垃圾焚烧发电尾气中氮氧化物治理技术分析

王玉红

摘要：垃圾焚烧发电技术是我国垃圾减量化、无害化处理的主要方式，不过在垃圾焚烧的基础上也会产生诸多污染物，比如氧氮化物。现阶段，我国对于氧氮化物排放控制要求特别高，氮氧化物治理也成为了限制垃圾焚烧发电净化的主要因素。在本篇文章中，主要分析了现阶段垃圾焚烧发电行业中氮氧化物治理技术的发展现状，分析了各项技术的优势和缺陷，同时论述了该项领域的未来发展方向。
关键词：氮氧化物治理技术；垃圾焚烧发电；尾气应用情况
氮氧化物是一项主要的大气污染物，是引起酸雨、光化学烟雾、温室效应的基本因素，对人们健康和生态环境有的直接性的影响，在政府工作报告中明确指出了继续提升生态环境治理成效，深化重点区域大气污染物治理力度，对于恶化的大气污染和增长的污染物排放，我国对氮氧化物排放提出了十分严格的要求，同时颁布了生物垃圾焚烧污染控制标准，明确要求生活垃圾焚烧烟气中氮氧化物日均排放必须符合相关标准要求，从中来看，开发经济、高效的烟气脱硝技术和可持续发展战略目标相符合，也满足我国建设环境友好型社会要求，未来应用前景良好。

1. 背景

对于垃圾焚烧发电来讲，本身产生的环境效益以及经济效益极高，各项领域加大了对其的重视程度。经过相关探究，其表现为两方面，分别是焚烧发电的重要性和现状探究，另外一方面为应用垃圾焚烧发电技术。本文简单阐述了垃圾焚烧发电产业的实际发展情况，分析了垃圾焚烧发电实际状况，采取焚烧锅炉优化方式达到提高垃圾焚烧发电效率的目的。不过从实际情况看出，还存在着垃圾焚烧发电阶段环境问题处理不到位情况，所以文章内从整体角度入手，提出了发挥垃圾焚烧发电环境效益的最佳方式。经过相关探究表明，垃圾焚烧烟气中的氮氧化物是由NO组成，占据的比例非常高，生活垃圾焚烧期间形成的氮氧化物主要来源于燃烧型和热力型，前者是生活垃圾中的化合物氧化，后者是空气高温下的反应情况，来自于空气中的氮和燃料中碳氢自由基反应形成的中间物。

2、垃圾焚烧发电的可行性表现

在垃圾焚烧发电期间，发电厂设计和创建以及运行均属于极为重要的几方面，其中，垃圾焚烧发电厂组成结构为公用工程环保工程以及主体工程等多方面。有关于垃圾焚烧发电的可行性表现为以下几点。

2.1政策

在近些年中，探究资源化和减量化的垃圾处理方式得到了我国政策的大力支持，在2011年，我国便颁布了有关的政策，积极鼓励创建垃圾焚烧发电设施，同时也发布了城市生活垃圾处理工作的意见，与此同时，我国电网也被明确要求全面收购全额生活垃圾焚烧发电厂上网电量，从电价方面给予了合理的补贴。从税率中看出，垃圾焚烧发电项目有权享有即征即退增值税等政策，在政策全面支持之下，出现了诸多的垃圾焚烧发电项目，在市场内形成了良好的发展趋势。

2.2经济

一般来讲，垃圾焚烧发电项目实施期间，是依照政府购买服务方式对垃圾处理费用进行支付。经过相关计算表明，所在区域政府每年在垃圾和处理方面的支出费用为2500万元左右，和其他类型的垃圾处理方式相比较看出，优势也是非常高的，技术作用良好，在经济上有着较高的可行性。

2.3技术

垃圾焚烧发电技术要点包含了多方面，分别是运输、储存以及烟气处理。前两者从其他垃圾处理中也有所应用，技术较为完善，只不过垃圾焚烧处理期间对于垃圾含水量提出的要求极高，规定含水量越低越好。处理焚烧和烟气过程中，我国也颁布了有关标准，通过完善措施使其符合标准的排放要求，技术日益完善和成熟。

3、对于城市生活垃圾焚烧形成污染的分析

3.1烟尘

生活厨房垃圾在城市垃圾成分中占据着非常大的比例，对于厨余垃圾来讲，本身有着含水量十分高的特征，并且城市生活垃圾还包含了塑料制品以及纸制品等多方面，将以上物质当成垃圾实施焚烧处理的过程中，形成的烟尘等大气污染物特别多，其中表现为酸性气体和重金属颗粒。该项污染物是形成雾霾的基本原因，对人正常呼吸有着直接影响，比如来自于金属化合物垃圾的重金属颗粒，焚烧以后挥散到空气内，人们一旦吸入体内的话将会引起重金属中毒等不良现象，直接危害到了人员自身健康。

3.2气味

城市生活内的垃圾体现在储存和焚烧期间，在该项阶段内形成的恶臭气味非常多，该项气味来自于有机物腐烂或者是焚烧期间释放出来的气体等，有机物内包含了蛋白质以及多糖等多项物质，基于细菌作用中形成五氧和有氧反应，逐渐腐烂以及分解，该项过程中随着异常味道的出现对空气产生了污染。另外，城市垃圾内包含的细菌以及病菌也是特别多的，该项微生物和异常味道的空气掺和到一起，直接威胁到了人体自身健康。

4. 垃圾焚烧氮氧化物治理技术的应用情况
   现阶段，对于生活垃圾，烟气脱硝技术来讲，主要表现为SNCS，SCR联合技术。和发达国家相比较来看，我国环保行业起步时间非常晚，烟气脱硝技术还有着一定的差别。
   4.1 SNCR技术
   SNCR脱硝技术是基于炉膛和烟道合适温度位置中喷入还原剂氨水或者是尿素，不需要催化剂，利用滑还原剂有选择性地将烟气还原成无害的水液，该项技术是从上个世纪70年代日本形成的的80年代末在欧盟国家开始工业化应用，90年代进入美国情况下，主要是被国外应用于市政垃圾焚烧炉、核电站锅炉、工业锅炉等其它燃烧装置中，最初应用在小型工业路和工业燃烧装置中，目前使用中小容量的锅炉在美国，该项技术首次商业应用是1988年南加州的一家石油精炼厂的锅炉，一直到今天为止，商业化应用和工程已经应用在各项燃料的所有类型锅炉中，其中有30个电站锅炉应用了SNCS，整体容量是非常大的。在德国则是应用在市政废物焚烧炉上，目前我国绝大多数火力发电厂和垃圾焚烧发电所使用的脱硝工艺是SNCR。目前我国大部分火力发电厂和垃圾焚烧发电使用的脱硝工艺是SNCR，而且该项技术优势，工艺简单，前期投资成本较低，不过也有着诸多的不足之处，整体温度幅度下降，反应区内的各项温度不一致，导致脱硝效率低下，不利于提升燃烧效率。
   4.2 SNCR/SCR技术
   SNCR/SCR联合技术结合了SNCR投资省、SCR脱硝效率高的技术特点，该项工艺前端为SNCS装置，通过向炉膛喷色还原剂，在没有催化剂参与的情况下，逐渐被还原，实现初步脱销，部分没有反应或者是由尿素分解形成的技术，伴随着烟气经由脱酸除尘处理以后进入后端装置，在催化剂作用下转换烟气内的nox，但是因为该项工艺的不成熟性较高，目前正处于开发初起阶段，鉴于垃圾焚烧烟气有着水蒸气含量高并且重金属等特征的设计开发耐水、抗碱金属、重金属中毒的高效催化剂成为了控制垃圾焚烧发电、烟气氮氧化物排放的一项关键。
   4.3 PSR脱销技术
   PSR脱硝技术是一项新型技术，以含氨基的高分子材料为脱硝剂，基于高温状态下进行分解以及其他还原性物质和烟气内的NO形成反应，其有着工艺简单，设备投资少、运行成本高的特征，是一项经济高效的新型脱硝技术，在工业上应用极为广泛。相关学院在实验室内开发了有关于新型高分子脱硝剂，从中筛选出了脱销性能良好、适合温度窗口宽的产品，以此控制烟气出口的浓度，提升产品的脱销性和流动性。

5、垃圾焚烧发电与环境保护措施的落实

在垃圾焚烧发电厂焚烧垃圾期间形成了严峻的废气和废水以及废渣等多种现象，当没有采取合理措施的话，必定引起二次污染现象。加大对城市垃圾问题的重视力度是很有必要的，这就需要政府部门以及城市居民的共同努力。我国应当多多加引进国外发达技术，借鉴管理经验，根据城市生活垃圾现状来制定完善的垃圾焚烧发电管理体系，以此将垃圾问题彻底解决。文章内主要提出了治理垃圾燃烧发电期间废气和废水以及废渣的解决对策，落实了收集和预处理垃圾的污染防治对策。

5.1处理垃圾渗沥液

当前，在垃圾焚烧发电厂内应当设置规范新的渗滤液处理系统，借助该项系统将垃圾坑渗滤液以及地磅和垃圾卸料平台冲洗水有效收集以及处理等。垃圾渗滤液处理系统的功能是应用厌氧生物滤池以及好氧生物滤池处理垃圾焚烧发电厂中的垃圾渗滤液，完成垃圾渗滤液处理作业以后将出水当成循环冷却水补充水等生产冷却水看待，使其和城市污水再生利用工业用水水质要求相符合，基于沉淀作用下的渗滤液形成了较多的无机污泥，无机污泥采取渣浆泵逐渐排到污泥浓缩池内实施浓缩处理工作，随后排到好氧生物滤池中，以此将有机污染物全面清除，以免产生不良污染。

5.2收集垃圾，做好污染预处理防治工作

科学合理的对垃圾进行收集以及预处理除了有利于提升垃圾焚烧发电厂运行效率之外，还可以降低二次污染，其包含了收集垃圾以及分类和运输等阶段。第一，禁止将有毒有害的垃圾放到焚烧垃圾收集系统内，同时禁止在生活垃圾焚烧电厂内处理危险废物以及工业垃圾等，避免建筑垃圾进入焚烧垃圾王收集系统，对于较低热值的建筑垃圾来讲，焚烧的话造成的影响巨大，比如炉温下降，也使垃圾焚烧发电厂处理效率以及热发电效率处于较低的现象。第二，各项类型的焚烧处理流程和焚烧污染物以及控制措施之间存在的差别极大，这就需要分类收集建筑垃圾和生活方面的垃圾，提升垃圾处理效率，达到填埋和焚烧的目的，而且分类收集也有利于进一步提高焚烧发电的燃烧转化效率，降低二次污染物排放程度，有条件的情况下还可以依照不同类型垃圾特征对垃圾焚烧发电厂加以设计，提升垃圾资源利用率。第三，改进垃圾中转站，生活垃圾在中转站内被压缩为了块状，由专门的垃圾车运输到垃圾焚烧发电厂内，必须保持车辆密封堵，使用专门的垃圾运输车运输生活垃圾，运输期间，敞开车厢，禁止应用车厢受损和密封效果不佳的运输车运输垃圾，以免影响到周围环境状况。

5.3防治废气污染

其一，治理烟气污染物。在垃圾焚烧发电厂运行期间形成的烟气较多，烟气内含有多项污染物，表现为烟尘、酸性气体和重金属以及有机污染物等。二英是世界卫生组织中致癌物质最高的一方面，伴随着烟气逐渐渗透到大气内，对空气产生了不良的污染。在初期设计垃圾焚烧发电厂的过程中，需要采取合理措施应对各项问题，避免有毒气体排放出去，以免产生二次污染现象。而且有的垃圾焚烧发电厂通常是应用半干法和干法以及SNCR脱硝以及活性炭喷射等处理方式，该项处理方式产生的净化率是特别高的。烟气通过反应器和布袋除尘器等方面过滤以后，烟气内的污染物符合限值要求以后才能够有效排放出去。

其二，治理恶臭。在收集、运输和焚烧垃圾期间，甲硫醇等污染因子产生的刺激性气体十分严重，对人们自身健康造成了危害性。并且恶臭气体扩散以后也将对厂区周围环境造成巨大影响，这就需要做好相关处理工作，恶臭气体排放形式表现为无组织，结合此种情况，就需要以不同场所功能为主应用恶臭气体污染控制策略，借助隔离方式对垃圾焚烧发电厂内的恶臭问题全面防治。在垃圾车运输垃圾过程中，需要做到全封闭，以免臭味挥发出去和掉落垃圾，借助焚烧炉风机对垃圾储坑内的空气进行抽取，将其当成焚烧炉中的助燃空气，在燃烧期间恶臭因子被逐渐分解。并且将空气帘幕设置于垃圾卸载出入口内，以免臭气和灰尘外漏。同时做好垃圾渗滤液处理站内的构筑物加盖密封处理工作，使用机械送风系统和机械排放系统将室外空气传送到垃圾渗滤液各项位置，保持渗滤液泵房处于负压状态，以免恶臭味扩散。

5.4固废处理策略

垃圾经过焚烧以后形成的固体废物组成部分表现为两方面。分别是焚烧系统内排出的炉渣和炉灰以及烟气净化系统内排出的飞灰，另外一点是废活性炭和废催化剂等都应当遵循标准妖气加以处理。结合生活垃圾焚烧污染控制标准要求对焚烧炉渣以及除尘设备收集的灰尘全面整理以及收集。第一，合烟气净化系统内排放出来的飞灰具备影响人体健康的粉尘以及重金属，被称之为危险废物，无法和灰渣相互混合到一起处理，对此，可以借助熔融固化技术、水热处理技术等处理飞灰内含有的有害物质，处于相应条件下直接填埋飞灰。另外，处于密封状态下输送以及储存飞灰，以免直接污染到环境状况。第二，垃圾焚烧期间产生的危险废物非常多，比如废活性炭以及非脱硝催化剂。其中，由资质丰富的单位负责回收危险废物，或者是利用热再生的方式达到废活性炭等危害废物资源化合理应用的目的，减少对环境造成的不良影响。废水处理过程中产生的污泥比较多，污泥经过脱水处理以后运输到焚烧炉内展开焚烧处理作业，焚烧环节可以将有害物质全面清除。

5.5设置大气环境防护间距    

在我国环境保护法中专门对于设置大气环境防护距离提出了清楚的要求，在垃圾焚烧发电厂实施环境影响评价工作期间，需要重点从对居民的影响性入手，遵循标准要求采取与之相符的模型，合理计算出大气环境的防护距离，在计算期间，探究焚烧发电厂周围所处的环境状况以及气候情况，动态性的预测评估即可，在大气环境防护距离之内的居民则是应用搬迁的方法，将对环境造成的影响降到最低。另外，垃圾焚烧发电厂还务必做好风险的评估，依照环境风险评估和污染物类型等设计预防对策，从根本上保护环境。

5.6设计厂房 

除了以上阐述的环境保护措施以外，在建设垃圾焚烧发电厂过程中，考虑投运以后的工作环境设计情况，在合理分析的基础上完成布局以及规划作业，设计厂区绿化，形成环境保护，从厂区和办公室周围种上植物，起到良好的绿化效果。并且还必须加强宣传力度，使民众清楚了解到生活垃圾焚烧发电在环境保护中的作用，增强群众认识理念，使其主动参与到该项阶段内，并且生活垃圾焚烧发电厂也必须自觉接受社会方面的监督，在多方共同合作的背景下提升城市生活垃圾焚烧发电环境质量。

5.7垃圾焚烧处理

垃圾法是使得垃圾中可燃成分处于高温条件下，经过不断燃烧，形成稳定的灰渣。焚烧处理的优势为让垃圾大比例降低，彻底消灭病菌，占地面积比较少，是垃圾资源化的基本途径。不过焚烧必须严格控制二次污染情况，添加价格昂贵的废气净化装置，与此同时，焚烧炉的一次性投入比较大，其技术复杂以及费用高等缺陷，严重影响了自身推广。在经济较为发达的区域内，城市生活垃圾的可燃性较高，比较适合应用焚烧处理。

6、结语
从以上论述来看，基于环保标准的提升，设施监管日益严格，未来垃圾焚烧烟气脱硝成为了管理的重点，开发烟气脱硝技术探究降低排放标准，对我国建设生态文明的开展有着极高的作用，现阶段SNCR技术应用十分广泛，本身有着设备投资少，运行成本低的特征，不过脱硝效率是非常低的，不符合日益严格的控制要求，而且设备投资大，占据空间多，需要定期更换催化剂，从一定程度上增加了企业运行成本的行程，目前新型的PS二脱硝技术有着工艺简单、设备投资少、占地空间少、后期运行维护成成本低特征，脱硝率介于前两者之间，低于环保政策设备监管、行业竞争等一系列要求下，未来市场发展趋势良好。

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