爐的選擇和燃燒調(diào)整管理工作。

首先，在垃圾焚燒爐的選擇方面，我國目前應(yīng)用最為廣泛的焚燒爐主要有兩種，分別是機(jī)械爐排爐和循環(huán)流化床鍋爐。當(dāng)前，機(jī)械爐排爐相關(guān)的技術(shù)和實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)都比較成熟和完備，相比其他焚燒爐而言具備更高的燃燒效率，滿足焚燒熱值比較大的垃圾焚燒發(fā)電廠的需求。同時也因?yàn)榫邆淞己玫臏p容效果，機(jī)械爐排爐在一些大型的垃圾焚燒發(fā)電廠中使用得比較廣泛。但是這一焚燒爐也存在一定的缺陷，因其規(guī)模比較大并且技術(shù)要求比較高，在施工前期的資本投入比較大，會給垃圾焚燒發(fā)電單位帶來比較大的經(jīng)濟(jì)壓力。同時，在垃圾焚燒的過程中工作人員難以進(jìn)行有效的干預(yù)，難以對垃圾焚燒的條件進(jìn)行有效的控制，進(jìn)而使得一旦焚燒爐內(nèi)垃圾的熱值發(fā)生了變化，焚燒爐的溫度也會隨之發(fā)生變化，且變化的幅度比較大，這就使得二噁英分解的充分性得不到有效的保證。在這種情況下，發(fā)電單位為了保證煙氣污染問題的治理情況，必須配以完善的煙氣凈化措施。相比之下，循環(huán)流化床焚燒爐具備更好的適應(yīng)性。循環(huán)流化床焚燒的調(diào)節(jié)區(qū)間比較大，流化床內(nèi)的顆粒擾動比較劇烈，傳熱的效果優(yōu)良，這樣有利于低熱值高水分垃圾的充分燃燒。同時，通過延長垃圾在循環(huán)流化床內(nèi)停留的時間，可以實(shí)現(xiàn)垃圾的充分燃燒，進(jìn)而有效減少污染煙氣的形成。但是，循環(huán)流化床對顆粒的要求比較高，并且要求工作人員要嚴(yán)格控制入爐垃圾的質(zhì)量，不僅要對入爐垃圾進(jìn)行一定的預(yù)處理，使之更加符合充分燃燒的條件，還要根據(jù)不同垃圾的性狀和發(fā)電單位所追求的焚燒環(huán)保目標(biāo)來選擇一定的輔助燃料，通過垃圾與燃料的充分摻和來進(jìn)一步提升焚燒效果，但是這樣就會增加垃圾焚燒發(fā)電廠的成本。目前，因我國垃圾分類情況不佳，爐排爐在許多大中型的垃圾焚燒發(fā)電廠得到廣泛應(yīng)用，循環(huán)流化床焚燒爐在一些中型的垃圾焚燒發(fā)電廠中使用得比較廣泛。

經(jīng)過上述分析，可以認(rèn)識到這兩種常見的垃圾焚燒爐都存在著一定的局限性，不僅無法實(shí)行在對垃圾進(jìn)行充分燃燒的基礎(chǔ)上最大限度減少污染煙氣的產(chǎn)生的要求，而且經(jīng)濟(jì)性不夠突出，會給發(fā)電單位帶來更多的成本耗費(fèi)。在這樣的背景下，一種新型的焚燒爐逐漸成熟和完善起來，這就是控氣型焚燒爐?？貧庑头贌隣t充分借助了控制燃燒的原理，即當(dāng)燃燒環(huán)境為中溫厭氧時，垃圾雖然沒有被充分燃燒，但是能夠被分解，然后產(chǎn)生大量的可燃性氣體。這樣就可以在高溫時垃圾被完全燃燒的基礎(chǔ)之上，利用焚燒爐的余熱并借助垃圾分解過程中生成的可燃性氣體實(shí)現(xiàn)剩余垃圾的充分燃燒，有效回收利用了剩余的熱量。當(dāng)焚燒爐內(nèi)的溫度達(dá)到1000℃以上時，在保證一定焚燒時間的基礎(chǔ)上，可以將二噁英進(jìn)行充分的燃燒和分解，有效杜絕二噁英排放到空氣中的可能性。同時，控氣型焚燒爐中垃圾焚燒和分解過程的實(shí)現(xiàn)，需要借助第二燃燒室，這樣就可以有效降低煙塵的產(chǎn)生和排放量，發(fā)電單位也不用再增加成本耗費(fèi)專門用于除塵凈化設(shè)備的建設(shè)，就可以保證焚燒爐所排放出來的煙塵氣體直接達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

目前，控氣型焚燒爐在我國使用的還比較少，仍然處于研究和試用階段，還沒有得到大規(guī)模的推廣和使用。因此，要積極加大研究和開發(fā)力度，并且不斷改善當(dāng)前我國垃圾的處理和分類工作，逐步發(fā)掘應(yīng)用控氣型焚燒爐的巨大潛力。垃圾焚燒發(fā)電廠在選擇垃圾焚燒爐時，要注重結(jié)合自身的經(jīng)濟(jì)情況和發(fā)電規(guī)模，選擇合適的垃圾焚燒設(shè)備和方式，并根據(jù)相關(guān)設(shè)備的優(yōu)勢和不足及時采取相應(yīng)的配套設(shè)施和技術(shù)來進(jìn)行完善，比如加強(qiáng)焚燒爐質(zhì)量的控制和管理工作、合理控制焚燒爐內(nèi)的風(fēng)速和氧含量以及焚燒混合材料的選擇等，不斷改善垃圾焚燒爐的性能，保證在垃圾得到充分燃燒的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對污染煙氣排放的有效控制。

3 煙氣凈化工作控制分析

煙氣凈化工作處于垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣排放之后，是對煙氣污染進(jìn)行有效控制和科學(xué)治理的關(guān)鍵措施。在當(dāng)前我國垃圾發(fā)電廠的煙氣凈化工作方面，最常用的是“煙氣冷卻+石灰中和+活性炭吸附+袋式除塵器”的組合工藝，通過這一系列工序的連續(xù)處理來實(shí)現(xiàn)對焚燒排放煙氣的有效處理，下面針對不同的凈化工藝展開具體的原理分析。

煙氣冷卻。煙氣冷卻在減溫塔中進(jìn)行，是對從垃圾焚燒爐中排放出來的煙塵氣體進(jìn)行的第一步的凈化處理。借助減溫塔的作用，從垃圾焚燒爐中排放出來的高溫?zé)煔饽軌蜓杆俳禍刂?60℃～180℃，而二噁英再次形成的溫度條件是250℃～300℃，這樣就能夠有效避開二噁英形成的溫度區(qū)間，有效減少煙氣排放中二噁英的

含量。

石灰中和。在減溫塔進(jìn)行煙氣冷卻的同時，可以添加脫酸剤，比如CaO等，能夠有效中和二氧化硫、氯化氫等酸性氣體，降低排放煙氣中酸性氣體的含量。

活性炭吸附。在實(shí)際的凈化過程中，活性炭吸附裝置應(yīng)位于減溫塔和除塵器之間，專門用于對經(jīng)過降溫處理的煙塵氣體進(jìn)行進(jìn)一步的凈化處理?；钚蕴课窖b置用來吸附煙塵氣體中所含的重金屬物質(zhì)，并且其強(qiáng)大的吸附能力能夠?qū)?jīng)過降溫處理的煙氣中所殘留的二噁英進(jìn)行二次處理，也包括在減溫塔中又重新生成的二噁英物質(zhì)，活性炭吸附裝置能夠有效將其吸附，進(jìn)一步保證了排放煙塵的質(zhì)量安全。

袋式除塵器。經(jīng)過焚燒爐燃燒的垃圾所產(chǎn)生的煙氣含沙量比較大，尤其是對于爐排爐、循環(huán)流化床焚燒爐而言，如果不能對煙氣中的煙塵進(jìn)行有效的處理，就會引起嚴(yán)重的煙塵污染。袋式除塵器也是焚燒氣體凈化的最后一個階段的裝置，是一種非常有效的除塵裝置。借助袋式除塵器不僅使一般直徑大小的顆粒物能夠得到有效的吸附，已經(jīng)揮發(fā)的重金屬物質(zhì)和一些酸化物、氧化物等可以直接凝結(jié)成氣溶膠的形式，被袋式除塵器吸捕，并且袋式除塵器能夠有效吸捕附著在灰分上的和之前在活性炭吸附環(huán)節(jié)附著在活性炭顆粒上的二噁英物質(zhì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對整個垃圾焚燒排放煙氣的最終凈化過程。在袋式除塵階段，要注重控制好除塵的溫度不能超過200℃，否則將達(dá)到二噁英生成的溫度條件，也不利于有機(jī)類和重金屬污染物的吸除。

雖然這一套煙氣凈化處理技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對垃圾焚燒煙氣的充分有效的凈化，但是這一組合技術(shù)的應(yīng)用也存在著一些問題。首先，整個過程面臨著二次污染物重復(fù)產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，為了保證煙氣能夠達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)電單位必須加大資金投入，建立完備的尾氣處理裝置，這就大大增加了垃圾焚燒發(fā)電廠的成本，進(jìn)一步加劇了發(fā)電廠投資高、運(yùn)營成本高的局面；其次，整個凈化過程需要耗費(fèi)大量的石灰、活性炭，且這些石灰、活性炭無法循環(huán)再生，也會對環(huán)境造成一定的影響。

4 結(jié)語

綜上所述，垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣污染的治理需要完善的配套設(shè)施和技術(shù)作為支撐，才能充分抑制污染煙氣的產(chǎn)生，并且實(shí)現(xiàn)對煙氣污染的有效治理。但是在實(shí)際運(yùn)行過程中仍然有很多亟待突破的技術(shù)難題，仍然需要不斷推進(jìn)凈化工藝與設(shè)備的優(yōu)化與改進(jìn)。

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（責(zé)任編輯：王 波）