垃圾焚烧烟气多污染物一体化净化技术现状和发展趋势 .docx

垃圾焚烧烟气多污染物一体化净化技术现状和发展趋势研究背景

由于垃圾填埋占用土地资源，城市生活垃圾处置需求与土地资源紧缺的矛盾日益尖锐，消纳能力严重不足，垃圾焚烧发电处理已成为生活垃圾最有效的减量化、资源化、无害化方法。生活垃圾成分复杂，垃圾焚烧化学反应多且相互影响，产生的烟气污染物种类复杂，主要包括以下4类：1)颗粒物，PM2.5、PM?o、以及总悬浮颗粒物(TSP)等；

2)酸性气体，SO?、NO、HCl等；3)二噁英类污染物，多氯代二苯并对二噁英(PCDDs)和多氯代二苯并呋喃(PCDFs)等；4)有毒重金属及其相应化合物，汞(Hg)和镉(Cd)及其化合物等。与常规的燃煤发电厂相比，垃圾焚烧烟气污染物组分更复杂，毒性更大。研发垃圾焚烧烟气多污染物净化技术是行业重大需求。

世界各国对垃圾焚烧烟气污染物排放均进行了严格的限制。通常需要复杂的烟气处理系统用于从烟气中去除飞灰，无机和有机气体，重金属和二噁英等烟气污染物。在欧洲，为满足其对酸性气体和NOx的严格排放标准要求，现代垃圾焚烧厂常采用湿法除酸，典型工艺为“静电除尘+中和除酸+布袋除尘+选择性催化脱硝”。目前国内垃圾焚烧厂主要采用的烟气净化工艺路线为“SNCR+半干法脱酸+活性炭喷射+干法脱酸+袋式除尘”。随着垃圾焚烧厂烟气污染物超净排放目标的提出，国内焚烧厂现有烟气净化技术路线重点在增加烟气净化工艺环节。烟气超净排放技术先后从“SNCR+半干法+干法+袋式除尘器”

常规组合，到“SNCR+半干法+干法+袋式除尘器+SCR”升级组合，再到“SNCR+半干法+干法+袋式除尘器+SCR+湿法”高配组合。

随着垃圾焚烧发电技术的推广，县域小型垃圾焚烧发电厂在全国各地的建设需求日益增加。国家发展改革委等部门在2022年11月发布的《关于加强县级地区生活垃圾焚烧处理设施建设的指导意见》中明确提出“鼓励城乡生活垃圾一体化处理，建设城乡一体规模化焚烧处理设施”以及“针对小型生活垃圾焚烧装备存在的烟气处理不达标、运行不稳定等技术瓶颈，重点突破适用于不同区域、不同类型垃圾焚烧需求的100吨级、200吨级小型垃圾焚烧装备，降低建设运维成本”。现有污染物多级净化装置的组合工艺虽然能满足严格的烟气排放标准，但系统复杂且占地面积大，投资和运行成本高，不适宜在小型垃圾焚烧厂商业化应用。因此，研发垃圾焚烧烟气多污染物一体化协同净化技术(图1)将成为符合我国国情的垃圾焚烧烟气治理领域新趋势。如图1所示，采用两种及以上污染物协同脱除技术替代多种单一污染物脱除技术，可简化工艺系统，减少系统占地面积，以达到烟气处理降本增效的目的。

三

烟气》》

除尘器SGR反应器脱硫风机烟囱

除尘器

脱硫剂

烟气》》

NH?

风机烟囱

陶瓷滤仓一体化设备

图1一体化技术装备替代多种单一污染物脱除技术示意

本文综述了现有相关研究内容，分析了各污染物协同脱除技术发展概况以及优缺点，并讨论了垃圾焚烧烟气多污染物一体化净化技术的发展趋势，以期为小型垃圾焚烧发电厂烟气多污染物协同净化提供参考与建议。

摘要

垃圾焚烧发电已成为我国城市生活垃圾处理的主要方式，随着焚烧烟气污染物排放标准日趋严格，烟气多污染物串联分步净化工艺存在流程长、占地大、设备多、投资和运行成本高的问题。为解决以上问题，垃圾焚烧烟气净化工艺有必要从“单一污染物控制”向“多污染物协同控制”发展，烟气多污染物一体化净化成为新趋势。讨论了垃圾焚烧烟气多污染物一体化协同净化技术的机理、技术特征、关键

影响因素、优缺点以及工程应用情况，最后提出了对未来研究的建议和展望，以期为开发一体化净化新技术提供启示，并推动县域小型垃圾焚烧发电厂烟气处理的发展。

1、催化协同脱除技术

催化协同脱除技术是烟气多污染物协同处理最为常见的技术，包括选择性催化还原法(SCR)脱硝协同催化氧化脱除二噁英和低温等离子体催化分解多污染物等技术。

1.SCR脱硝协同催化氧化脱除二噁英

SCR是在200~400℃温度区间内，通过SCR催化剂作用，烟气中的NOx与喷入的NH?发生氧化还原反应生成N?。同时，钒-钨-钛SCR催化剂也可将氯苯等二噁英前体物催化降解为CO?、H?O和HCl等，从而实现协同处理。垃圾焚烧烟气经过脱硫除尘后烟气温度约150℃,常规的钒-钨-钛SCR催化剂在150~200℃温度区间内表现出较好的NOx脱除活性，因此应用于垃圾焚烧烟气脱硝的效率能达到90%。但如果在烟气中需要同时完成氯苯等含氯VOCs的催化分解，则同时脱硝和脱氯苯的活性温度