垃圾焚燒發電就是利用特殊的垃圾焚燒鍋爐設備，以居民產生的生活垃圾和工業行業產生的工業垃圾為燃料進行焚燒，對這些燃料焚燒處理的同時，利用燃燒產生的熱量轉化為汽輪發電機的動力以供發電的一種新型發電方式。由于這種焚燒發電處理方式具有“三化”(減量化、資源化)，以及對環境與社會具有效益，所以垃圾焚燒發電行業在近年來得以快速發展。

　　我國的城市生活垃圾與發達相比，水份含量高，熱值低，組分隨季節變化大。如何使垃圾焚燒產生的二次污染物得到有效的控制與處理，使其達標排放，是關系到民生、環境的一個長久性的研究話題。我們今天就從這些排放污染物的生成機理、爐內控制、后期處理來探討下如何盡可能實現排放指標小。

　　生成的主要污染物有哪些？

　　垃圾成分中含有與碳、氫、氧、氮、硫、磷元素有關的化合物，同時還含有與鹵素成分有關的化合物，這些物質在燃燒過程中會與與空氣中的氧氣發生反應,進而產生多種有害污染物,垃圾焚燒污染物存在的形式及數量與垃圾焚燒條件和煙氣凈化系統緊密關聯。

　　生成的污染物主要包括垃圾焚燒所產生的飛灰(粉塵)、有毒物質Hg等重金屬以及HCl、SO x、NO x、HF、CO等有害氣體。

　　污染物生產機理

　　1、氯化氫HCL

　　HCl產生源自垃圾中的有機氯化物與無機氯化物:(1)含氯有機物如PVC塑料、橡膠、皮革等高溫燃燒時分解;(2)大量的無機氯化物NaCl、MgCl 2等與其它物質反應生成。它們的反應式如下：

　　2MClx+xH2O→xM2/xO+2 xHCl;

　　H2O+2NaCl+SO2+0.5O2→Na2SO4+2HCl;

　　(CH2CHCL)n+O2→CO2+CO+H2O+HCL;

　　2NaCL+SO2+O2→Na2SO4+CL2;

　　這是垃圾焚燒爐煙氣中HCl的主要來源。HF則是由含氟塑料燃燒產生。

　　2、二氧化硫SO2

　　二氧化硫生成是由垃圾中含硫化合物焚燒時氧化所形成的,當以含硫煤煤或者燃油助燃垃圾焚燒也會SO2也會產生。SO2在空氣和陽光作用下會形SO3并經雨水沖淋而形成酸雨。其反應方程式為:

　　S+O2→SO2;

　　2SO2+O2→2SO3;

　　SO3+HO2→H2SO4。

　　3、氮氧化物NOx垃圾焚燒產生的NOx，主要來源于垃圾中的有機氮化物。在爐內高溫燃燒時，這些有機氮化物先熱解生成N、CN、HCN等中間產物,再與氧氣產生NOx。

　　一般認為在存有氯和金屬存在的條件下，有機物燃燒會產生二英，醫療廢棄物,生活垃圾，農作物秸稈焚燒也會產生二英。垃圾焚燒過程中二英有3種來源：①從原生垃圾中來;②垃圾焚燒中產生;③在燃燒尾部煙氣中再合成。

　　污染物控制與處理

　　1、從源頭抓起

　　①既然知道垃圾是無利無益的，從源頭上我們每個公民都應該盡量減少垃圾的產生，并且保證不用含CL元素、含F元素的朔料袋，使用可循環購物袋。

　　②加快垃圾分類分類收集進程，加強資源回收利用，分選除去垃圾中的含氯成分高的物質(如PVC塑料等)及金屬催化劑;其次垃圾發電廠的垃圾儲倉要全密封，在垃圾卸料口裝電動卷簾門,加裝氣膜封閉，用風機將儲倉內抽吸的氣體送入鍋爐中助燃、脫臭;儲倉中垃圾滲瀝水收集到污水坑內，用泵送到爐膛內焚燒、裂解。

　　2、爐內燃燒

　　爐內的燃燒可以通過以下幾個方面來控制：①運用合適的爐膛和爐排結構，使垃圾在焚燒爐得以充分燃燒。而衡量垃圾是否充分燃燒的指標之一是煙氣中CO的濃度，CO濃度越低說明燃燒越充分。

　　②控制焚燒爐內煙氣出口溫度不低于850℃,煙氣在爐膛及二次燃燒室內的停留時間不小于2s,O2的濃度不少于6%,并合理控制助燃空氣的風量、溫度和注入位置。我們由下面的圖就可以知道為何如此控制了。

　　從上面的兩個圖我們知道由于NOx在高溫充分氧化的條件下更易生成，與減少污染物的控制條件矛盾，一般在燃燒實際運行中保證在垃圾可燃組分充分燃燒的基礎上，再兼顧NOx的產生。

　　3、煙氣處理

　　(1)針對粉塵

　　針對粉塵采用的是布袋除塵器，上次文章已經介紹了布袋除塵器，需要了解可以查看歷史文章。本次不做詳解。

　　(2)針對二氧化硫SO2、氯化氫HCL等

　　針對垃圾焚燒尾氣中的SO2、HCL等酸性氣體的凈化原理主要是通過酸堿中和反應進行的,堿性吸收劑一般采用Ca(OH)2,反應式如下:

　　SO2+Ca(OH)2+1/2O2→CaSO4+H2O;

　　SO3+Ca(OH)2+1/2O2→CaSO4+H2O;

　　2HCL+Ca(OH)2→CaCL2+2H2O;

　　2HF+Ca(OH)2→CaF2+2H2O。

　　酸性氣體凈化方法有3種.

　　①干式洗氣法：用壓縮空氣的氣體壓縮的能量將石灰粉末CaO、Ca(OH)2直接噴入煙道或煙道中某段反應器內，使堿性粉末與酸性廢氣充分接觸，中和反應后去除酸性氣體。此法投資省，操作維護運行費用低，耗水耗電少，但藥劑消耗量大，去除效率低。

　　②濕式洗氣法：在煙道中建一個填料吸收塔，在塔內煙氣與堿性溶液對流混合，不斷地在填料中的空隙及表面接觸及反應，使尾氣中的酸性氣體被吸收去除。其優點去除率高，對SO2及HCL、HF去除率在90%以上。并對高揮發性重金屬物質(如汞)有去除能力，但投資高，耗電、耗水量大，產生的廢水需要進行處理。

　　③半干式洗氣法：是介于干式與濕式之間,增設一個半干法洗氣塔,實質是一個噴霧干燥裝置,利用霧化器將熟石灰漿(Ca(OH)2)從塔頂或底部或切向噴入塔內，煙氣與石灰漿同向或逆向在塔內流動并充分接觸發生中和反應，由于液滴直徑小，表面積大，不僅與尾氣液滴充分接觸，同時水分在塔內能完全蒸發，不產生廢水。此法綜合了干法與濕法的特點,較干法耗石灰粉少，較濕法耗水量低，同時免除了過多廢水的產生，且脫除率高,但是制漿系統復雜,反應器(塔)內易粘結,噴咀能耗高。

　　④循環半干法：近年在半干法基礎上研發出能治理多種有毒廢氣的循環半干法技術。工藝的基本原理是利用干反應劑CaO或熟石灰粉Ca(OH)2吸收煙氣的SO2、HCL、SO3,利用高活性炭,吸附煙氣中微量及重金屬物質。整個裝置結構緊湊，占用空間小，運行穩定可靠，投資省，運行成本低，且無污水產生,，終產物適用于氣力輸送，對SO2吸收率高，對HCL、HF、SO3等的吸收率更高,，與布袋除塵器配合,對二英及重金屬也具有很高的去除率，現今利用范圍廣。

　　(3)、氮氧化物NOx

　　①選擇性非還原反應技術SNCR

　　選擇性非催化還原是指無催化劑的作用下，在適合脫硝反應的“溫度窗口”內噴入還原劑將煙氣中的氮氧化物還原為氮氣和水。該技術一般采用爐內噴氨、尿素或氫氨酸作為還原劑還原NOx。還原劑只和煙氣中的NOx反應，一般不與氧反應，該技術不采用催化劑，所以這種方法被稱為選擇性非催化還原法(SNCR)。由于該工藝不用催化劑，因此需要在高溫區加入還原劑。還原劑噴入爐膛溫度為850~1100℃的區域，迅速熱分解成NH3，與煙氣中的NOx反應生成N2和水。

　　用氨水：

　　4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O;

　　4NH3+2NO+2O2→3N2+6H2O;

　　8NH3+6NO2→7N2+12H2O;

　　用尿素：

　　(NH2)2CO→2NH2+CO;

　　NH2+NO→N2+H2O;

　　CO+NO→N2+CO2。

　　②選擇性催化還原技術SCR

　　在催化劑的作用下，往煙氣流程中噴入還原劑氨或尿素，把尾氣中的NOx還原成N2和H2O。

　　尿素水解:(NH2)2CO+H2O→2NH3+CO2;

　　NOX還原:NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O;

　　NH3氧化:4NH3+3O2→2N2+6H2O。

　　實際運行工作中的調節

　　我們知道了煙氣污染物產生的原理，以及一些處理的方法，但是我們在電廠中設備實際運行中如何去處理呢?

　　1、粉塵

　　粉塵是垃圾的灰分隨排煙流動產生，做到零排放要由我們的布袋除塵器來控制，在實際運行中要做到勤巡檢，保證每個布袋的完好性，發現破損布袋要及時隔離更換。其次就是避免布袋正壓往外揚灰，一經發現應立即處理。

　　2、二氧化硫SO2、氯化氫HCL

　　首先我們要明確酸性氣體是由燃燒垃圾產生的，只要燃燒的垃圾成分中含有S、CL元素，我們在燃燒過程中就會產生酸性氣體，但是怎么做到零排放或者少排放呢?我們就要從產生跟處理來入手。

　　在運行中要密切關注燃燒情況，做到燃燒穩定，時刻關注煙氣排放指標。一旦發現鍋爐負荷上升過快時，應密切關注排放指標是否上升過快，如果發現指標上升過快應人為干預脫酸系統運行，加大反應塔的石灰漿進漿量、投入其他脫酸設備，保證中和反應的堿性反應(Ca(OH)2、CaO)的量能夠完全將產生的酸性氣體中和掉，如果仍然無法控制，應降低鍋爐負荷運行(如減料、收一次風、加二次風)。

　　3、氮氧化物NOx

　　氮氧化物NOx的生產與爐內的溫度、含氧量有關，在溫度超高、氧量低時，氮氧化物NOx都會大量生成。

　　所以我們要保證爐膛在850℃以上時應保證溫度不會出現超高，并且保證爐內含氧量在6%-8%之間。

　　如果發現爐膛溫度異常上升時應該提前加大SNCR的噴入量(同時含有SCR的應該以SNCR為主要調節、SCR為輔助調節)，防止指標異常上升過快，同時減弱爐內燃燒(比如收一次風、加二次風，但是要保證爐溫在850以上)，同時密切關注煙氣排放指標。

　　值得注意氧量過低時氮氧化物NOx生成量也會增加，所以發現氧量低導致氮氧化物NOx指標異常上漲時，應該加大SNCR的噴入量(同時含有SCR的應該以SNCR為主要調節、SCR為輔助調節)，同時減小一次風、加大二次風(助燃風)，提高爐內含氧量，降低氮氧化物NOx的生成量。