烟气净化系统

烟气处理系统污染物产生机理污染物处理方式成都三峰烟气净化系统烟气净化系统流程图烟气净化系统PID图污染物产生机理

城市垃圾按化学成分分为有机物和无机物，其可燃成分含有氯、氯化物以及氮、硫等物质。在垃圾的焚烧过程中会生成SOx、H2S、HCl、CO、NOx、重金属、飞灰及有机氯等污染物，如氯化二苯并二噁英、氯化二苯并呋喃等剧毒物质。二噁英危害及产生机理二噁英是多氯代二苯对二噁英和多氯代二苯并呋喃的总称(PCDDs)。它是一种剧毒物质，可通过食物和呼吸等途径被人体吸收，二噁英在人体内积蓄，能引起皮肤痤疮、头痛、失聪、忧郁、失眠等症状，它也是一种致癌物质，影响人类的生育和发育，损害人类的免疫系统，影响人类正常的内分泌。污染物产生机理

垃圾焚烧中二噁英的产生机理较为复杂，目前理论较多，可归纳为：①生活垃圾本身含有微量的二噁英，虽然大部分在高温燃烧时已经分解，但可以还有一部分未燃烧而排放；②在燃烧过程中由含氯先导物质如聚氯乙稀、氯化苯、五氯苯酚等，通过重排、自由基缩合、脱氮或其他分子反应等过程生成二噁英；污染物产生机理③燃烧不充分时烟气中产生过多的未燃烬物质，在温度较低的后续设备中，一些含氯先导物质经飞灰中的催化剂如CuCl2等固相催化下，在高温燃烧中已经分解的二噁英又重新合成。

HCl的危害及其产生机理

HCl在常温下为无色、有刺激性气体，极易溶于水而形成盐酸，对人、动植物危害很大。排入大气后可形成酸雨，而燃烧过程中产生的HCl会造成受热面的高温腐蚀损毁和尾部受热面的低温腐蚀。

污染物产生机理烟气中HCl主要有以下几种途径：

①有机氯化物如PVC，塑料等的燃烧所产生的；

②垃圾中的无机氯如NaCl。一般认为城市固体废弃物中的NaCl与其他物质反应生成HCl是垃圾焚烧烟气HCl的一个主要来源。

HCl生成机理如下：有机氯化物（以PVC为例）生成HCl的总反应为：

CxHyClz+O2→CO2+H2O+HCl+不完全燃烧物

污染物产生机理无机氯化物生成HCl的反应式为：

NaCl+SiO2+Al2O3+H2O→HCl

NaCl+SiO2+H2O→HCl

当垃圾中的NaCl、N、S、水分含量较高时，HCl的生成机理为：

2NaCl+SO2+0.5O2+H2O→Na2SO4+2HCl

2HCl+0.5O2←→Cl2+H2O

污染物产生机理SO2危害及其产生机理SO2对环境的危害比较大，是形成酸雨的主要来源之一。吸入二氧化硫可使呼吸系统功能受损，加重已有的呼吸系统疾病(尤其是支气管炎)及心血管病。对于容易受影响的人，除肺部功能改变外，还伴有一些明显症状如喘气、气促、咳嗽等。二氧化硫亦会导致死亡率上升，尤其是同时在高悬浮粒子含量的情况下。最易受二氧化硫影响的人士包括患有哮喘病、心血管病或慢性肺病(例如支气管炎或肺气肿)者，儿童及老年人。污染物产生机理

SO2通常是垃圾中的含硫化合物焚烧氧化产生。另外，在垃圾的焚烧过程中，有的需要混掺煤粉，这也是生成SO2的一个原因。在还原气氛条件中，垃圾中的H2S一般经由如下的动力学氧化成SO2的：

H2S→HS→SO→SO2

反应为：2H2S+3O2→2SO2+2H2O

S+O2→SO2

Cl2+H2O+SO2←→SO3+2HCl

CxHyOzSp+O2→CO2+H2O+SO2

污染物产生机理HF产生机理生活垃圾中的氟与燃烧的碳氢化合物产生氟化氢。

污染物产生机理NOx危害及其产生机理氮氧化物可刺激肺部，使人较难抵抗感冒之类的呼吸系统疾病，呼吸系统有问题的人士如哮喘病患者，会较易受二氧化氮影响。对儿童来说，氮氧化物可能会造成肺部发育受损。研究指出长期吸入氮氧化物可能会导致肺部构造改变，但目前仍未确定导致这种后果的氮氧化物含量。污染物产生机理

NOx可分为燃料型NOx和热力型NOx。燃料型NOx是指氧和燃料中的氮发生反应生成。热力型NOx是指空气中的N2

和O2

在高温下直接反应的生成物。相关反应为：

4NH3+5O2→4NO+6H2O

N2+O2→2NO

2NO+O2←→2NO2

CxHyOzNw+O2→CO2+H2O+NO+NO2

污染物产生机理CO产生机理

CO是由于生活垃圾中的可燃物不完全燃烧产生的，它是碳氢燃料和氧发生的化学反应的中间产物。可燃物中的碳元素的大部分被氧化成CO2，但由于垃圾在燃烧气化过程中炉膛局部供氧不足或温度较低，就会产生CO排放到周围环境中。当燃烧温度接近1500℃时，CO转化成CO2

的平衡常数会降低，造成CO浓度明显升高。

污染物产生机理

另外，有研究表明，燃烧过程中CO的浓度和PCDD/Fs的浓度大小有一定关联，在经常性的生产中大致可以借助CO的浓度指标控制监测PCDD/Fs的浓度。关于CO的主要反应有：

3C+2O2→CO2+2CO

C+CO2→2CO

C+H2O→2CO+H2

污染物产生机理重金属来源重金属类污染物源于焚烧过程中生活垃圾所含重金属及其化合物的蒸发。主要有As、Cd、Cr、Hg、Cu、Sb、Ge、Sn、Ni、Pb及Zn等。重金属在高温下一部分以气态形式存在，一部分被氧化后吸附在烟气中的颗粒物上。重金属不能被生物分解且能在生物体内富集或形成毒性更强的化合物，通过食物链最终对人体造成危害。污染物产生机理

城市垃圾中垃圾成分复杂，其所含重金属种类很多，一般垃圾分类只能减少重金属的含量，并不能完全去除重金属。经过焚烧处理后，虽经过垃圾分拣，除去了明显易生成重金属污染的垃圾源，但仍有大量目标重金属存在于底灰或者蒸发于尾气中。污染物产生机理飞灰产生机理生活垃圾在焚烧过程中，由于高温热分解、氧化的作用，燃烧物及其产物的体积和粒度减小。其中的不可燃物大部分滞留在焚烧炉炉排上以炉渣的形式排出，一部分质小体轻的物质在气流携带及热泳力的作用下，与焚烧炉产生的高温气体一起在炉膛内上升，经过与锅炉的热交换后从锅炉出口排出，形成含有颗粒物即飞灰的烟气流。污染物产生机理污染物处理方式

二噁英的控制①改善燃料条件，使炉内燃料达到能完全控制二噁英的燃烧状态，采用3T技术。即控制炉膛温度，延长气体在炉内高温区滞留时间，增加湍流度等；按照国家规定保证烟气的停留时间在850℃、2S以上。②控制烟气温度。当燃烧烟气从余热锅炉中排出后，采用急冷技术使烟气在0.2s内急速冷却至200℃以下，以越过二噁英易形成的温度区；③在烟气中喷入活性炭或多孔性吸附剂，可吸附二噁英，再用除尘器捕集。酸性气体的处理方式酸性气体包括SOx、HCl、HF等物质。目前主要有以下三种处理方式：（1）干法干法又有两种：一种是不对烟气进行冷却处理，直接在烟气中喷入中和反应剂（如石灰）干粉，让中和剂与烟气中的有害物质反应，另一种是先将烟气进行冷却处理，在烟气中喷入一定少量的水增大烟气的湿度，再在烟气中喷入中和剂干粉，由于烟气有一定湿度，有利于中和剂干粉与烟气中的酸性物质结合。干法主要有循环流化床（CFB）、电子束照射法（EBA）。污染物处理方式

（2）湿法湿法是先将烟气中的粉尘用除尘器过滤掉，再对其进行喷水降温处理,然后用中和剂的溶液喷入烟气对烟气进行洗涤，烟气中的酸性物质被脱去。湿法反应机理：SO2＋H2O→H2SO3H2SO3⇋H＋＋HSO3－

HSO3－＋1/2O2→HSO4－HSO4－⇋H＋＋SO42－Ca2＋＋CO32－＋2H＋＋SO42－＋H2O→CaSO4·2H2O＋CO2↑2H＋＋CO32－→H2O＋CO2↑

污染物处理方式目前湿法主要有石灰/石灰石-石膏、海水脱硫、碱式硫酸铝法、水和稀酸吸收法、双碱法、氨酸法、钠盐循环法、氧化镁法、海水法等方法。（3）半干法半干法是介于干法和湿法之间的一种处理方法，将中和剂干粉制备成一定浓度的中和剂溶液直接喷入烟气中，在烟气紊流流动过程中，让中和剂与烟气充分接触并进行化学反应，从而将酸性物质气体从烟气中脱去。污染物处理方式

半干法脱酸机理：2HCl(g)+Ca(OH)2(s)—>CaCl2(s)+2H2O(g)2HF(g)+Ca(OH)2(s)—>CaF2(s)+2H2O(g)SO2(g)+Ca(OH)2(s)—>CaSO3(s)+H2O(g)CaSO3(s)+1/2O2(g)—>CaSO4(s)SO3(g)+Ca(OH)2(s) —>CaSO4(s)+H2O(g)污染物处理方式

三种处理方法相比较，各有其优缺点：干法工艺简单，投资节省，效率低，处理效果较差，；湿法工艺复杂，投资高，有废水等产生，效率高，处理效果较好；半干法无论是投资，或是处理效率，都介于干法和湿法二者之间。成都市九江环保发电厂项目对酸性气体的控制就是采用半干法的处理方式。污染物处理方式NOX控制焚烧尾气中，对NOx的控制措施有：GeorgeTchobanoglous等人研究认为，焚烧方式控制包括烟气再循环方式和低过量空气运行。烟气再循环方式指从焚烧炉中排出的部分尾气重新返回焚烧炉中，低过量空气操作是指适量控制输入焚烧炉的一次风和二次风，这样使得焚烧炉处于贫氧或气化状态，这时热力型NOx的产生就会降低。另外，还可以采用低NOx燃烧器，水蒸气喷射法，催化吸收和均相吸收等方法。污染物处理方式

催化吸收方法又分为选择性非催化还原(SNCR)。选择性催化还原（SCR)。

SNCR脱硝技术是将NH3、尿素等还原剂喷入锅炉炉内与NOx进行选择性反应，不用催化剂，因此必须在

高温区加入还原剂。还原剂喷入炉膛。温度为850～1100℃的区域，迅速热分解成NH3，与烟气中的NOx反应生成N2和水。该技术以炉膛为反应器。污染物处理方式

污染物处理方式SNCR原理如下：在850～1100℃范围内，NH3或尿素还原NOx的主要反应为：

NH3为还原剂4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O尿素为还原剂NO+CO(NH2)2+1/2O2→2N2+CO2+H2OSCR（选择性催化还原）脱硝技术是指在催化剂的存在下，还原剂（无水氨、氨水或尿素）与烟气中的NOx反应生成无害的氮和水，从而去除烟气中的NOx。选择性是指还原剂NH3和烟气中的NOx发生还原反应，而不与烟气中的氧气发生反应。SCR反应原理：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O6NO+4NH3→5N2+6H2O污染物处理方式SNCR与SCR比较内容SNCRSCR操作温度 850~1,050℃300~450℃NOx去除率40~50%80~95%安装空间高低安装费用低高反应物耗量高低污染物处理方式CO控制强化炉内燃烧，使物料能充分地与氧反应。同时通过提高二次风压头，保证其有很大的穿透深度，使燃烧更充分完全，从而降低CO的排放。重金属控制根据重金属的形成机理，以下方法可以对其进行有效控制：

(1)喷射诸如活性碳等粉末，吸附重金属形成较大颗粒而被除尘设备捕集。污染物处理方式

(2)降温使重金属自然凝聚成核或冷凝成粒状物后被除尘设备捕集；重金属以固态、液态和气态的形式进入除尘器，当烟气冷却时，气态部分转变为可捕集的固态或液态。

(3)将尾气通过湿式洗涤塔，去除其中水溶性的重金属化合物。对挥发性较强的重金属如Hg的控制却相对较难。

(4)催化转变，改变重金属种类，使饱和温度低的重金属元素形成饱和温度高的且较易凝结的氧化物或络合物，被除尘设备捕集。污染物处理方式飞灰控制垃圾焚烧的粒状物的控制主要有静电分离、过滤、离心沉降及湿法洗涤。常用的设备有布袋除尘器、静电除尘器及文丘里除尘器。布袋除尘器对粒径1μm以下的颗粒物的除尘效果优于静电除尘器。对烟尘、重金属、二噁英等有机物类污染物有较好的除尘效果。污染物处理方式成都市九江环保发电厂烟气净化系统烟气净化系统排放指标注：1）排放限值均以标准状态下含11％O2的干烟气为参考值换算2）烟气最高黑度时间，在任何1h内累计不超过5min；

烟气净化系统主要包括SNCR系统（炉内脱硝）及半干法(旋转雾化器脱酸塔）+布袋除尘器+活性炭喷射系统组成。

成都市九江环保发电厂烟气净化系统湿相干相SOLUTIONHClGASH+Cl-Ca2+Ca2+Ca2+Ca2+CaCl2

(aq)CaCl2

(aq)Cl-Cl-+Ca(OH)2inexcessCaCl2CaSO4SOxGASCaCl2Cl-石灰反应半干法反应机理成都市九江环保发电厂烟气净化系统喷雾塔

成都市九江环保发电厂烟气净化系统喷雾塔主要技术参数：容积：1581m3直径：11300mm。柱体高度：12510mm总高：23320mm进口210℃出口150℃成都市九江环保发电厂烟气净化系统成都市九江环保发电厂烟气净化系统

烟气在喷雾塔中停留的时间约为27S，包括恒速干燥和降速干燥阶段。恒速干燥阶段，蒸发速率大致不变。液滴大部分水份在此阶段蒸发掉。水份由液滴内部向液滴表面移动，以保持表面饱和，液滴温度为湿球温度。水份不断蒸发，逐渐降低了液滴内的水份含量，最后达到某一点。水分移向表面的速率小于成都市九江环保发电厂烟气净化系统表面汽化速率，在这一点的湿含量称为临界湿含量。这时表面不再保持湿润，干燥速率不断地下降，直到完成干燥为止，这就是降速干燥阶段。成都市九江环保发电厂烟气净化系统布袋除尘器成都市九江环保发电厂烟气净化系统成都市九江环保发电厂烟气净化系统过滤原理

过滤

洁净成都市九江环保发电厂烟气净化系统

除尘器技术参数表成都市九江环保发电厂烟气净化系统设计烟气流量133448Nm3/h设计烟气温度150℃正常过滤风速（未扣除无效的布袋面积）0.65m/min关闭布袋除尘器其中1个仓

室进行检查或检修时的过滤风速（未扣除无效的布袋面积）0.74m/min过滤仓室8室每个仓室的滤袋272条每个脉冲阀喷吹滤袋16条除尘器滤袋总数2176