煙氣再循環技術在垃圾焚燒中的效果分析

張建東

（青島荏原環境設備有限公司 ，山東 青島 266000）

引言

隨著生活垃圾焚燒發電產業在國內的方興未艾，垃圾焚燒產生的煙氣處理問題已成為人們日益關心的話題。德國、日本等發達國家的垃圾焚燒行業起步較早，在煙氣處理方面的技術已相當成熟，許多垃圾焚燒發電廠就坐落人口密集的鬧市區，甚至有些企業已基本實現了污染物的零排放。因此，如果能夠將國外的先進技術引進并嚴格實施，那么垃圾焚燒就不會像人們所想象的那么可怕了。下面就著重介紹一種較先進的煙氣處理技術——煙氣再循環。

1 常規煙氣處理技術的介紹

垃圾焚燒發電廠的煙氣處理工藝與燃煤火電廠基本相似，主要包括脫硫、脫硝和除塵等。

1.1 脫硫技術 傳統的脫硫方法包括干法、半干法和濕法，干法和半干法指的是在煙氣中逆流或順流噴射石灰粉、石灰漿/氫氧化鈉溶液，與煙氣中的硫化物反應生成硫酸鹽后經除塵裝置脫去。濕法脫硫是讓煙氣經過氫氧化鈉等堿性溶液水洗后去除SOx。總體來說，若不考慮溶劑的腐蝕性和經濟性等因素，濕法脫硫效率要高于干法和半干法。

1.2 脫硝技術 傳統的脫硝方法有多種，主要包括低空氣比燃燒技術和NOx還原技術兩大類。低空氣比燃燒技術是指讓物料在“缺氧”狀態下燃燒，以降低NOx的生成量。本文主要介紹的煙氣再循環技術事實上也是基于低空氣比燃燒的一種具體措施。NOx還原技術主要包括選擇性催化還原（即SCR）和選擇性非催化還原（SNCR）兩種方法。兩種方法使用的還原劑都是一樣的，主要是氨水和尿素等。區別在于是否使用催化劑，脫硝效率方面SCR技術要高于SNCR技術。

1.3 除塵技術 除塵主要是為了將煙氣中的不燃物、灰塵顆粒、重金屬以及脫硫脫硝產生的鹽類除去，同時會去掉為吸附二噁英而在煙氣中噴射的活性炭顆粒。除塵通常包括靜電除塵和布袋除塵兩種方式，靜電除塵成本較高，除塵效率也比布袋除塵略高，而在垃圾焚燒發電廠中布袋除塵方式應用更廣一些。

2 煙氣再循環技術的原理

2.1 原理 如前文訴述，煙氣再循環技術的基本原理是為降低NOx的生成而使用的低空氣比燃燒技術，屬于脫硝技術的一種。在生活垃圾焚燒系統內，煙氣再循環風機從布袋除塵器出口至引風機之間的管道上抽取部分煙氣作為二次風的一部分從焚燒爐的頂部吹入爐內以起到攪拌作用，實現高溫燃燒，抑制 CO及二噁英的產生。同時為了控制排煙中的氧含量在合理的范圍內抽取部分一次空氣從單獨的噴嘴中噴入爐內，以減少CO的產生。布置有煙氣再循環的系統圖如下所示：

2.2 優勢 在垃圾焚燒系統內采用煙氣再循環技術后，可以將系統尾部的煙氣抽出代替二次風供入焚燒爐內相應的部位，有效降低該區域的氧氣濃度，有效抑制NOx的生成。由于使用煙氣再循環技術后，出口煙氣的NOx值可以小于歐Ⅱ標準要求的200m g/Nm3水平。因此，在同一個系統內可以完全替代價格昂貴的SCR和SNCR脫硝技術， 節省了尿素或氨水等消耗品的使用，為整個垃圾焚燒發電廠的運營帶來了可觀的經濟效益。當然，也有些企業煙氣再循環裝備和SNCR/SCR脫硝裝備同時設置，不過SNCR/SCR通常只是作為備用而已。

3 煙氣再循環技術的實際應用

目前煙氣再循環技術在國內已被多家垃圾焚燒發電廠應用，運行效果良好。現在就以由青島荏原設計的漳州蒲姜嶺生活垃圾焚燒發電廠的焚燒系統為例，來說明在不同工況下，使用和不使用煙氣再循環技術對煙囪入口煙氣中各污染物含量的影響。

表1 再循環煙氣量與污染物含量對應關系

從上表我們不難看出，隨著再循環煙氣量的不斷增加，NOx的含量在逐漸減少，且成加快趨勢。當再循環煙氣量增加到9.2%時，NOx含量就減少了32%。由此也可以證明，僅使用煙氣再循環技術，就可以有效地將NOx排放值控制在合理范圍內。

4 對抑制二噁英產生的效果

煙氣再循環技術不但可以有效地降低NOx排放量，而且在抑制二噁英的產生方面也效果顯著。

二噁英是一類物質的總稱，包括多氯聯苯并二噁英（PCDDs）、多氯聯苯并呋喃（PCDFs）和多氯聯苯（PCBs），一般情況下把前兩類物質簡稱為二噁英。二噁英通常為一種白色晶體，熔點為305℃，在500℃時開始分解，800℃時完全分解。根據二噁英的性質，目前在垃圾焚燒爐設計時都采用3T原則，即煙氣要在800℃以上停留2秒，同時對燃燒室內的高溫區通入二次空氣，以充分攪拌混合增強煙氣的湍流度。實驗證明，這是抑制二噁英產生的有效手段。

在抑制二噁英產生的3T原則中，有一項是在高溫煙氣中通入二次空氣以實現混合攪拌。煙氣再循環技術與這一原則正好吻合，而且煙氣再循環技術還可以將焚燒系統尾部未分解的殘留二噁英重新帶入燃燒室內，進行二次分解。因此可以說，煙氣再循環技術與普通的在燃燒室內通入二次風的技術相比，可以更徹底的分解二噁英。

5 結語

綜上所述，煙氣再循環技術在降低煙氣中NOx含量和抑制二噁英的產生兩方面都有著重要的作用。因此，國內越來越的垃圾焚燒發電廠都將煙氣再循環技術作為煙氣處理的重要手段。

[1] 張衛.煙氣再循環技術在垃圾焚燒爐的應用[J] .節能.第310期.

[2] 王文宗，武文江.火電廠煙氣脫硫及脫硝實用技術[M] .中國水利出版社,2009.

[3] 張益,趙有才. 生活垃圾焚燒技術[M] .北京：化學工業出版社,2005.