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工艺方法——生活垃圾焚烧烟气净化工艺

工艺简介

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（、和等）、氮氧化物、重金属
HFHClSO2
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。

一、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）

和，净化工艺有干法、半干法和湿法。
2NaOH
（1）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。干法工艺设备简单，投资较少；以干粉形

式反应，但由于干法存在吸附剂与烟气接触面积小、反应时间短，因

此干法脱酸效率低（50%-60%），一般喷入的吸附剂如消石灰会过量

很多（钙酸比大于3），因此会导致下游的除尘设备负荷增加。常规

的干法脱酸工艺单独使用目前已经很难达到规定的排放要求，因此一
般大型的生活垃圾焚烧厂已经很少采用该法。

（2）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（），首先制成
CaOH2Ca
（）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
OH2
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。

在半干法脱酸工艺中，一般反应塔安装在除尘装置（一般为袋式

除尘器）的前面，以便能够捕集含有少量消石灰的烟气；同时，部分

未反应的消石灰将附着于袋滤器上，经过脱酸塔的烟气将会在袋滤器

上与吸附剂进一步反应，以提高脱酸效率。碱性吸附剂与烟气的进入

接触方式有两种，顺流方式和逆流方式，各有优缺点，吸附剂都由塔

顶进入，烟气可选择由塔顶上部或下部进入。反应塔的结构包括导流

叶片、直径等的设计主要考虑为反应提供足够的空间和反应时间，达

到最佳的脱酸效率。

半干法的脱酸效率和吸附剂的利用率要大大高于干法，正常情况

下对烟气中HCl的脱除效率可达90%以上；同时，半干法脱酸过程中

也不产生废水，浆液中的水分主要用来冷却高温烟气，降低烟气温度，

以提高反应效率；半干法工艺的操作温度一般在150-170℃左右，高

于烟气的露点温度，因此烟气经过除尘器后可直接排放。
（3）湿法脱酸工艺

湿法脱酸工艺一般使用湿式洗涤塔，烟气中的和等酸性
HClSO2
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。湿法工艺在欧美等

发达国家应用较多，在工业装置上的运行数据证明，脱氯效率可达到

95%以上，脱硫效率也可达到80%以上；同时湿式洗涤塔在去除酸性

气体的同时能够有效的降低二噁英和重金属的浓度；因此湿法工艺具

有高效全面脱除污染物的优点，是以后发展的重点。

湿法工艺中的湿式洗涤塔一般安装在袋式除尘器的后面，以避免

高湿度饱和烟气中的颗粒物堵塞滤布；同时由于烟气先经过袋式除尘

器，所以在除尘器前应安装降温塔，使从省煤器出来的高温烟气经过

降温后进入除尘器，提高滤布的寿命。

湿法工艺最大的优点是对酸性气体去除的比较彻底，但也有一些

不足之处，主要包括：将产生大量的高浓度的无机盐和重金属的废水，

容易造成二次污染，增加污水处理的负荷和运行费用；经湿式洗涤塔

后的烟气一般温度在60-70℃左右，在烟气露点以下，需在系统中增

加再加热器，提高烟气的温度后才能排放，否则烟囱出口会造成白烟

现象；湿法工艺一次性投资额高，工艺路线复杂，运行费用也较高。

二、除尘工艺

经过烟气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。

（1）静电除尘器
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