垃圾焚燒發(fā)電廠中煙氣凈化系統(tǒng)的建設(shè)是一次性投資和持續(xù)性運(yùn)行投入均較高的環(huán)保項(xiàng)目，約占整個(gè)垃圾發(fā)電廠工程造價(jià)的1/3。因此，如何結(jié)合資源條件，科學(xué)合理地選擇切合實(shí)際的煙氣凈化技術(shù)十分重要。只有選擇合適的煙氣凈化技術(shù)，才能用較小的投資達(dá)到《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB18485- 2001中規(guī)定的要求，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的，從而提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 幾種工藝的比較

目前，國(guó)內(nèi)外垃圾焚燒行業(yè)的煙氣凈化工藝有多種方案，主要為脫酸系統(tǒng)和除塵系統(tǒng)的不同組合。

1.1 脫酸系統(tǒng)比較

垃圾焚燒中產(chǎn)生的酸性氣體有HCl、SO2 等，脫除酸性氣體的方法概括起來可分濕法、半干法、干法三種。它們對(duì)HCl 的去除效率分別為98%、90%、80%，對(duì)SO2 的去除效率分別為95%、80%～90%、75%，對(duì)吸收劑消耗過量系數(shù)為1、2、3。

顯然，濕式洗滌法對(duì)酸性氣體的去除效果較好。但由于濕式洗滌法存在污水處理問題，其系統(tǒng)的投資費(fèi)用約為半干法系統(tǒng)的1.75倍，同時(shí)其操作和維修費(fèi)用也相應(yīng)增加。

干式脫酸法設(shè)備投資與半干法接近，但對(duì)酸性氣體的去除效果較差。

半干法特點(diǎn)是充分利用煙氣中的余熱，使吸收劑中的水分蒸發(fā)，凈化反應(yīng)產(chǎn)物以干態(tài)固體的形式排出，避免了濕法凈化技術(shù)的缺點(diǎn)。其凈化過程是將煙氣從較高溫度降到設(shè)定溫度，并噴入堿性吸收劑，使之與煙氣中的酸性氣體反應(yīng)，且同時(shí)得到干燥的鹽類產(chǎn)物，再用除塵器加以回收。將堿性吸收劑與煙氣中的酸性氣體進(jìn)行充分的傳質(zhì)傳熱，不但提高了效率，同時(shí)也可將反應(yīng)生成物得到干燥，得到易處理的干粉狀生成物。半干法工藝較成熟，設(shè)備簡(jiǎn)單，一次性投資較低。其優(yōu)點(diǎn)為：凈化效率高，流程簡(jiǎn)單，設(shè)備少；生成物易處理，無二次污染；控制系統(tǒng)溫濕度，可避免設(shè)備腐蝕；不結(jié)垢、不堵塞；對(duì)負(fù)荷波動(dòng)適應(yīng)性好，吸收劑用量可按煙氣中污染物濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)；操作方便，維修量小；水耗量少，占地面積小。

半干法脫酸已具有良好的應(yīng)用實(shí)踐，國(guó)內(nèi)外焚燒廠業(yè)績(jī)表明其可靠性高，性能良好。

1.2 半干法脫酸塔形式的選擇

半干法脫酸塔有多種形式，如噴霧干燥吸收塔、氣體懸浮式吸收塔、增濕灰吸收法（即多組份有毒廢氣治理技術(shù)）及循環(huán)灰吸收法。

1.2.1 噴霧干燥吸收塔

噴霧干燥吸收塔凈化吸收劑采用石灰乳液，煙氣一般為下流式，即煙氣從噴霧干燥吸收塔的上部進(jìn)入，下部流出。它的優(yōu)點(diǎn)為：凈化效率高，設(shè)備體積小。噴霧干燥吸收塔的噴嘴結(jié)構(gòu)亦有二大類：

（1）機(jī)械旋轉(zhuǎn)噴嘴。通過高速電機(jī)帶動(dòng)噴嘴旋轉(zhuǎn)（12000～18000r/min），在強(qiáng)大的離心力作用下，使吸收劑乳液得以霧化。該類噴嘴的缺點(diǎn)是設(shè)備投資高，運(yùn)行費(fèi)用大，操作中維護(hù)管理復(fù)雜。

（2）壓力霧化噴嘴?？繅嚎s空氣噴吹吸收劑乳液，乳液與壓縮空氣在噴嘴頭處強(qiáng)烈混合后從噴嘴噴出，使吸收劑乳液霧化，設(shè)備投資低，操作運(yùn)行簡(jiǎn)便，但霧化效果較機(jī)械旋轉(zhuǎn)噴嘴稍差。

1.2.2 氣體懸浮式吸收塔

氣體懸浮式吸收塔吸收劑也采用石灰乳液，它是以循環(huán)流化床技術(shù)為基礎(chǔ)的煙氣凈化裝置，其煙氣流向?yàn)橄逻M(jìn)氣上流式，采用壓力霧化噴嘴。氣體懸浮式吸收塔主要由反應(yīng)器、旋風(fēng)分離器、再循環(huán)箱等部件組成，設(shè)備體積較大且復(fù)雜。

1.2.3 增濕灰吸收法

增濕灰吸收法，即多組份有毒廢氣治理技術(shù)（M H G T）。M H G T 技術(shù)是在噴霧干燥凈化法的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的。主要特點(diǎn)是采用干法吸收劑，水作為吸收劑的增濕用水，使吸收劑的含濕量從2% 增濕到 5%，以提高吸收劑的活性。同時(shí)將大量循環(huán)灰進(jìn)入脫酸反應(yīng)器，提高吸收劑的利用率，采用高倍率密相循環(huán)能有效防止吸收塔內(nèi)壁結(jié)垢。它較原始干法的凈化效率高，又無濕法水的二次污染，同時(shí)免去了噴霧干燥凈化法吸收劑溶液的制備和噴霧過程。全套系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活，脫硫率高、耗水量少，一次性投資較低，操作方便，維修量小，占地面積少。而且工作過程清潔，無廢水產(chǎn)生，生成物易于處理。

1.2.4 循環(huán)灰吸收法

循環(huán)灰吸收法是采用煙氣進(jìn)口段噴水增濕，強(qiáng)化吸收劑活性的煙氣脫硫工藝。來自焚燒爐的煙氣由底部進(jìn)入煙氣吸收塔，水由煙氣吸收塔下部的雙流體霧化噴嘴噴入煙氣吸收塔，新鮮消石灰和大量的循環(huán)灰由流化風(fēng)機(jī)流化后送入吸收塔，它們以很高的傳質(zhì)速率在煙氣吸收塔中與煙氣和水充分混合，并與煙氣中的有害氣體發(fā)生反應(yīng)，生成各反應(yīng)產(chǎn)物。這些干態(tài)的反應(yīng)產(chǎn)物從煙氣吸收塔的出口進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行分離，布袋除塵器捕集到的物料大部分再循環(huán)進(jìn)入煙氣吸收塔。

和MHGT 法一樣，循環(huán)灰吸收法也免去了噴霧干燥凈化法吸收劑溶液的制備和噴霧過程。與MHGT 法相比，它有著MHGT 法的同樣優(yōu)點(diǎn)，并且由于循環(huán)灰是干灰，經(jīng)空氣斜槽循環(huán)使用，增強(qiáng)了循環(huán)灰的流動(dòng)性，使循環(huán)灰的循環(huán)過程流暢，循環(huán)灰入凈化塔時(shí)不易堵塞。但同時(shí)，由于新鮮消石灰和循環(huán)灰是依靠?jī)艋?nèi)下部噴入的水霧來增濕，其增濕活化效果必定較直接用水混合增濕時(shí)稍差，因而導(dǎo)致脫酸效率的降低。

1.3 除塵設(shè)備比較

靜電除塵器和布袋除塵器均可達(dá)到廢氣粒狀污染物排放標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)（80mg/m3），但靜電除塵器效率再提高的可能性不大，而布袋除塵器如采用聚四氟乙烯薄膜濾料（PTFE），則粒狀污染物可降至10mg/m3 以下。布袋除塵器對(duì)微小粒狀物的捕集效果良好，對(duì)重金屬、二惡英、呋喃等毒性物質(zhì)具有較高的脫除效率。國(guó)外已發(fā)現(xiàn)靜電除塵器內(nèi)有二惡英與呋喃的再合成現(xiàn)象。因此，采用布袋除塵器，排煙中Hg 和Cd 的濃度可達(dá)到0.2mg/m3，而靜電除塵器一般只能達(dá)到1mg/m3。

另外，當(dāng)排放標(biāo)準(zhǔn)要求較高時(shí)，可在系統(tǒng)中添加活性碳，增加對(duì)重金屬吸附，然后被布袋除塵器捕集，而不需要對(duì)系統(tǒng)作重大改動(dòng)。除塵器的布袋由于采用 PTFE 材料后，既能明顯減小壓力損失，又能提高對(duì)酸性物質(zhì)控制要求的適應(yīng)性。所以采用布袋除塵器顯然比靜電除塵器有利。

其不足之處是濾袋壽命較短、維護(hù)工作量較大，致使其日常運(yùn)行費(fèi)用略高于靜電除塵器。另外，布袋除塵器對(duì)進(jìn)入煙氣的溫度要求比較嚴(yán)格，煙溫過高，濾袋損壞。煙溫過低，煙氣中的酸氣冷凝成酸滴，濾料受腐蝕而損壞。

因此，其上游設(shè)備設(shè)置半干法脫酸塔比較合適，半干法脫酸塔能有效控制進(jìn)入布袋除塵器煙氣的酸度及溫度，同時(shí)需設(shè)置良好的自控裝置及旁通管。兩種除塵器的性能比較見表1。

2 煙氣凈化組合工藝比選

根據(jù)煙氣成份及污染排放標(biāo)準(zhǔn)，煙氣凈化系統(tǒng)由兩個(gè)部分組成，即脫酸系統(tǒng)與除塵設(shè)備的組合?，F(xiàn)行的工藝組合大致有以下四種形式。

（1）靜電除塵器（或布袋除塵器）+ 濕式洗滌塔；

（2）半干法脫酸塔+ 布袋除塵器；

（3）半干法脫酸塔+ 靜電除塵器；

（4）干法脫酸塔+ 袋式（或靜電）除塵器。

各種組合的優(yōu)缺點(diǎn)及性能比較如表2 所示。

3 綜合選擇

綜上所述，在技術(shù)選擇和經(jīng)濟(jì)選擇的基礎(chǔ)上，利用比較分析法選擇較合理的工藝。焚燒垃圾發(fā)電煙氣凈化技術(shù)方案推薦采用半干法脫酸塔加布袋除塵器的組合工藝，如圖1 所示。

以天津雙港垃圾焚燒發(fā)電廠的煙氣凈化系統(tǒng)為例，其采用半干法吸收塔+活性炭噴射系統(tǒng) +脈沖布袋除塵器的組合工藝。在石灰漿制備系統(tǒng)中，Ca(OH)2與一定量的水混合制成濃度約為 20%的石灰漿，然后被送至石灰漿供應(yīng)槽。石灰漿自供應(yīng)槽被送至位于半干式吸收塔頂部的旋轉(zhuǎn)噴霧器，旋轉(zhuǎn)噴霧器的霧化輪在12000r/min下工作，將吸收劑霧化成液滴，從而與煙氣中的酸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。正常運(yùn)行情況下，石灰漿給料流量應(yīng)在700～1000L/ h，給料管道壓力應(yīng)在30～80kPa 范圍之內(nèi)。

在活性炭噴射系統(tǒng)中，采用氣力輸送，氣源由羅茨風(fēng)機(jī)提供，活性炭經(jīng)計(jì)量裝置直接吹入吸收塔的煙氣出口管道。使用的活性炭為200 目粉體，以保證比表面積和吸附能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

煙氣凈化技術(shù)方案的選擇是垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的重要組成部分，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面綜合考慮，推薦較合理的技術(shù)方案，對(duì)工程具體的建設(shè)要求和條件，科學(xué)而合理的選擇煙氣凈化的技術(shù)方案具有指導(dǎo)意義。