第六章烟气净化第一节概述一、定义垃圾净化系统：对烟气进行净化处理所采用的各种处理设施组成的系统。

烟气净化的目的是通过减少排放数量而减轻污染物对生物圈的影响。

排放和接受的定义如下：排放（Emission）：由移动式和固定式污染源产生的污染形式，释放到大气层、水或地面中，包括噪声、放射和热量。

侵入（Immission）：影响人类和动植物的空气、水和地面的污染，包括影响人类及动植物的噪声、地震、放射和热量。

污染物从大气、水、地面向“受体”上转移，与“排放”的意义相反。

污染空气会含有许多种成分，包括用光学仪器甚至肉眼都能看见的颗粒物。

空气中颗粒污染物的种类及定义如下：颗粒物：固体或液体细小颗粒状分布于空气流中，这类污染物需要进一步划分。

烟尘：固体颗粒由于受较大机械力作用，而暂时悬浮于介质中，通常比气溶胶颗粒①大些，烟尘的直径在0.5～500μm之间.气溶胶：固液微粒分散于气态介质体中，在可见状态叫做烟或雾。

升华过程②和冷凝过程以及通过化学反应（粒子的直径在1.0～0.01μm）都会产生气溶胶。

实际上，气溶胶是悬浮于气体介质中的胶体。

空气中颗粒污染物不仅要考虑烟尘、而且要考虑气溶胶。

（1）垃圾的数量和体积减量显著；（2）使复杂有机化合物转变为简单物质；（3）需要处理的残渣（灰、渣等）基本是惰性物质。

进入空气中的排放物除了颗粒物，还含有一些有毒有害气体。

瑞士和德国的立法者都主要到了垃圾焚烧厂的气体污染物，包括：气态无机氯化物；气态无机氟化物；硫氧化物（SO2）。

硫酸（H2SO4）的悬浮物是否应被视作气体还不明确。

垃圾焚烧的目的是将生活垃圾经高温焚烧处理后，使其对人类的危害最小，最大限度实现无害化、减量化和资源化的目标。

垃圾焚烧如果处理不当，污染物排放不达标，使固态污染物排放转化为气态污染物或其他形式污染物继续污染环境，危害人民健康。

①分散颗粒的大小在0.2μm以下可视显微镜刚好无法看到，不过比普通分子或小分子要大得多。

实际上，其最小尺寸大约0.005μm。

②升华：固体在沸点不经过液体直接转化成气体，升华物的升华的逆向过程所产生的物质。

在1个大气压的条件下，碘I和氯化汞HgCl2可形成升华物。

二、垃圾焚烧排放主要污染物垃圾焚烧产生的污染物主要有二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NO x）、CO、可吸入颗粒物（IP）、二噁英（TCDD）和呋喃（TCDF）、重金属等。

1.颗粒物城市生活垃圾焚烧厂所产生的颗粒物主要包括：（1）硅酸盐，重量约占30%。

（2）金属氧化物，如锌、铝、钙、铅、锰、铁、铜、镉的氧化物。

（3）盐：CaSO4、NaCl、CaF2。

城市生活垃圾焚烧炉出口处烟气含有3～5 g/m3的颗粒物，经过处理后，烟气中的颗粒物含量不到10 m g/m3。

2.悬浮物悬浮物的直径比颗粒物小。

通过使用冷凝和凝聚等方法增加悬浮物的尺寸，以使悬浮物蹦被有效去除。

在垃圾焚烧过程中，悬浮物有可能在以下阶段中产生：（1）氯化氢（HCl）含量足够高。

当在洗涤器里冷却下来时，烟气就会形成HCl悬浮物。

（2）当烟气中的氮化合物因添加氨水（NH3）而被去除时，在（4NO+4NH3+O2）反应期间，NH3有可能和酸性气体发生反应，产生盐悬浮物。

比如氯化铵（NH3+HCl=NH4Cl）。

（3）当烟气在洗涤器冷却时，汞蒸气冷凝成悬浮物。

表是垃圾焚烧厂锅炉出口烟气的典型成分。

表垃圾焚烧厂焚烧炉出口烟气中的典型成分1.二氧化硫（SO2）SO2的污染属于低浓度长期污染，对生态环境一般是一种慢性叠加性长期危害，它已经对自然生态平衡、人类健康、工农业生产、建筑物、材料等方面造成一定程度的危害。

SO2是通过呼吸道系统进入人体，与呼吸器官作用，引起或加重呼吸器官的疾病。

如鼻炎、咽喉炎、支气管炎、支气管哮喘、肺气肿、肺癌等。

大量资料表明，SO2与大气中其他污染物协同作用，对人体健康的危害更大。

生活垃圾焚烧中产生的来源于垃圾中含硫物质的氧化。

2.氮氧化物NO x氮氧化物通常是指一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），NO是一种无色无味气体，在空气中能与氧（O2）或臭氧反应（O3）生成NO2。

NO2是红棕色气体，有刺激性，NO2在阳光作用下能形成NO和O3。

NO本身无刺激性，但它能作用于动物的中枢神经系统，NO在高浓度小（如3057mg/m3）几分钟即可引起动物麻痹和惊厥，甚至死亡。

它还能和血红蛋白结合，形成亚硝基血红蛋白，使血液中高铁血红蛋白含量增加，导致红细胞携带氧的能力下降。

NO2是刺激性气体，毒性是NO的4～5倍氮和氧结合的化合物有：、NO、NO3、NO2、N2O4、N2O5等，总起来用氮氧化物（NO x）表示，其中造成大气污染的NO x主要是指NO和NO2，而NO2的。

大气中天然排放的NO x，主要来自土壤和海洋中有机物分解，属于自然界氮循环过程。

人为活动排放的NO x主要来自煤炭的燃烧过程。

每燃烧1t煤则产生大约8～9kg的氮氧化物。

汽车尾气和天然气、石油燃烧的废气也含有NO x，化肥的使用也产生NO x。

化石燃料燃烧生成的NO x中有90％以上是NO，其余为NO2。

3.一氧化碳CO4.氯化氢HCL5.烟尘6.铅7.镉8.汞9.铬10.砷11.二恶英类PCDD/Fs七、二噁英（TCDD）和呋喃（TCDF）氯化二苯二噁英和氯化二苯呋喃是有毒物质。

其毒性是在20世纪70年代意大利的一次事故中发现的。

之后，又发生了许多其他类似事故，使人们更多地开始注意这一类物质的排放。

世界各地科学家们作了大量努力终于弄清了二噁英和呋喃是如何形成的，并且找到了解决办法。

他们认为，二噁英形成的先决条件是有机化合物，即所谓原子团、氧、氯即热能。

氯化二苯二噁英和氯化二苯呋喃包含C、H、O和Cl，见图5-10。

它们的基本结构系统（2个苯环），不过在氯原子的数量和结构上各不系统。

一、去除垃圾中二噁英/呋喃的基本措施形成二噁英/呋喃的先决条件是有机化合物，氧、氯即热能。

当垃圾被运到焚烧厂时，二噁英/呋喃含量就已达50毒性当量（ng/m3）。

此外，垃圾焚烧过程中也会产生二噁英/呋喃。

因此，要采取有效措施消除它，特别是要消除在焚烧后期消除的二噁英和呋喃，并至少应控制在最低水平。

控制二噁英和呋喃形成，其有效方式是控制垃圾焚烧过程，特别需要注意的有：1.尽可能完善焚烧控制系统（1）垃圾焚烧均匀化；（2）尽量减少过量空气量（比如通过烟气再循环）；（3）改进自动焚烧控制系统，优化进炉垃圾量，尽量减少风量，充分燃烧，使离开焚烧炉膛的未燃尽的有机物含量减少，二噁英和呋喃再次形成的数量也就越少。

（4）焚烧垃圾与氧气充分混合，保持足够高的燃烧温度。

2.避免烟尘沉积可以肯定地说，焚烧炉膛和锅炉受热面上沉积的烟尘含有二噁英和呋喃。

为了尽量减少燃烧区烟尘沉积，可采取某些预防性措施，如可用静电除尘器清灰。

3.焚烧炉内抑制二噁英和呋喃生成二噁英和呋喃的形成需要铜化合物一类的重金属催化剂，这些催化剂在烟气和飞灰里普遍存在。

通过向垃圾焚烧炉或锅炉内增加抑制剂（三乙胺、尿素或氨水等），抑制或延缓化学反应可大大降低二噁英和呋喃的合成速度。

冯诺尔（V on Roll）公司开发SNCR脱氮工艺过程中进行很多试验，仔细考察了二噁英的排放情况，结果发现，通过添加氨水到焚烧炉，二噁英的生成量可降低90%。

二、消除烟气中二噁英/呋喃的辅助措施二噁英和呋喃在焚烧后，一部分被烟尘颗粒吸收，一部分存在于烟气中。

焚烧后必须对飞灰进行特别处理，这将以后的章节中详细叙述。

鲜明是去除烟气中二噁英和呋喃的几种方法。

1.干式处理的添加剂在德国Geiselbullach城市生活垃圾焚烧厂和瑞士苏黎世Josefstrasse焚烧厂，烟气通过活性炭吸附，以保持汞排放不超标。

同时还减少了烟气中二噁英和呋喃含量，因为活性炭吸收了这些有机化合物。

2.湿式处理的添加剂研究表明，烟气洗涤系统对二噁英和呋喃的去除并不十分有效。

然而，在烟气洗涤之前添加活性炭可以大大改善二噁英和呋喃的吸附状态，可获得高达90%的去除率。

二噁英和呋喃被活性炭吸收，沉淀于洗涤污泥中而被去除。

在脱除氮氧化物催化装置中采用脱氮催化剂减少二噁英和呋喃。

通过在一些焚烧厂对脱除烟气中氮氧化物所做的试验表明，脱除氮氧化物的催化剂也可减少二噁英和呋喃产生。

对这种现象的一种可能性解释是：假如催化剂还有活性，当氨水与NO x反应结束，烟气中的有机化合物和氧气之间的催化反应就开始了。

换言之，在焚烧后的低温阶段，二噁英和呋喃通过催化反应而脱除。

去除率受催化剂影响，一般在90%～95%之间。

二、垃圾焚烧污染物的排放标准为了使污染物排放控制在基本不危及人类健康水平上，各国根据自己的经济实力、科技水平、认识程度分布制定了相应的污染物排放标准。

§4-2 焚烧炉中生活垃圾焚烧原始排放的控制上节介绍了垃圾焚烧排放的污染物的武汉，1生活垃圾成分的影响在相同的工艺条件下2焚烧炉内工艺条件的影响CO的原始排放控制与控制NOx的原始排放与控制1热反应型NOx2瞬时反应型NOx3燃烧型NOx二氧化硫的原始排放与炉内控制HCI的原始排放与控制二恶英类PCDD/Fs的原始排放与控制垃圾焚烧各类污染物的脱除垃圾焚烧尾气处理常用设备介绍1旋风除尘器2袋式除尘器3洗涤器排放气体的处理1酸性气体和水银的脱除效果2二恶英的脱除3清华大学垃圾焚烧炉脱酸除尘技术简介4国外垃圾焚烧尾气处理介绍废水和废渣的处理垃圾焚烧污水的产生源和性质1垃圾渗滤液的产生量和性质2生产和生活污废水的产生量和性质3生活污水的产生量和性质污水处理技术概念焚烧灰渣的处理1灰渣的物理化学特性2焚烧灰渣的土木工程特性灰渣分选常用的安全处理方法1固化2灰渣处理焚烧灰渣的利用城市垃圾焚烧系统主要有以下几类：（1）炉排炉（最普遍）；（2）砖窑（通常用来焚烧有毒有害垃圾）；（3）流化床（要求焚烧前破碎）。

二、焚烧过程（1）有机物分解与一次风发生氧化；（2）形成可燃气体（CO）。

5.燃烧（850～1000℃）借助二次风，可燃气体完全氧化。

6.燃烬（250℃）（1）灰、渣中的碳含量减少到最低；（2）烟气完全燃烧；（3）去除不可燃物。

三、完全燃烧完全燃烧对于以下几个方面非常重要：减少环境污染（减少焚烧厂产生的温室气体）；防止焚烧厂有关设备材料腐蚀；减少填埋量（填埋过程产生温室气体和重金属）。

正因为如此，必须满足下列要求：烟气中的CO含量＜40 ｍｇ/ｍ3；灰渣中的热灼减量＜5％；灰渣中的有机碳含量＜3％。

达到完全燃烧，可通过下列方式现实：过量空气系数为1.6～2.0；炉膛内湍流充分；炉床上的垃圾分布均匀。

第二节焚烧厂的构成一、入口地磅1.用途及功能（1）控制进厂通道；（2）计量进厂垃圾和其他材料；（3）检查垃圾组成；（4）收取垃圾处理费。