[发明专利]生活垃圾焚烧烟气的无害化组合脱酸除尘方法和系统

说明书

技术领域                                            

本发明涉及一般的物理或化学的方法或装置，尤其涉及气体或蒸汽的分离，涉及生活垃圾焚烧烟气的化学净化，特别是涉及生活垃圾焚烧烟气的无害化组合脱酸除尘方法和系统。

背景技术

城市垃圾问题已成为当今世界最严重的公害之一，及时清理和处置垃圾是建设美丽中国和优美、整洁、文明的现代城市不可缺少的条件。目前解决垃圾问题的最有效途径是减量化、资源化、无害化。焚烧处理技术符合无害化、减量化、资源化的垃圾处理政策，且具有处理速度快、减容效果好、占地面积小、环境影响小、易于选址等优点，近年来在国内外得到较快发展。

我国自上世纪80年代引进垃圾焚烧技术以来，经过了初创期、发展期、争论期，目前已经达到了共识，建立以炉排炉为主要炉型的大型垃圾焚烧发电厂是我国处理城市生活垃圾的发展方向。我国垃圾焚烧技术起步虽然较晚，但焚烧技术发展迅猛，实现了跳跃式发展，目前占市场主导地位的机械炉排焚烧炉基本上已达到国际先进水平，已建成和在建项目有数百台，生活垃圾焚烧发电已经形成一门新的产业。

由于生活垃圾成分的复杂性，其焚烧烟气包括以下一种或多种有害成分：酸性气体HCL、二氧化硫、HF，重金属Hg、Pb、Cu、Cr、Cd,有机化合物二噁英。生活垃圾焚烧后产生大量含有重金属、二噁英、SO_x、HCl、HF等有毒、有害焚烧烟气，若不进行彻底处理对环境的危害会十分严重。所以焚烧生活垃圾的烟气处理已成为公众关注的重点问题。

随着国家对污染减排的重视，垃圾焚烧环境保护排放要求也日趋严格，包括对焚烧烟气排放、工艺废水排放、焚烧灰渣等各方面要求。国家环保局在2000年颁布的《生活垃圾焚烧污染控制》标准中严格限定了各种污染物排放指标，该标准2014年已经修订完成，主要污染物的排放要求更高，省会以上城市的垃圾焚烧发电项目对烟气排放标准已提高到欧盟标准甚至更高。目前国内的生活垃圾基本都很少筛选，故烟气成分基本上差不多，不同地区稍有差异，主要烟气成分原始数据范围以及中国国家环保局颁发的GB18485-2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》和欧盟2000 标准污染物排放浓度见下表。

垃圾焚烧烟气处理主要针对焚烧产生的烟尘、有毒有害气体、氮氧化物等进行处理，重点减少二噁英与重金属污染和PM2.5微细粉尘，必须根据具体焚烧项目状况与投入，采用不同配置的烟气处理组合工艺。

PM2.5也称细颗粒物或可入肺颗粒物，是指空气动力学直径小于或等于2.5微米的颗粒物。通常用于质量浓度时表示单位为μg/m³。PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。大气中的气态污染物经过一系列化学转化或物理过程而生成的固态和液态颗粒物，是PM2.5的主要来源。如气态污染物二氧化硫、氮氧化物、氨气及一些有机物气体，在大气中会发生一系列化学反应，最后生成硫酸盐、硝酸盐、铵盐及有机颗粒物等。这些颗粒物的化学性质及成分组成都有很大的差异，与参与生成的气态污染有关。颗粒物硫酸铵、硝酸铵等盐类是PM2.5的主要成分，占PM2.5总量的40%左右，焚烧生活垃圾的烟气都含有这些有毒有害的颗粒物。也就是说，垃圾焚烧炉的生活垃圾焚烧烟气控标排放，核心是彻底去除烟气中有毒有害污染物和PM2.5捕集去除。

现有技术通常采用半干法和干法进行焚烧生活垃圾的烟气处理，消除焚烧产生的酸性烟尘、氮氧化物NO_x等，减少二噁英与重金属污染和PM2.5微细粉尘。

现有技术的半干法生活垃圾焚烧烟气脱酸过程，是利用喷雾干燥的原理将消石灰浆喷入喷雾反应塔内，一方面利用烟气的热量将喷入的雾滴水分蒸发形成干燥的粉状固体颗粒收集下来；另一方面生活垃圾焚烧烟气中酸性气体与消石灰浆液同时发生化学吸收反应，达到脱酸的目的。在塔内完成脱酸反应后形成的产物，部分在塔内由底部锥体出口排出，另一部分随烟气进入布袋式除尘器内经活性炭粉吸附净化后排放。半干法工艺的缺点是，脱酸除尘和重金属二噁英的吸附都只采取一级处理，消石灰浆和烟气在喷雾反应塔内反应时间短，不能完全彻底地去除酸性气体和有毒物质，有效脱酸率只有85%左右，无法满足更高的环保要求。