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摘要：分析了生活垃圾焚烧烟气产生的污染物，及其净化工艺；综述和比较了国外生活垃圾焚烧烟气处理技术，分析了焚烧烟气处理工艺及其可能产生的故障，提出了国内生活垃圾烟气存在的问题；就此提出需进一步优化垃圾焚烧发电和烟气处理工艺与控制技术，建议摸索和总结适用于各焚烧发电厂基于设备选型的工艺控制与烟气处理优化的运营方案，对生活垃圾焚烧发电建设与运行具有极为重要的现实意义。
关键词：生活垃圾；焚烧发电；烟气处理
一、引言
垃圾焚烧作为无害化最彻底、减容化最显著、可资源化利用程度最高的一种处理技术已经成为当今国际社会生活垃圾处理的重要技术。据统计，2006-2010年，城市生活垃圾焚烧处理设施由69座增加到104座，预计到“十二五”末，垃圾焚烧厂将超过300座。然而，每吨垃圾焚烧后会产生5000～7000m3的废气，如何控制烟气中污染物的排放浓度也日益受到人们的广泛关注，笔者主要从烟气中污染物组分及相应的处理技术方面进行综述，总结在生活垃圾焚烧发电厂中烟气处理技术研究应用进展，从而提出了今后垃圾焚烧烟气处理的研究方向。
二、生活垃圾焚烧烟气净化工艺
生活垃圾焚烧过程中产生的污染物包括废气、废水和废渣，文中主要讨论焚烧烟气中的污染物和控制。烟气中的污染物主要包括粉尘（细小颗粒物）、酸性气体（HF、HCl和SO2等）、氮氧化物、重金属和有机污染物（主要为二噁英），其中二噁英受到广泛关注；其种类多，毒性大，在生活垃圾的焚烧过程中，由于垃圾成分比较复杂，高温下的反应多且相互影响，二噁英的成因相当复杂，目前的研究成果尚不能完全解释，已知的生成途径有如下几种：原始存在、高温气相合成、从头合成、前驱物合成。
1、酸性气体净化装置。酸性气体通常采用碱性介质吸收法，工业上普遍采用的是Ca（OH）2和NaOH，净化工艺有干法、半干法和湿法。干法脱酸工艺干法脱酸工艺一般使用碱性吸附剂以干基形式直接喷入位于省煤器与除尘装置之间的水平烟道内，或使吸附剂与酸性气体在干式反应塔内接触，吸附剂与酸性气体之间通过气固相接触并发生中和反应，来去除烟气中的酸性气体。半干法脱酸工艺半干法脱酸工艺是目前应用最广泛的。国内大型垃圾焚烧厂大都采用该工艺。半干法工艺一般吸收剂也采用Ca（OH）2，首先制成Ca（OH）2浆液，然后由安装在半干式反应塔顶部的雾化器把吸收剂浆液喷入反应塔，雾化器的高速产生剪切作用，使浆液形成极小粒径的液滴，然后与烟气充分接触，通过液滴中的水分挥发来降低烟气的温度，同时提高烟气湿度，石灰浆液滴与酸性气体进行反应，生成中性盐类，得以去除酸性气体。
湿法脱酸工艺一般使用湿式洗涤塔，烟气中的HCl和SO2等酸性气体在洗涤塔内与喷入的碱性吸收剂（一般为氢氧化钠溶液或消石灰溶液）接触并进行中和反应，以便脱除酸性气体。
2、除尘工艺。烟气经过脱酸工艺后还含有大量的细小颗粒，需要通过除尘设备加以去除。垃圾焚烧厂一般采用静电除尘器和袋式除尘器两种。静电除尘器是在高压电场的作用下使粉尘带电被吸附从而实现气固相分离。静电除尘器除尘效率较高，脱除重金属化合物效果好、可以在高温下使用等优点，但对于粒径在1．0μm以下的颗粒物的捕集效率却不如袋式过滤器，而且静电除尘器的一次性投资较大，占地面积也大，所以在垃圾焚烧烟气处理工艺中使用并不经济。
袋式除尘器的工作原理是当含尘烟气通过过滤器时，烟气中的微小颗粒被滤料形成的滤层和滤袋上形成的粉尘层捕集而拦截下来，从而达到气固分离。
3、氮氧化物的去除工艺。根据NOx的生成机理，其控制包括两方面：一是通过对垃圾焚烧过程的控制，减少NOx的生成；二是在后处理中，通过化学或物理的方法对已经生成的NOx进行去除。在废弃物的燃烧控制，主要遵循“3T+E”原则，即燃烧温度、停留时间、较大的湍流度和过量的空气。要综合平衡各因素的影响，选择最佳的运行参数。譬如温度，高温对去除二噁英有利，但会增加热力型NOx的浓度，因此一般炉排炉焚烧系统炉温控制在900℃；在实际燃烧过程中还要控制一二次空气的配风比例、控制燃烧过程的低含氧量等，来降低NOx的生成。垃圾焚烧烟气中的NOx以NO为主，目前在后处理中通过反应脱除NOx的方法按有无使用催化剂分为两种，即选择性非催化还原法（SNCＲ）和选择性催化还原法（SCＲ）。
4、烟气二噁英控制方法。垃圾焚烧控制二噁英的技术措施主要有3种。包括：燃烧控制，通过焚烧炉内合理地组织燃烧，维持炉内高温（Temperature）、延长气体在高温区的停留时间（Time）、加强炉内垃圾湍动，促进空气与烟气的扩散、混合（Turbulence）。袋式除尘器，对固体颗粒具有高效的拦截效果，可拦截烟气中固相的二噁英。活性炭喷射吸附去除，通过燃烧管理和袋式除尘器的配合使用，能够使烟气中的二噁英含量降到≤0．1ng/Nm3。这
三、生活垃圾焚烧烟气处理存在问题
1、中国的垃圾焚烧设备大都从国外引进，而国外的垃圾普遍经过分类处理，可燃物含量高，有害物质如重金属含量少，因此国外的垃圾焚烧设备比较适用于热值高的垃圾，对于国内的低热值、高水分的垃圾焚烧存在适应性差的问题；按引进的国外参数进行管理，引起垃圾焚烧的不完全而导致烟气污染的加重。另外，由于国内垃圾多为混合垃圾，且垃圾成分存在地区差异大，季节性差异大等因素，致使焚烧运行不平稳，烟气处理水平的波动大。
2、发达国家的生活垃圾分类水平高，一般可回收的垃圾都经过分拣，如塑料与一般的垃圾会分开，因此焚烧垃圾中的塑料含量较低，而国内的生活垃圾含有大量的塑料，如含氯的PVC等，在焚烧过程中会形成HCl、二噁英类等，导致酸性气体超标排放的机率增加。
3、焚烧设备选型、余热锅炉温度控制、烟气处理控制等影响烟气稳定达标排放，特别是各单元温度控制与二噁英控制技术需优化进一步提升。
四、建议与前景
为了解决目前社会公众关注的垃圾焚烧烟气排放的敏感问题，适应新形势下对污染治理高要求的发展趋势，进一步优化垃圾焚烧发电和烟气处理工艺与控制技术；并结合烟气处理设备故障时，研究事故排放时对环境影响最小的情景。摸索和总结适用于各焚烧发电厂基于设备选型的工艺控制与烟气处理优化的运营方案，从而实现垃圾发电污染控制技术示范和烟气稳定达标排放，以促进企业实现资源回收、经济效益、环境效益，对生活垃圾焚烧发电建设与运行具有极为重要的现实意义。
参考文献：
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