生活垃圾焚燒煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用分析

1、生活垃圾焚燒煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用分析摘要：生活垃圾焚燒煙氣中含有1%左右的有害污染物，主要包括酸性氣體、粉塵(顆粒物)、重金屬和有機(jī)毒性污染物(二噁英、呋喃等)等幾大類。原始焚燒煙氣中SO2典型含量為200800mg/Nm3,HCl典型含量為6001200mg/Nm3,HF典型含量為120mg/Nm3?？紤]到HCl和HF相對容易去除，而SO2較難去除，同時(shí)SO2含量也是大氣污染物總量控制指標(biāo)，故文章以SO2為對象進(jìn)行分析。按生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GB184852014)(以下簡稱標(biāo)準(zhǔn))中污染物的排放日均值計(jì)算，2025年每日生活垃圾焚燒產(chǎn)生的SO2排放量達(dá)339.2t,年排放量為11.29萬t

2、,數(shù)量十分可觀，會對環(huán)境造成很大的污染。因此，經(jīng)濟(jì)適用的脫硫工藝在生活垃圾焚燒項(xiàng)目上的應(yīng)用研究，具有十分重要的意義。關(guān)鍵詞：生活垃圾；焚燒；煙氣脫硫技術(shù)；應(yīng)用1生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)分析目前國內(nèi)已建成運(yùn)營的生活垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣排放均執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),部分項(xiàng)目要求執(zhí)行歐盟2010/75/EU要求。2020年第十三屆全國人大三次會議上，政府報(bào)告指出生態(tài)環(huán)境方面要持續(xù)推進(jìn)污染防治，鞏固擴(kuò)大藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)成果，SO2、NOx排放量要下降3%。以SO2為例，上海2013年已提出SO2日均排放值需與歐盟2010/75/EU一致(SO250mg/Nm3),隨后深圳、海南、河北以及天津?qū)π陆?xiàng)目的SO2日均排放限值提

3、出更為嚴(yán)格的要求，甚至低于燃煤電廠的超低排放限值(SO235mg/Nm3)。RISN-TGO222016生活垃圾清潔焚燒指南3中明確提出煙氣污染物總體控制的三道線，即現(xiàn)行國標(biāo)、環(huán)境影響評價(jià)批復(fù)的污染物排放指標(biāo)、按切實(shí)保證達(dá)標(biāo)排放的工程余量即排放指標(biāo)+工程余量。2煙氣脫硫技術(shù)2.1干法脫硫技術(shù)干法脫硫（DFGD）技術(shù)是在完全干燥的條件下，用粉末催化劑、吸附劑、吸收劑等與煙氣中的SO2反應(yīng)，除去煙氣中的SO2。固體石灰石粉通常用作吸收劑。由于試劑和產(chǎn)品均為干固體粉末，本脫硫工藝無廢水產(chǎn)生，無設(shè)備結(jié)垢和腐蝕設(shè)備。然而，由于反應(yīng)速度慢、擴(kuò)散受限、脫硫效率低、脫硫設(shè)備龐大，氣固兩相接觸投資高，操作技術(shù)要

4、求高。另一種是在袋式除塵器前煙道上設(shè)置噴射點(diǎn)，噴入中和劑，主要反應(yīng)在濾袋表面完成，這種方式作為干法脫硫的輔助手段在目前的垃圾焚燒行業(yè)應(yīng)用最廣泛。采用碳酸氫鈉粉脫硫時(shí)，粉末比表面積以及反應(yīng)溫度是決定其脫硫效率的兩大因素。碳酸氫鈉粉末在倉內(nèi)儲存易潮解成塊，且粒徑過大，粉末比表面積小，直接與煙氣中的SO2接觸時(shí)，反應(yīng)不充分，反應(yīng)效率降低，因此配置研磨機(jī)，將碳酸氫鈉粉末研磨至粒徑為20m左右，以增大比表面積，提高反應(yīng)效率，并降低碳酸氫鈉的消耗量。碳酸氫鈉的脫硫效率與反應(yīng)溫度也有很大關(guān)系，有研究表明在140200下灼燒碳酸氫鈉后，顆粒物孔隙分布均勻豐富，脫硫效率達(dá)95%,這很可能是因?yàn)榭紫堵实脑黾?，使S

5、O2擴(kuò)散至NaHCO3顆粒內(nèi)部，增加了反應(yīng)時(shí)間和提高了反應(yīng)效率，但當(dāng)溫度升高至280時(shí)，顆粒表面明顯致密，多孔碳酸氫鈉有可能發(fā)生燒結(jié)和孔道損失的現(xiàn)象，導(dǎo)致脫硫效率降低。2.2半干法脫硫技術(shù)半干法脫硫技術(shù)，一般設(shè)置反應(yīng)塔，常見的有循環(huán)流化床脫硫工藝(CFB)、改進(jìn)后的增濕灰循環(huán)脫硫工藝(NID)以及增強(qiáng)半干法工藝(IDR),在火電廠以及循環(huán)流化床鍋爐的煙氣處理應(yīng)用較多。半干法脫硫技術(shù)優(yōu)勢在于工藝簡單，設(shè)備投資和維護(hù)量較低，但脫硫效率相對較低，為70%80%,中和劑以消石灰和碳酸氫鈉為主，鈣(鈉)硫比高，消耗量大。采用消石灰粉脫硫，反應(yīng)溫度低于200時(shí)，隨著噴水量的增加，煙氣溫度降低，濕度增加，S

6、O2脫除率顯著提高，但為了避免煙氣低溫結(jié)露影響后續(xù)工藝的運(yùn)行，反應(yīng)溫度一般控制在150左右。這是因?yàn)樗F與消石灰粉形成漿滴，漿滴中水分少，蒸發(fā)快，會導(dǎo)致SO2在漿滴表面的物理吸收、SO2水合及電離成HSO-3和SO32-過程受限，反應(yīng)速度變慢，從而導(dǎo)致脫硫效率降低。而濕度越大，煙氣中水蒸氣分壓越大，漿滴中水蒸發(fā)越慢，SO2水合速度提高，SO2電離成HSO-3和SO32-、Ca2+和SO32-反應(yīng)的時(shí)間增加，因而反應(yīng)效果更好，脫硫效率提高。2.3濕法脫硫技術(shù)濕法脫硫技術(shù)（WFGD），即脫硫過程在液相中進(jìn)行。濕法脫硫技術(shù)脫硫效率高、占地面積小、適用性強(qiáng)。盡管WFGD是目前使用的最為廣泛的脫硫技術(shù)，

7、但是傳統(tǒng)WFGD有大量廢水、能耗高、洗滌后煙氣溫度低以及腐蝕嚴(yán)重等缺點(diǎn)，需進(jìn)一步優(yōu)化。下面簡單介紹石灰石石膏法、氧化鎂法等幾種主要的濕法脫硫工藝及存在問題。(1）石灰石-石膏法，石灰石-石膏法脫硫是較為成熟的脫硫技術(shù)，該工藝的主要是CaCO3與SO2生成CaSO3,CaSO3進(jìn)一步與氧氣生成CaSO4。石灰石-石膏脫硫技術(shù)有脫硫率高（大于95%）、吸收劑利用率高等優(yōu)點(diǎn)。而這種技術(shù)存在吸收塔等設(shè)備易結(jié)垢堵塞、占地面積較大、產(chǎn)生二次污染等缺點(diǎn)。近幾年研究主要致力新型添加劑的研發(fā)和使用，提高脫硫效率。(2）氧化鎂法，氧化鎂法脫硫效率高、設(shè)備占地面積小、對各種濃度煙氣適應(yīng)性強(qiáng)。以MgO漿液為脫硫劑，M

8、gO與SO2反應(yīng)生成MgSO3,MgSO3結(jié)晶干燥脫水實(shí)現(xiàn)煙氣脫硫，MgSO3高溫下煅燒生成MgO實(shí)現(xiàn)脫硫劑MgO循環(huán)利用。pH在6.06.5以內(nèi)，設(shè)備腐蝕有一定的緩解。但若氧化速率低生成過量MgSO3，會分解為SO2并耗盡廢水中的溶解氧。2.4濕法脫硫洗滌技術(shù)濕法洗滌是一種比較成熟的脫硫技術(shù)，隨著生活垃圾焚燒行業(yè)對酸性污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，濕法脫硫因效率高(95%)被行業(yè)采用。濕法塔一般設(shè)置在除塵器下游，采用NaOH作為中和劑。經(jīng)濕法脫硫處理后，該工藝會產(chǎn)生高濃度廢水，需單獨(dú)設(shè)置廢水處理站?？傮w而言，該技術(shù)設(shè)備投資高，運(yùn)營費(fèi)用高，占地較大。我國垃圾焚燒行業(yè)采用的濕法工藝主要引進(jìn)日本三菱及日立

9、造船株式會社的濕法脫硫塔，這兩種脫硫塔塔體內(nèi)部設(shè)計(jì)有所區(qū)別，效率和投資上相差不大。2.5其他脫硫技術(shù)伴隨著人們的生活水平不斷提高，人們對生態(tài)環(huán)境的要求也原來越高。近年來，研究者們又陸續(xù)提出了很多新的煙氣脫硫技術(shù)，主要包括微生物脫硫及有機(jī)醇胺脫硫技術(shù)等。1、微生物煙氣脫硫技術(shù)，生物法煙氣脫硫是利用微生物對氧化態(tài)的污染物還原成單質(zhì)硫或氧化成H2SO4過程，從而脫除SO2。微生物細(xì)胞的表面含有大量的有機(jī)官能團(tuán)（如羧基、氨基、羰基、烴基等），這些官能團(tuán)可通過絡(luò)合、靜電吸附、氧化還原等各種作用吸附污染物。生物脫硫技術(shù)是目前研究較為廣泛的一種脫硫新方法。2、有機(jī)醇胺脫硫技術(shù)，有機(jī)醇胺脫硫技術(shù)的吸收劑可以是單一的醇胺或二胺，在吸附塔利用有機(jī)醇胺對煙氣中的SO2成分進(jìn)行吸收處理，實(shí)現(xiàn)煙氣脫硫，為一種新型的煙氣脫硫技術(shù)。3