生活垃圾焚烧发电污染控制技术探究

朱福刚

（光大绿色环保技术服务（江苏）有限公司，江苏 南京 210000）

1 生活垃圾焚烧发电技术的原理和工艺

生活垃圾焚烧发电技术是一种将垃圾转化为能源的处理方式，其原理和工艺主要包括垃圾预处理、燃烧过程和能源回收。

（1）垃圾预处理：在生活垃圾焚烧发电前，需要对垃圾进行预处理，以提高焚烧效率和降低污染物排放。预处理包括垃圾的分类、分拣、破碎和干燥等步骤，以去除可回收物、有害物质和湿度较高的部分。这有助于提高燃烧效率，减少废气和废渣的产生。

（2）燃烧过程：垃圾焚烧发电的核心是燃烧过程，其中垃圾被送入焚烧炉进行燃烧。燃烧过程主要分为三个阶段：干燥和加热阶段、燃烧和氧化阶段，以及残渣燃烧和温度控制阶段。在这些阶段中，垃圾中的有机物质被氧化分解，并释放出热能。

（3）能源回收：在燃烧过程中产生的热能可以被回收利用，用于发电或供热。烟气中的热能通过锅炉中的换热器传递给水，产生蒸汽驱动汽轮机发电。同时，也可以利用余热进行供热，如供给周边居民区或工业区。

值得注意的是，生活垃圾焚烧发电技术需要严格控制燃烧过程中产生的废气和废渣的排放，以减少对环境和人类健康的影响。因此，配备适当的废气净化设备和废渣处理系统是必要的，以降低污染物的排放浓度和量。这些包括烟气净化器、除尘器、脱硫装置和脱氮装置等，以及废渣的固化、填埋或资源化利用等处理方法。通过生活垃圾焚烧发电技术，可以实现垃圾的减量化、资源化和能源化，同时也能有效控制污染物的排放，为可持续发展和环境保护做出贡献。

2 生活垃圾焚烧发电过程中的污染物排放特征

2.1 废气排放特征和污染物组成

生活垃圾焚烧发电过程中产生的废气具有特定的排放特征和污染物组成。废气排放特征和污染物组成的具体情况会受到垃圾的组成、燃烧条件、废气处理设备等因素的影响。以下是一些常见的废气排放特征和污染物组成。

（1）废气排放特征。温度：废气排放温度通常较高，取决于焚烧炉内的燃烧温度和炉内气流情况。流速：废气流速较大，与焚烧炉的设计和操作参数有关。气体浓度：废气中的污染物浓度较高，需要进行处理以满足排放标准。

（2）主要污染物组成。

氮氧化物（NOx）：主要是一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），在高温条件下形成，对大气环境和人体健康有害。

二氧化硫（SO2）：由燃烧过程中的硫含量较高的物质产生，对环境和人体呼吸系统有害。

颗粒物（PM）：包括悬浮颗粒物和细颗粒物，由燃烧过程中的固体颗粒物和液滴形成，对空气质量和健康有影响。

重金属：如汞、铅、镉等，主要来自垃圾中的电子废弃物和其他含有重金属的物质。

有机物：包括多环芳烃（PAHs）、二噁英和呋喃等，由垃圾中的有机物质燃烧产生，对环境和人体健康有潜在风险。

酸性气体：如氯化氢（HCl）和氰化氢（HCN），来自垃圾中的氯化物和氰化物等物质。

这些废气污染物对环境和人体健康都具有潜在的危害。因此，在生活垃圾焚烧发电过程中，需要采取适当的废气净化技术，如烟气净化器、脱硫装置、脱氮装置和颗粒物捕集器等，以降低污染物的排放浓度和量，保护环境和人类健康。

2.2 废渣排放特征和污染物组成

生活垃圾焚烧发电过程中产生的废渣具有特定的排放特征和污染物组成。废渣排放特征和污染物组成的具体情况会受到垃圾的组成、燃烧条件、废渣处理设备等因素的影响。以下是一些常见的废渣排放特征和污染物组成。

（1）废渣排放特征。物理性质：废渣通常为固体或半固体物质，具有一定的湿度和粘稠度。排放量：废渣的排放量取决于垃圾的含水率、燃烧效率和焚烧设备的设计参数。

（2）主要污染物组成。

灰渣：主要由垃圾中的无机物质在燃烧过程中生成。灰渣通常包括灰渣底渣和飞灰两部分。

重金属：如铅、镉、汞等，来自垃圾中的电子废弃物和其他含有重金属的物质。

有机物：包括多环芳烃（PAHs）、二噁英和呋喃等，由垃圾中的有机物质燃烧产生。

盐类：如氯化物和硫酸盐等，来自垃圾中的含盐物质和硫含量较高的物质。

废渣的污染物组成可能对环境和人体健康产生一定的影响。因此，在生活垃圾焚烧发电过程中，需要采取适当的废渣处理技术，如固化、填埋、资源化利用等方法，以减少污染物的释放和排放，降低对环境的影响。此外，废渣的处理和处置需要遵守相关的环境法规和标准，确保废渣的安全处理和环境友好。废渣的处置应考虑到废渣的稳定性、可持续性和经济性等因素，以实现废渣的最佳管理和资源化利用。

2.3 环境和健康风险评估

生活垃圾焚烧发电是一种常见的废物处理方式，它可以将垃圾燃烧转化为能源。然而，焚烧过程中可能存在一些环境和健康风险，需要进行评估和管理。环境风险评估方面，焚烧过程会产生大量的废气和废渣。废气中含有二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、重金属等有害物质，如果排放不当，可能对大气质量和气候变化产生负面影响。废渣中的重金属和有机物质也可能对土壤和水体造成污染。健康风险评估方面，焚烧过程中产生的废气中的有害物质，如颗粒物、二噁英等，可能对周围居民的健康产生不良影响。长期暴露于这些有害物质可能导致呼吸系统疾病、癌症和心血管疾病等健康问题。为了评估和管理这些环境和健康风险，需要进行全面的监测和控制措施。这包括合理设计和操作焚烧设施，使用先进的废气处理技术，监测废气和废渣中的有害物质排放水平，确保符合相关的排放标准。此外，还应加强对周围环境和居民健康的监测，及时采取必要的措施保护环境和人民健康。总之，生活垃圾焚烧发电过程中存在环境和健康风险，但通过科学的评估和管理措施，可以最大程度地减少这些风险，确保焚烧过程对环境和人民健康的影响得到控制。

3 生活垃圾焚烧发电污染控制技术

3.1 半干法循环流化吸收塔的应用

半干法循环流化吸收塔是一种常用的生活垃圾焚烧发电污染控制技术，它主要用于减少废气中的酸性气体（如二氧化硫）和重金属等有害物质的排放。半干法循环流化吸收塔的工作原理是将废气通过喷淋液体，使废气中的污染物与液体接触并吸收。下面是该技术的应用要点。

（1）喷淋系统：半干法循环流化吸收塔通过喷淋系统将液体喷雾到废气中。喷淋液体通常是一种碱性溶液，如氢氧化钠或氢氧化钙溶液。喷淋系统通常包括喷嘴、喷淋管道和循环泵等组件。

（2）吸收过程：废气通过喷淋系统后，与喷淋液体接触，污染物会被液体吸收。酸性气体（如二氧化硫）会与碱性溶液中的碱性成分发生化学反应，生成相应的盐类。重金属等有害物质则通过物理吸附或化学吸附的方式被吸附在液体中。

（3）循环系统：吸收塔中的喷淋液体通过循环泵进行循环，以保持吸收效果。循环液体会定期或连续地进行补充和排放，以控制液体中污染物的浓度。

（4）除尘系统：半干法循环流化吸收塔通常与除尘系统结合使用，以进一步减少废气中的颗粒物排放。除尘系统可以采用电除尘器、布袋除尘器等设备。

半干法循环流化吸收塔具有操作灵活、适应性强、处理效果好等优点，然而，该技术也存在一些限制，如对喷淋液体的处理和排放、设备的占地面积较大等。总的来说，半干法循环流化吸收塔是一种可行的生活垃圾焚烧发电污染控制技术，可以有效减少废气中的酸性气体和重金属等有害物质的排放，从而保护环境和人民健康。

3.2 烟气净化技术的应用

生活垃圾焚烧发电是一种常见的废物处理方式，但焚烧过程中会产生大量的废气，其中包含有害物质。为了减少废气对环境和健康的影响，需要采用烟气净化技术进行污染控制。以下是生活垃圾焚烧发电中常见的烟气净化技术的应用要点。

（1）除尘技术：焚烧过程中会产生大量的颗粒物，通过采用除尘技术可以有效去除颗粒物。常见的除尘技术包括电除尘器、布袋除尘器等。这些技术通过静电作用或过滤原理，将颗粒物从废气中分离出来。

（2）脱硫技术：焚烧过程中产生的废气中可能含有二氧化硫等酸性气体，通过脱硫技术可以将其去除。常见的脱硫技术包括湿法脱硫和干法脱硫。湿法脱硫利用吸收剂与废气中的酸性气体发生化学反应，形成相应的盐类，从而去除酸性气体。干法脱硫则通过吸附或化学反应将酸性气体去除。

（3）脱氮技术：废气中的氮氧化物是焚烧过程中的另一个重要污染物，通过脱氮技术可以将其去除。常见的脱氮技术包括选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）。SCR利用催化剂催化氮氧化物与还原剂发生反应，将其转化为氮气和水。SNCR则通过非催化反应将氮氧化物还原为氮气。

（4）除臭技术：焚烧过程中会产生一些有机物质，可能引起异味问题。除臭技术可以通过物理吸附、化学反应或生物处理等方式去除异味物质。常见的除臭技术包括活性炭吸附、氧化还原法、生物滤床等。

总而言之，生活垃圾焚烧发电污染控制技术中的烟气净化技术包括除尘技术、脱硫技术、脱氮技术和除臭技术。通过采用这些技术，可以有效去除废气中的颗粒物、酸性气体、氮氧化物和异味物质，减少对环境和人类健康的影响。

3.3 基于物理吸附技术的应用概述

生活垃圾焚烧发电是一种常见的废物处理方式，焚烧过程中会产生废气，其中包含有害物质。为了减少废气对环境和健康的影响，可以采用基于物理吸附技术的污染控制方法。以下是生活垃圾焚烧发电中常见的基于物理吸附技术的应用要点。

（1）活性炭吸附：活性炭是一种具有高度孔隙结构的材料，具有很强的吸附能力。在焚烧过程中，废气中的有机物质和异味物质可以通过活性炭吸附技术去除。废气经过活性炭层时，有机物质和异味物质会被活性炭表面的孔隙吸附，从而实现净化效果。

（2）分子筛吸附：分子筛是一种具有特定孔径的材料，可以选择性地吸附特定分子。在焚烧过程中，废气中的挥发性有机物质（VOCs）可以通过分子筛吸附技术去除。分子筛通过其孔隙结构，能够选择性地吸附VOCs，从而净化废气。

（3）冷凝吸附：冷凝吸附技术利用废气中的水分和有机物质的不同冷凝点，通过降低废气温度使有机物质冷凝，从而实现去除。冷凝吸附技术适用于废气中含有高浓度的挥发性有机物质。

总而言之，这些基于物理吸附技术的方法具有操作简单、效果稳定、适应性强等优点，然而，需要注意的是，吸附剂的选择和管理是关键，吸附剂的饱和度和再生过程都需要进行合理控制。

4 结语

综上所述，生活垃圾焚烧发电是一种重要的废物处理方式，但其过程中产生的废气和废渣可能对环境和健康造成潜在风险，因此，研究和应用污染控制技术至关重要。通过对生活垃圾焚烧发电污染控制技术的研究，可以有效减少废气中的有害物质排放，保护环境和人类健康。烟气净化技术，如除尘技术、脱硫技术、脱氮技术和除臭技术，可以在焚烧过程中去除颗粒物、酸性气体、氮氧化物和异味物质。此外，基于物理吸附技术，如活性炭吸附和分子筛吸附，也可以有效去除有机物质和异味物质。然而，需要注意的是，污染控制技术的选择和应用应考虑实际情况和成本效益，同时，监测和管理废气和废渣的排放也是重要的环节，以确保符合相关的排放标准和法规要求。在未来的研究中，还需进一步探索和改进污染控制技术，提高其效率和可持续性，同时也需要加强对废气和废渣的监测和评估，以及对周围环境和居民健康的监护。通过持续的研究和创新，可以不断改进生活垃圾焚烧发电污染控制技术，实现废物资源化利用和环境保护的双重目标，这将为可持续发展提供重要支持。