1、引言

城市生活垃圾是城市生存與發(fā)展所必需要解決的問題，目前我國垃圾堆積量已高達60億噸，已占用可用耕地面積高達5億平方米，僅此一項，直接經濟損失就達80億人民幣[1]。

垃圾焚燒處理的優(yōu)點是減量效果好，焚燒后的垃圾體積減少90％，重量減少80％。同時可以有效利用焚燒余熱供暖或直接發(fā)電，從而使垃圾成為新的資源，并同時實現(xiàn)了城市垃圾減量化、無害化和資源化，故其社會價值與經濟價值都較高。

但與此同時，垃圾焚燒產生的煙氣中含有大量的對環(huán)境有害的污染物，尤其是二惡英類污染物的生成，如果不能夠很好的進行處理，將會對環(huán)境造成更大的污染。所以，有必要對垃圾焚燒產生的煙氣成分進行分析，并找出合適的煙氣凈化工藝。

2、煙氣凈化傳統(tǒng)工藝

生活垃圾的組成決定了焚燒煙氣中污染物的原始成分和濃度。研究資料表明[2]：我國城市生活垃圾焚燒煙氣中的污染物成分以顆粒物、HCl、NOx、SOX、 HCl、CO和二惡英等成份為主。煙氣凈化工藝應根據(jù)垃圾焚燒過程產生的污染物組成、濃度及需要執(zhí)行的排放標準來確定。傳統(tǒng)的煙氣凈化技術采用循環(huán)冷卻水對高溫煙氣進行降溫除塵，然后分別采用濕法、干法、半干法脫硫、脫氯，其中應用較多的就是半干法凈化工藝，即噴霧干燥吸收+袋式除塵器工藝組合凈化工藝。

半干法凈化工藝介于濕法和干法之間，它由半干法反應器加上后續(xù)的布袋除塵器組成。半干法凈化法也是國內現(xiàn)有的城市生活垃圾焚燒煙氣的凈化系統(tǒng)較常用的一種組合工藝，如杭州喬可垃圾焚燒發(fā)電廠等均采用此法。其工藝流程如圖1

圖1噴霧吸收凈化系統(tǒng)流程

工作時，被余熱鍋爐吸收熱量后的煙氣首先進入噴霧吸收反應塔。同時，高速噴霧器向反應塔內噴入霧狀Ca(OH)2（石灰漿液），霧狀的Ca(OH)2細顆粒與煙氣中的HCl、HF及SO2發(fā)生反應，反應后的煙氣進入除塵器去除顆粒物后排入大氣。反應的生成物和飛灰一起從反應器落灰口或除塵器落灰口排出。

該方法利用噴霧干燥原理通過化學反應及物理反應對煙氣中的SO2、HCl、HF等污染物具有良好的凈化效果。那么，利用這種工藝對焚燒煙氣進行處理時，效果究竟如何呢，又會帶來什么樣的問題呢？表1是對全國12個城市生活垃圾焚燒廠排放的煙氣進行的監(jiān)測結果。

表1全國城市生活垃圾焚燒廠調查監(jiān)測結果[2]

二惡英類物質的熔、沸點高，常溫下是固體不溶于水，易溶于四氯化碳。PCDD/Fs（二惡英的類似物）在環(huán)境中穩(wěn)定性高，生物降解性遲緩很容易在人體內累積，不易排除，是目前人類創(chuàng)造的最可怕的化學物質，例如：0.1克的二惡英毒量就能致數(shù)十人死亡，致上千只禽類于死地，是已知最有害的環(huán)境污染物之一。而迄今為止，90%的二惡英類毒物都來源于垃圾焚燒[3]。所以說，在對垃圾焚燒煙氣的凈化過程中，應著重對煙氣中重點污染物的處理和控制。在垃圾焚燒產生的煙氣中，對環(huán)境污染最大的就是二惡英，利用傳統(tǒng)的半干法煙氣凈化工藝，恰恰忽略了這個重要的問題，由上表可知，對于大型焚燒廠，二惡英超標率僅達 57.1％，這還不包括許多中小型焚燒爐和家庭焚燒垃圾和垃圾填埋的自燃等。就中國而言，按國家環(huán)�？偩诸C布的《生活垃圾焚燒污染物控制標準》（GB18485-2001）的規(guī)定，二惡英排放標準為1ngTEQ/m3，而歐共體1993年的二惡英排放標準為0.1ngTEQ/m3。因此，控制二惡英刻不容緩，需要對傳統(tǒng)的煙氣凈化技術進行改進。

3、改進的煙氣凈化工藝

改進的煙氣凈化工藝應主要從控制煙氣中的重點污染物的角度出發(fā)，即要在傳統(tǒng)的半干法凈化工藝基礎之上進行進一步改進，強調對垃圾焚燒過程中產生二惡英的去除效果，并從垃圾焚燒煙氣處理過程產生二惡英的原理出發(fā)，改進煙氣處理工藝，從而從源頭上減少二惡英的產生。二惡英類毒物是由含苯環(huán)的化合物與含氯元素的化合物在反應溫度介于250～550℃之間、催化劑 (鐵、銅等)的作用下產生的。在低溫下穩(wěn)定存在，一般加熱到800℃才降解，然而要大量破壞時溫度需要超過1000℃，一旦冷卻又可重新合成[3]。因此在《生活垃圾焚燒處理工程技術規(guī)范》(CJJ90-2002、J184-2002)中明確規(guī)定：爐膛內煙氣在不低于850℃的條件下滯留時間不小于2s，但垃圾焚燒開始和煙氣冷卻過程，另外不完全燃燒以及空氣供給不足時會形成低于850℃的溫度條件而產生二惡英。

為此，新型高效煙氣凈化工藝在煙氣處理系統(tǒng)中，在半干法凈化工藝的基礎上，在煙氣處理部分采用活性炭注射法充分吸收煙氣中的二惡英類污染物和重金屬等有害物質；同時，采用驟冷技術，使煙氣較快地進行冷卻，避開二惡英再合成的溫度250℃～550℃；該煙氣處理技術其工藝流程如下：

煙氣→急冷洗滌塔→消石灰噴射器→活性炭噴射器→布袋除塵器→煙道→排放

該技術在煙氣處理過程中采用驟冷的方式使煙氣在2s以內急速冷卻至250℃以下,從而躍過二惡英易形成的溫度區(qū)。采用雙堿法[NaOH-Ca(OH)2]低濃度凈化液對高溫煙氣(T1=500℃～750℃)進行噴霧急冷的同時,還使煙氣中有害物與NaOH-Ca(OH)2的凈化液得到充分的反應(實現(xiàn)驟冷和一級凈化)；然后煙氣(溫度T2=150℃～250℃)再經消石灰粉噴射反應器、活性炭噴射吸附裝置(完成了煙氣的二級凈化)；最后經復膜高效布袋過濾器三次反應過濾,使煙氣中的微塵和有害物得到充分凈化,從而實現(xiàn)了除塵、脫硫、脫氯，消除了二惡英的二次污染，使排放大氣中的煙氣完全達標。本法除了具有傳統(tǒng)半干法的優(yōu)點外還有如下優(yōu)點:(1)一次性投資及運行費用低。(2)結構簡單,易于維修。(3)冷卻同時凈化煙氣。(4)凈化效率高。(5)消除了生活垃圾焚燒產生的二次污染,基本實現(xiàn)了二惡英的零排放。

這種半干法凈化法＋活性炭注射法＋驟冷技術相結合的新工藝，在國內新建的垃圾處理廠已經開始進入實際應用階段，我們對采用這種工藝的上海某垃圾焚燒發(fā)電廠排放的煙氣進行了相關指標的監(jiān)測，實際結果如下：

表2上海某垃圾焚燒發(fā)電廠排放煙氣監(jiān)測數(shù)據(jù)

根據(jù)國家環(huán)�？偩诸C布的生活垃圾焚燒污染物控制標準（GB18485-2001），焚燒煙氣污染物濃度排放限值見表3。二惡英類污染物的排放限值自2000年6月1日起在北京、上海、廣州、深圳4個城市試行，2003年6月1日起在全國范圍內實行[4]。

表3焚燒爐大氣污染物排放限值

注：表中各項標準限值，均以標準狀態(tài)下11%O2的干煙氣

為參考值換算;煙氣最高黑度，在任何1h內累計不得超過5min。

從監(jiān)測數(shù)據(jù)中可以看出，采用這種新工藝以后，各項煙氣排放指標均明顯低于國家標準，尤其是對二惡英類污染物的去除效果非常好。但是，這種新工藝也帶來了投資大的問題，據(jù)采用該工藝的江蘇某垃圾焚燒廠的統(tǒng)計資料表明，每處理1噸生活垃圾就必須用0.3kg的活性炭，而且，就我國目前的處理水平，活性炭完成吸附作用后，就作為危險廢棄物送至城市危險廢棄物處理中心進行集中處理，由此，按僅活性炭一項，活性炭的購買和處理都增加了垃圾處理的成本。但在成本與環(huán)境的取舍時，我們必須分清主次，應著重于對環(huán)境的保護，在基本指標滿足環(huán)境排放要求的條件下，著重要考慮重點污染物二惡英的去除，因此，必須首先采用先進的煙氣凈化工藝，在此基礎上，盡力降低成本。

4、結束語

鑒于二惡英類污染物對環(huán)境造成的極大危害，在垃圾焚燒過程中，應采用各種方法盡量減少其在環(huán)境中的最終排放量。在確定垃圾焚燒煙氣的處理工藝時，應首先著重考慮對其中的重點污染物二惡英類污染物的去除效果，實際運行數(shù)據(jù)表明，利用半干法凈化法＋活性炭注射法＋驟冷技術相結合的新工藝對垃圾焚燒煙氣進行處理，達到了理想的凈化效果。

參考文獻

[1]李光德等.我國垃圾焚燒處理現(xiàn)狀及其展望,環(huán)境科學進展，1998(12).Vol6No6.

[2]張紀市，謝剛，王華。垃圾焚燒煙氣調查及控制技術，環(huán)境導報[J]，2002，（5）：22-24。

[3]陳雪梅。二惡英類毒物在垃圾焚燒中的控制技術，再生資源研究，2003，（3）：23-25。

[4]國家環(huán)保總局污染控制司編.城市固體廢物管理與處置技術.第一版,.北京：中國石化出版社，2001。

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