1、 74 经 验 区域治理 EXPERIENCE 垃圾焚烧发电烟气排放标准及 提升策略分析 汪鑫 珠海信环环保有限公司 摘要：随着焚烧垃圾发电产业的迅速发展，烟气的排放问题已经成为了人们的重点关注对象。因此，为降低烟气排放对于环境的污染，提升烟气排放标准，本文基于国家制定的烟气排放标准，对于我国烟气处理工艺进行了研究和梳理，并就影响烟气排放的因素以及垃圾发电烟气污染物的类型进行了分析，探讨了提升垃圾焚烧发电烟气排放标准的策略，以便实现对烟气排放工艺的优化。关键词：垃圾焚烧发电；烟气排放标准；提升策略 中图分类号：X3 文献标识码：A 文章编号：2096-4595(2023)29-0074-03
2、作者简介：汪 鑫，生于 1985 年，男，汉族，黑龙江牡丹江人，本科，中级职称，研究方向为垃圾焚烧发电行业。引言 随着我国城市化进程的加快，人口的急剧增长，垃圾产量逐年提升，垃圾围城的现象愈演愈烈。为此，我国采用垃圾焚烧发电的方式对垃圾进行处理，逐渐增加在垃圾发电产业的投入，使得垃圾发电设施的数量不断提升，截至 2020 年，我国运行的垃圾发电厂总数已经突破了 600座，垃圾焚烧处理设施能力超出总能力的 1/2。但是伴随着垃圾发电产业的发展，垃圾焚烧的烟气排放问题成为人们的困扰。一、影响烟气排放标准的因素 诸多因素都会对于垃圾焚烧产生影响，其中对垃圾焚烧影响最为深远的是焚烧炉的型式以及垃圾焚烧
3、的运营模式和烟气排放及其产生的污染物浓度，这三类因素能够对垃圾焚烧的过程产生较为严重的影响，阻碍烟气排放指标的达成。（一）焚烧炉型式 焚烧炉作为垃圾焚烧的主要设备，其焚烧炉的型号以及类型能够对垃圾焚烧烟气的产生造成直接的影响。不同类型的焚烧炉在实际运行的过程中，其产生的烟气包含的污染物的种类也不尽相同。现今在我国最为常用的机械炉和回转窑，其在进行实际燃烧的过程中都展现出了各自的优缺点。机械炉在被应用的过程中，能够对于大量的垃圾进行处理，其适用的垃圾处理范围也较为广泛，但是因其燃烧过程较为简单，导致其极易出现燃烧不完全的情况1。因此，在选择焚烧炉的过程中，一定要基于垃圾焚烧的实际情况，将垃圾的焚
4、烧需求作为参考，选择合适的焚烧炉类型，以便改善烟气的排放问题，实现对污染物的控制。（二）运营模式 在垃圾焚烧发电项目（如图1）的扩建过程中，要想垃圾焚烧发电厂能够被快速地被投入使用，其运营模式以及经营模式一定要达到相应的要求，使得烟气排放能够达到相应要求，完成提升烟气排放标准的目标。就目前烟气排放标准而言，能够对其产生直接影响的是发电厂的运行水平，如果发电厂的运行水平较低，管理人员缺乏管理意识以及手段，则会在焚烧垃圾的过程中出现焚烧操作失误的情况，导致垃圾焚烧不彻底，以至于在进行烟气排放的过程中，污染物含量超标。而且还有一些发电厂为了实现对于焚烧成本的控制，会减少还原剂的用量，也会使得烟气的排
5、放标准受到一定程度的影响。（三）烟气排放及其污染物浓度 基于污染物的类型分析，可以看出在焚烧垃圾的过程中，产图 1 垃圾焚烧发电项目 75 经 验 区域治理 EXPERIENCE 生最多的污染物为重金属以及二噁英等物质，如果该类物质在烟气中的浓度过高，会对烟气的排放质量产生直接的影响，使得自然环境受到极为损害，污染周边动植物的生存环境。基于对现今垃圾焚烧发电烟气排放系统的调查可以发现，要想提升烟气的排放标准，需要通过对温度的控制降低二噁英以及重金属等物质的含量，以免出现垃圾不充分燃烧的情况，造成重金属超标。同时，在提升烟气排放标准的过程中，还可以借助活性炭的吸附作用，将空气中的二噁英物质进行充
6、分吸收，以便降低二噁英物质的排放量，使其对于环境的污染得以降低2。二、垃圾发电烟气污染物的类型 垃圾在焚烧发电过程中造成的主要污染有废气、污水以及噪声等。而烟气污染涵盖了酸性气体、烟尘、重金属以及二噁英等物质，其对生态环境造成了极为严重的影响，已经成为了影响人们身体健康的主要因素。（一）酸性气体 在垃圾焚烧的过程中，产生了 HCI、SOX等物质。HCI 的产生主要是由于对于硬质塑料以及含氯无机废物的燃烧，该类物质经过高温分解产生了 HCI。而 SOX的产生主要是由于一些含硫橡胶物质的焚烧，其在高温条件下与空气发生氧化反应，生成硫化物。另外，在对含有氮化合物的垃圾进行燃烧的过程中，其在高温分解的
7、条件下产生了 NOX。还有极少部分 NOX是由于在焚烧过程中氮气与氧气在高温条件下发生氧化反应形成的。（二）烟尘 垃圾在进行焚烧时，大部分可燃物质被分解成了 CH4以及气态碳氢化合物。而一些垃圾在充分燃烧后则直接生成气体。一些并未充分燃烧的垃圾，则会以颗粒状态进入到烟气当中。另外，在一些烟气净化系统中也会形成少量的 Ca(OH)2以及其他活性的细小颗粒，其与烟气结合能够形成烟尘。（三）重金属 重金属污染物的产生主要是由于焚烧废旧电池以及灯管等物品，该类物质因含有大量的金属化合物，在将其焚烧后会形成挥发性较强的金属，一些金属在高温条件下直接进入到烟气中，在活性炭和袋式除尘器的捕捉和吸附下，以飞烟
8、的形式排出，例如Pb 等金属物质。而一些挥发性较差的金属在燃烧后则会以氧化物的形式留存于炉渣中。（四）二噁英 二噁英物质并不是单一的物质，其主要是由大量同类物质组合而成的化合物。二噁英的生成机理具有极为复杂的特性，就目前而言形成二噁英的方式主要有以下几种，其一是固体垃圾燃烧后直接留存，其二是一些含氯有机物在燃烧后发生的复杂化合反应形成的，其三则是一些未被燃尽的物质在特定的温度条件下生成的。三、提升垃圾焚烧发电烟气排放标准的提升策略 提升垃圾焚烧发电烟气的排放标准应当基于对烟气污染类型以及影响烟气排放标准关键因素的分析，对烟气排放工艺进行梳理，以便能够提出具有针对性的策略，使得烟气排放标准得以提
9、升，降低垃圾焚烧发电对于环境的影响。（一）进行垃圾分拣 基于目前垃圾收运体系，我国要想建立完备的垃圾分类系统还需要经历一段相当长的时间。就目前我国垃圾分类的情况而言，居民的垃圾分类理念仍旧停留在初级阶段，只有为居民配备完备的垃圾分类收集体系以及运输制度，才能实现对于垃圾回收的处理措施。因此就现今而言，要想提升垃圾焚烧发电烟气的排放标准可以将垃圾分拣作为入手点，在垃圾进入到分拣厂后，将分拣出的物质直接送到加工厂进行综合回收利用，而一些不可再利用的垃圾则直接送至垃圾发电厂进行焚烧处理，以便为当地园区提供电能和蒸汽，通过采用这种处理方式直接从源头上降低污染物的浓度，使得垃圾能够被循环利用3。（二）选
10、择合适的炉型和炉膛 目前国内应用的机械炉按照出产国来进行区分可以将其分为三类，其一是德国的马丁炉，其二是日本的炉排炉，其三是本国的炉排炉；而按照炉膛结构进行划分可以将其分为顺流式、逆流式以及二段往复式4。每个国家的炉型都各有优缺点，因此对于锅炉的选择应当基于本国的垃圾特性，以便能够保证在焚烧垃圾的过程中锅炉与垃圾达到完美契合。尤其是在进行垃圾燃烧的过程中，要将垃圾燃烧产生的热值以及含水量和容重等参数作为参考，以便保证垃圾能够充分燃烧，最大程度上发挥锅炉的效率。基于当地垃圾焚烧的特点，对垃圾进行处理可以采用“半干法和 SNCR”结合的烟气净化工艺。但是，在对其应用的过程中要基于对设计参数的严格审
11、计，提升烟气制作工艺的水平，以便能够实现降低烟气排放中污染物的排放量的目标。（三）提升管理运行水平 在对烟气排放标准进行管理的过程中，政府应当发挥指导作用，将市场体制纳入到烟气排放标准管理中，加强对于垃圾发电厂的监管，提升垃圾燃烧以及烟气排放的标准。操作人员在进行操作的过程中，要严格遵照“3T+1E”的处理标准，依照垃 76 经 验 区域治理 EXPERIENCE 圾焚烧的手册，对垃圾焚烧的流程进行切实的监管。如果发现垃圾焚烧运行存在问题，要依照运行手册对其进行解决，以便在提升垃圾焚烧自动化程度的同时，提升烟气排放的标准。（四）优化烟气处理流程 通过优化烟气处理流程能够对提升烟气的排放标准发挥
12、关键作用。首先，在垃圾进入到贮坑安装装置时，给出一次风，保证在持续负压条件下坑内的臭气不会发生扩散。其次，在锅炉房内给出二次风，并向风机内进行不断加压，待到空气经由预热器进入到炉膛后，使得炉膛内的烟气进行湍流，以便能够将炉膛内的垃圾以及附属气体进行充分燃烧，降低不充分燃烧的损失。再次，待至炉内温度到达850 后，要保证炉内垃圾能够停留 2 s 以上，以便能够使得二噁英物质充分分解。最后，要在炉排内对垃圾进行处理，待到垃圾经过干燥和充分燃烧后，收集灰渣进行装车外运，以备综合利用。同时，要在垃圾焚烧后产生的高温烟气冷却后，将烟气送入烟气净化系统。另外，要在焚烧炉膛的高温区域设置尿素溶液喷洒装置，以
13、便实现对 NOx的控制，在将烟气送入反应塔后，要保证烟气能够与石灰浆充分融合，待至其发生反应，消除烟气中的酸性气体，再将烟气送入到烟道中，利用喷入的熟石灰粉以及活性炭进行除尘吸附工作。待至烟气经过全部流程后，使得烟气达到相应的排放标准，再利用引风机将烟气排放至外部环境中。（五）从源头控制烟气污染物 在焚烧垃圾对烟气进行处理的过程中，要基于燃料的物理特性分析燃烧特性，以便降低焚烧后烟气中的有毒有害气体含量，从源头上实现对于烟气污染物的控制。首先，要基于当前垃圾焚烧工艺以及烟气处理工艺的水平，选取合适的垃圾焚烧燃料。在对焚烧垃圾的成分进行充分分析后，确定垃圾的物理特性，依照垃圾中的含水量对排炉进行
14、优化设计，并且要依照燃料的特性确定垃圾焚烧的低位热值，明确发电厂的垃圾焚烧需求以及预测垃圾成分在焚烧后可能出现的变化。同时，要对垃圾中的水分进行控制，最大程度上降低烟气中的有害物质，并且在焚烧垃圾的过程中，尽可能延长贮坑内垃圾的发酵时间，以便增加垃圾焚烧的热值。另一方面，要对垃圾运输系统进行优化调整，要对垃圾从给料到进入炉排的全过程进行监控，并将自动化系统引入其中，设置监视系统，实时观测垃圾在料斗内的位置变化，以便能够及时加料，减少不必要的烟气，实现对烟气污染物的控制。（六）优化净化烟气方式 要想进一步提升烟气的排放标准，应当对烟气排放系统进行优化，基于对当前烟气净化工艺的研究，对其中的细节部
15、分进行改良。首先，要基于烟气的排放情况对烟气的处理工艺进行灵活调整，可以将干法和半干法进行组合使用，以便能够使得烟气达到相应的排放标准。其次，要对组合工艺进行设计，在调低半干法环节石灰浆液浓度的同时，将干法作为补充使用。通过对工艺的结合，使得系统中烟气的运行和处理能够快速地达到排放标准，降低系统运行故障的概率，提升烟气排放的生态效益和经济效益。再次，要在反应塔的椎体部分加设振打装置，并在出灰口安装破碎装置，以便能够在灰块堵住出口时能够对其进行破碎，降低烟气中的悬浮颗粒含量。同时，在反应塔与除尘器的烟道间，还应当加装活性炭混合器，以便能够借助活性炭的作用，使其与烟气充分混合，吸附烟气中的重金属等
16、物质，从而对烟气进行净化。最后，如果烟气中的酸性气体较多，则可以将 Ca(OH)2作为吸收剂，使其与酸性气体发生反应，完成“气-液”的传质，使得酸性气体能够被顺利排出，从而提升烟气的排放标准，降低烟气中酸性气体含量。结语 总而言之，垃圾焚烧发电作为我国发电的主要构成，其具备绿色环保的特性。通过对焚烧垃圾发电项目的分析可以看出，虽然垃圾焚烧发电项目秉持着绿色环保的理念，但是在焚烧垃圾以及发电的过程中仍旧会产生大量的烟气，因此一定要对烟气的排放过程进行控制，以免对自然环境造成影响。现今，要想提升烟气的排放标准可以基于垃圾焚烧发电项目的特点，对垃圾的焚烧工艺进行优化，选择高效的烟气处理系统，以便能够
17、使得垃圾焚烧发电兼具经济效益和生态效益。参考文献 1 朱建彩.垃圾焚烧发电烟气排放标准及提升策略探讨J.当代化工研究,2022(24):146-148.2 王东雷.浆液冷却烟气脱白设计影响因素及节水效果分析J.发电技术,2021,42(03):382-388.3 王东雷,许家明.浆液冷却烟气脱白设计边界条件的选择及应用J/环境工程编委会,工业建筑杂志社有限公司.环境工程 2019 年全国学术年会论文集（下册）.环境工程2019 年全国学术年会论文集（下册）,2019:537-540.4 曾曜,范长健.垃圾焚烧发电烟气排放标准及提高对策研究J.环境保护与循环经济,2019,37(02):68-72.
