垃圾焚燒廢氣處理方案

一、污染物成分及生成機制

1. 主要污染物

顆粒物：焚燒過程中產生的煙塵，包含飛灰及未完全燃燒的碳顆粒。

酸性氣體：

HCl：由垃圾中的氯元素（如PVC、橡膠）在高溫下轉化而來，轉化率近100％。

SO?：垃圾中的硫元素氧化生成，轉化率接近100％。

NOx：空氣中的氮在高溫下氧化生成，轉化率約10％。

重金屬：如汞、鎘、鉛、砷等，來源于垃圾中的電池、電子廢棄物等，部分在高溫下揮發進入煙氣。

有機污染物：

二噁英（PCDD/Fs）：由氯苯、氯酚等前驅物在低溫區（250~400℃）催化合成，或高溫氣相反應生成。

2. 生成機制

二噁英：

前驅物合成：不完全燃燒產生的氯苯、氯酚等在飛灰催化下合成。

高溫氣相反應：500~850℃下，短鏈氯代有機物通過環化、聚合生成。

從頭合成：碳氫化合物與Cl?在金屬催化下生成。

重金屬：垃圾中重金屬元素在焚燒過程中部分揮發，隨煙氣排放。

二、處理技術及工藝流程

1. 處理技術選擇

（1） 顆粒物控制

布袋除塵器：去除效率≥99.87％，適用于微米級顆粒物。

靜電除塵器：適用于大顆粒物，但效率略低。

（2） 酸性氣體去除

HCl/SO?：

半干法：石灰漿噴霧中和，效率≥95％。

濕法洗滌：NaOH溶液吸收，效率≥98％。

NOx：

SNCR（選擇性非催化還原）：噴入氨水或尿素，效率30％~50％。

SCR（選擇性催化還原）：催化劑（如V?O?）作用下，效率≥90％。

（3） 重金屬去除

活性炭吸附：噴射活性炭吸附汞、鎘等，結合布袋除塵器捕集。

急冷塔：快速降溫（1秒內從500℃降至200℃以下）抑制二噁英再合成，同時冷凝重金屬。

（4） 二噁英控制

高溫焚燒：爐膛溫度≥850℃，煙氣停留時間≥2秒，分解前驅物。

急冷+活性炭吸附：急冷塔避免二噁英再合成，活性炭吸附殘留。

催化裂解：分子裂解裝置分解二噁英，效率≥80％。

2. 推薦工藝流程

組合工藝：

SNCR + 急冷塔 + 消石灰/活性炭噴射 + 布袋除塵 + 濕法脫酸 + SCR（可選）

流程說明：

焚燒階段：

控制爐膛溫度≥850℃，停留時間≥2秒，確保二噁英前驅物分解。

添加助燃劑（如天然氣）維持高溫，CO濃度≤50ppm。

急冷塔：

煙氣從500℃快速降溫至200℃以下，避免二噁英再合成。

噴射消石灰漿中和HCl、SO?。

活性炭噴射：

在急冷塔后噴入活性炭，吸附重金屬及殘留二噁英。

布袋除塵器：

捕集飛灰、活性炭及吸附的污染物，效率≥99.9％。

濕法脫酸：

NaOH溶液洗滌煙氣，進一步去除HCl、SO?，效率≥98％。

SCR脫硝（可選）：

對NOx排放要求嚴格的地區，增設SCR系統，效率≥90％。

排放監測：

安裝在線監測系統（CEMS），實時監控顆粒物、SO?、NOx、HCl、二噁英等指標。

三、排放標準及合規性

1. 國內標準（《生活垃圾焚燒污染控制標準》GB18485-2014）

顆粒物：24小時均值≤20 mg/m3，1小時均值≤30 mg/m3。

SO?：24小時均值≤80 mg/m3，1小時均值≤100 mg/m3。

NOx：24小時均值≤250 mg/m3，1小時均值≤300 mg/m3。

HCl：24小時均值≤50 mg/m3，1小時均值≤60 mg/m3。

二噁英：24小時均值≤0.1 ngTEQ/m3。

汞及其化合物：24小時均值≤0.05 mg/m3。

2. 國際對比（歐盟2010/75/EU）

二噁英：24小時均值≤0.1 ngTEQ/m3（與我國一致）。

NOx：日均值≤200 mg/m3（嚴于我國標準）。

SO?：日均值≤50 mg/m3（嚴于我國標準）。

四、案例分析及效果

1. 浙江某生活垃圾焚燒廠

工藝：SNCR + 急冷塔 + 活性炭噴射 + 布袋除塵 + 濕法脫酸。

效果：

二噁英排放≤0.02 ngTEQ/m3（遠低于國標）。

NOx排放≤100 mg/m3（SCR系統）。

顆粒物排放≤5 mg/m3。

2. 上海某焚燒廠

工藝：增設SCR系統，NOx排放降至80 mg/m3以下。

成本：年運行費用增加約5000萬元，但滿足更嚴格的地方標準。

五、經濟性與可行性

1. 投資成本

設備投資：組合工藝（含SCR）總投資約3億元（以750噸/日規模計）。

運行成本：

活性炭：約200元/噸垃圾。

藥劑（石灰、NaOH）：約150元/噸垃圾。

電費：約80元/噸垃圾。

2. 效益分析

環境效益：顯著降低二噁英、重金屬排放，改善周邊空氣質量。

經濟效益：通過余熱回收發電，部分抵消運行成本，提升項目收益率。

六、垃圾焚燒廢氣處理結論

垃圾焚燒廢氣處理需采用多技術組合工藝，以高溫焚燒為基礎，結合急冷、吸附、洗滌及催化還原技術，確保污染物達標排放。推薦工藝為SNCR+急冷塔+活性炭噴射+布袋除塵+濕法脫酸，并根據排放標準增設SCR系統。該方案兼顧環保與經濟性，適用于新建及改擴建焚燒廠。