（广东省建筑设计研究院 广东广州 510010）
摘要：随着城镇化的快速发展，城市生活垃圾问题越来越突出，严重影响到城市的生态环境。通过垃圾焚烧发电厂对城市生活垃圾进行焚烧处理，不仅可以解决城市生活垃圾造成的环境污染问题，提高垃圾利用率，而且还能丰富我国电力资源。但是垃圾焚烧发电厂在焚烧垃圾的时候会产生大量的烟气，对环境造成污染。因此在焚烧垃圾的时候必须处理烟气。本文主要比较了SNCR脱氮工艺和脱酸工艺，并分析了两种工艺的性价比。
关键词：生活垃圾；垃圾焚烧厂；烟气处理
焚烧垃圾能够在最短的时间减少垃圾的存储量，彻底消灭病菌、病毒，产生的电能供居民生活。因此，这种方式近年来得到了快速发展，但是焚烧垃圾过程中产生大量的烟气，这些烟气含有大量的二氧化硫、氮化物等有毒有害气体，对空气造成严重的污染，因此必须进行有效的处理。排放出来的气体必须我国《生活垃圾焚烧污染控制标准》的相关要求，才能真正做到环境效益和经济效益的统一。
1.SNCR脱氮工艺
1.1SNCR脱氮工艺原理
在没有催化剂作用下，温度为900℃-1100℃的范围内，氨气和尿素等还原剂可以将烟气中的氧化物还原为氮气和水，反应公式如下：
当氨为还原剂时，反应公式如下：
4NH3+NH——5N2+6H2O当尿素为还原剂时，反应公式如下：
（NH4）2CO——2NH2+CO
NH2+NO——N2+H2O
CO+NO——N2+CO2
通过以上化学反应可以看出，当化学反应温度达到1100摄氏度时，NH3会被氧化为NO，进一步增加氮氧化物的排放浓度，具体反应公式如下：
4NH3+5O2——4NO+H2
如果温度低于900摄氏度，那么化学反应不完全，可能造成新的环境污染。因此SNCR脱氮工艺温度太高或者太低都会造成环境污染，不利于气体排放，这个温度范围也被称之为温度窗口。 因此，SNCR脱氮工艺必须严格温度窗口。
1.2SNCR脱氮工艺系统
SNCR脱氮工艺就是将含有氨基的还原剂喷入到锅炉膛内900℃——110℃区域内，在这个温度窗口中快速将NH3以及氮氧化物反应生成为氮气和水。该脱硫工艺中锅炉膛为反应器，通过对锅炉的改造，在锅炉膛内不同位置喷射还原剂。SNCR脱氮工艺由还原剂储藏装置、输送装置、喷射装置、管道以及在线监测系统构成。其中，还原剂的喷射系统必须在锅炉温度窗口区域，才能更好的控制烟气。
1.3SNCR脱氮工艺经济性分析
从上述SNCR脱氮工艺系统的构成可以看出，这种脱硫工艺的建设周期比较短、投资成本比较低，适合中小锅炉的改造。根据电站锅炉氮氧化物的排放浓度，其改造成本大致在30——90元/KW之间，如果考虑到发电厂的辅助系统，最大的投资成本将达到120元/KW。如果是同一种类型的锅炉，那么平均投资成本随着锅炉尺寸的增加而减少。考虑到垃圾发电厂的实际情况，不同氮氧化物的脱硫成本大致在2400-12000元/t之间。其中影响到垃圾焚烧发电厂的脱除成本因素主要有烟气中排放的氮化物浓度、锅炉尺寸、热效率、SNCR脱氮工艺设备的使用寿命以及改造的难度等因素。下表为国内外已经运行的生活垃圾焚烧发电厂SNCR脱氮工艺经济指标。
为了减少对锅炉正常运行的影响，SNCR脱氮工艺系统必须在6-8周内安装好，然后停炉3天对锅炉进行改造。
2.脱酸工艺
2.1常见的脱酸工艺
生活垃圾焚烧过程中会产生大量的酸性气体，比如二氧化硫、氯化氢等酸性气体，脱除酸性气体的常用方法有干法、半干法以及湿法。干法对氯化氢和二氧化硫的脱除率为80%和75%，半干法对氯化氢和二氧化硫脱除率分别是90%、80-90%，湿法对氯化氢和二氧化硫的脱除率分别为98%、95%。从上述三种脱酸工艺可以看出湿式脱酸工艺脱除效果比较好。但是湿式洗涤法会产生一定的污水，还需要对污水进行处理，所以成本相对比较高。半干法主要通过烟气中的热量吸收水分，从而达到净化反应物，将干态固体排出，避免了湿式脱除法的污水净化处理环节。其净化过程就是将烟气从高温降低到低温，并喷入酸性吸收剂和烟气中的酸性气体发生化学反应，得到干燥的盐类物质，并用除尘器对其进行回收利用。这种酸性脱除工艺，不仅提高了脱除效率，而且产生容易处理的粉状生成物，避免环境污染。半干法脱酸工艺经过多年发展，相对来说已经比较成熟，而且脱酸工艺简单，一次性投资成本低，生成物容易处理，不会造成二次污染，具有一定的环保性，因此在国内外生活垃圾焚烧发电厂中广泛应用。
2.2半干法脱酸工艺原理
半干法脱酸工艺原理指的是用氧化钙或者氢氧化钙粉剂作为吸收剂，直接向脱塔内喷射粉剂或者石灰浆，这些吸收剂与烟气中的二氧化硫、氯化氢等酸性气体发生化学反应，达到脱酸目的。由于生活垃圾在焚烧过程中产生大量的氯化有机物，如果在锅炉膛内燃烧的不充分，可能产生二恶英和呋喃等微量毒性物质，为了减少毒性物质的声场，必须确保锅炉膛内燃烧物燃烧充分，并采取有效的措施。由于二恶英和呋喃在200℃以下一般以固态方式吸附在粉尘表面，通过洒水降温可以减少气体中的二恶英和呋喃含量，或者喷洒具有高活性的木质活性炭，吸附有害物质。吸收剂与烟气中的酸性物质发生化学反应生成固态颗粒，然后与烟气一起进入到除尘器，用布袋除尘器吸收没有发生化学反应的吸收剂，再次利用达到二次脱酸的效果。常用的烟气半干法脱酸工艺有旋转喷雾半干法和循环悬浮式半干法两种。旋转喷雾半干法脱酸工艺一般先将石灰与水配置成15-30%的浆液，然后通过振动筛进入到浆液管配置石灰浆液，通过浆液管将石灰浆液输送到脱酸塔顶部与烟气交汇并与烟气中的酸性物质发生化学反应，吸收酸性气体，达到脱酸目的。循环悬浮式半干法指氢氧化钙与烟气中的二氧化硫、氯化氢等酸性气体发生化学反应生成固态颗粒，达到脱除酸性物质的目的。
根据垃圾焚烧过程中产生的烟气成分和污染排放标准，烟气处理系统主要由脱酸系统和除尘设备构成，常见的用四种组合形式：第一种静电除尘器+湿式洗涤塔；第二种半干法脱酸塔+布袋除尘器；第三种半干法脱酸塔+静电除尘器；第四种干法脱酸塔+静电除尘器。下表为四种组合工艺优劣比较m³
结束语：
根据上文内容，综合经济性和技术因素，垃圾焚烧发电厂烟气处理方案推荐选择“SNCR脱硝+半干法脱酸+静电除尘”组合工艺，这种组合工艺的性价比和除尘效果比较好。
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作者简介
明小名（1984.8-），男，江西赣州人，成都理工大学核工程与核技术专业，工程师，单位：广东省建筑设计研究院
论文作者:明小名
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/28
标签：烟气论文; 工艺论文; 发电厂论文; 酸性论文; 干法论文; 锅炉论文; 还原剂论文; 《电力设备》2018年第2期论文;