5.8 焚烧产生的大气污染物及其控制（一）在线视频

大家好

这节课我们学习

焚烧产生的大气污染物及其控制第一部分

焚烧产生的大气污染物

是大家最为关注的问题

那么我们首先来看一下

焚烧过程当中产生的大气污染物主要有哪些

主要包括粒状污染物

氮氧化物 酸性气体 重金属二恶英和呋喃等等

那么粒状污染物主要是

废物当中的惰性金属盐类

金属氧化物以及一些不完全燃烧的物质

酸性气体主要包括

氯化氢氟化氢硫氧化物等等

重金属主要包括铅汞铬镉砷等等

它们的元素态氧化物以及氯化物等等

那么在这一节我们主要讲述

粒状污染物、氮氧化物、酸性气体它们的控制技术

在下一节我们再讲述

二恶英和呋喃的控制技术

重金属因为在去除粒状污染物的同时可以去除掉

所以我们不再单独讲述

首先我们来看氮氧化物的控制技术

固体废物当中有机氮化合物的燃烧产物

主要是氮气

只有少量的氮氧化物生成

但是在高温燃烧的时候

部分氮气会被氧化成氮氧化物

就是氮气跟氧气反应生成一氧化氮

如果是温度低于1500度的时候

这个反应进行得很不完全

但是如果温度高于1500度

那么一氧化氮会大量的生成

一氧化氮遇到氧气

在常温下就可进行反应

就是一氧化氮与氧气生成二氧化氮

在焚烧当中产生的氮氧化物

可以分成两大类

一个是助燃空气当中的氮气的氧化

再一个是废物当中氮的氧化

其中助燃空气当中

氮是产生氮氧化物的主要来源

氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的主要物质

必须严加控制

为了控制氮氧化物的产生和它的排放浓度

我们通常采取以下几种措施

一个是尽可能控制它的产生

比如说控制过剩空气量控制炉膛温度

再一个是产生以后对它进行处理

也就是说对烟气进行处理

那么常用的氮氧化物处理方法

主要有两种

一个是选择性催化还原

再一个是选择性非催化还原

我们先来看选择性催化还原法

它是向烟气当中通入氨气作为还原剂

通过催化反应床使氮氧化物还原为氮气

由于废气当中存在硫氧化物

可能会造成催化剂活性降低

再一个是粒状污染物的堆积

会使催化床造成堵塞

所以催化反应塔一般设置在

除尘和除酸性气体的设备之后

那么一般来说

用铜铬镍钴铂等金属的氧化物作为催化剂

由于催化剂的存在

所以这个反应无需高温

它的反应式是一氧化氮和氨气与氧气反应

然后生成氮气和水以及

一氧化氮和氧气和氨气反应生成氮气和水

选择性催化还原

对氮氧化物的去除率可以达到80%以上

氨的消耗量比较小

而且没有锅炉管线结垢的缺点

对二恶英也有一定的去除效果

但是催化剂再生和更换的成本比较昂贵

他多是日本的专利

选择性非催化还原法

是在没有催化剂存在的情况下

向烟气当中通入氨气

使氮氧化物还原为氮气和水

因为不需要进行催化作用

可以避免堵塞或者是催化剂中毒的问题

它的反应式是一氧化氮和氨

以及氧气氢气作用生成氮气和水

那么这个方法对一氧化氮的去除率

可以达到50~80%

因为是非催化还原

所以它需要的温度比较高

大概是900到1000度

但是当温度超过1200度的时候

会有副反应发生

也就是说氨气会重新氧化成一氧化氮

因此控制焚烧温度

对减少氮氧化物的排放量是非常重要的

再一个我们看一下粒状污染物的控制技术

在固体废物焚烧系统当中

使用的除尘设备分为两大类

一大类包括重力沉降室旋风除尘器和喷淋塔

它们是只能作为除尘的前处理设备

因为无法有效地去除5到10微米的粉尘

再一类是固体废物焚烧系统当中

最主要的除尘设备

它可以去除5到10微米的粉尘

主要包括静电除尘器布袋除尘器

以及湿式洗涤除尘器

不过近年来随着人们对二恶英问题的重视

作为除尘设备有以布袋除尘器

来代替静电除尘器的趋势

我们分别来看一下

静电除尘器和布袋除尘器

静电除尘器能够有效的

去除尾气当中所含的粉尘和烟雾

它又分为干式和湿式两种

干式静电除尘器发展的比较早

普遍应用于传统的工业尾气

和焚烧尾气的处理当中

那么湿式静电除尘器

是干式的改良形式

干式静电除尘器它的工作原理

是由排列整齐的集尘板

以及悬挂在板与板之间的电极所组成

利用高压电极所产生的静电电场

以去除气体所夹带的粉尘

电极带有高压负电荷

而集尘板则接地

当气体通过电极时

粉尘受到电极的充电而带负电荷

被电极排斥而附着在集尘板上

那么干式静电除尘器

它只适用于固态粉尘粒子的去除

无法去除氯化氢二氧化硫等酸性气体

也不适合处理含爆炸性物质的气体

再一个我们看一下湿式静电除尘器

它比干式静电除尘器增加了一个

进气喷淋系统和湿式的集尘面板

目前仅有少数的湿式静电除尘器

应用于危险废物焚烧系统当中

再一个我们看一下布袋除尘器

布袋除尘器是由排列整齐的过滤袋所组成

滤袋的数目有几十个到几百个不等

那么当废气通过滤袋时

粒状的污染物附着在滤层上

然后再定时以振动气流逆洗

或者是脉动冲洗等形式去除掉

布袋除尘器除尘效率可以达到99%

它与废气的流量温度含尘量

以及滤袋的材料有关

当滤袋众多时可以分成不同的独立区域

便于滤袋的清洁和替换

部分高分子纤维制成的滤袋

可以在250度左右使用

并且可以抗拒酸碱以及有机物的侵蚀

布袋除尘器普遍使用于工业

和城市垃圾焚烧尾气的处理系统当中

只有少数用于危险废物焚烧系统之中

然后我们来看一下酸性气体的控制技术

当废物当中含有氟氯等卤族元素的时候

在焚烧过程当中

会产生氟化氢氯化氢等酸性气体

氟是微量元素废物当中的含量很少

而氯则大量存在于塑料当中

另外含硫和氮的物质燃烧以后

形成硫氧化物和氮氧化物也属于酸性气体

那么酸性气体不仅污染环境

而且对焚烧设备及余热回收系统

也有很强的腐蚀作用

所以要进行控制

那么控制酸性气体的方法主要有

第一个是去除废物当中

含有氟氯硫等元素的物质

就是来控制它的产生

再一个是产生以后对烟气进行净化处理

那么酸性气体处理的方式分为三种

分别是湿式干式和半干式

我们先来看湿式洗气法

那么湿式洗气塔通常是接在

静电除尘器或者是布袋除尘器之后

粒状污染物被去除之后

再进入湿式洗烟塔的上端

喷入足量的液体使废气饱和

再使饱和的废气与碱性药剂

在填充材料的表面进行中和反应

它的主要设备是湿式洗气塔

他也就是一个对流操作的填料吸收塔

那么一般要求填料耐久性防腐性比较好

比表面积比较大对空气流动的阻力小

质量比较轻

一般常用高密度聚乙烯聚丙烯

以及其它的热塑性材料来做成

那么对于设备的材料要求

必须能够抗酸的腐蚀

用的中和的这个药液是碱性的药液

一般是氢氧化钠溶液

或者是氢氧化钙的溶液

虽然氢氧化钠溶液比消石灰要贵

但是它的去除效果好而且用量少

而且不会因为pH值调整不当

而产生管线结垢的问题

所以一般都采用氢氧化钠溶液

作为碱性的中和剂

中和剂可以循环使用

当pH值或者是盐度超过一定标准的时候

需要排出并补充新的氢氧化钠溶液

以维持一定的酸性气体的去除率

这个是一个湿式洗气塔它的结构图

那么湿式洗气法它的优点是

酸性气体的去除率高

对氯化氢的去除率能够达到98%

对硫氧化物的去除率能够达到90%

但是它的缺点是造价比较高

而且用电量和用水量比较大

而且在这个过程当中会产生很多的废水

需要进行妥善的处理

干式洗气法是用压缩空气

将碱性的固体粉末

消石灰或者是碳酸氢钠直接喷入烟管

或者是烟管上的某段反应器内

使碱性的消石灰粉与酸性气体

进行充分的接触和反应

从而达到中和酸性气体并加以去除的目的

但是由于是固相和气相的接触

所以传质效果不佳

所以在使用的时候需超量地加药

干式洗气法单独的去除效率并不高

对氯化氢的去除率只能达到60%

对硫氧化物的去除率达到30%

所以需要在后面接布袋除尘器

再进行反应才能够达到排放的标准

所以干式洗气法比较经典的流程是

干式洗气塔加上布袋除尘器

就是说在进行烟气处理的时候

先在前面加一个冷却塔

使废气的温度降至150度

然后进行干式的除酸

然后后接布袋除尘器

它的优点是设备比较简单维修方便

造价比较便宜

消石灰输送管线不易堵塞

但是它的缺点是药剂消耗量比较大

酸性气体的去除效率比较低

再一种是半干式洗气法

半干式洗气法的主要设备是

一个半干式洗气塔

它实际上是一个喷雾干燥系统

它利用高效的雾化器

将消石灰的泥浆从塔底向上

或者是从塔顶向下喷入干燥吸收塔当中

酸性的尾气与喷入的碱性的泥浆

可成同向流或者是逆向流的方式

进行充分的接触并产生中和作用

其中最主要的设备是雾化器

目前常用的包括

转盘式雾化器和双流体雾化器

这是半干式洗气塔

当中浆液与气体流动方向示意图

它们可以是同向流也可以是逆向流

由于雾化效果比较好

气、液接触面积比较大

不仅可以有效地降低气体的温度

中和气体中的酸气

而且喷入的消石灰泥浆当中的水分

可以在喷雾干燥塔内完全蒸发不产生废水

单独使用时对酸性气体的去除效率

可以达到90%它后面需要接布袋除尘器

反应药剂在布袋除尘器的

滤布表面进行二次反应

整体系统对酸性气体的去除效率随之提高

对于氯化氢去除效率可以达到98%

对硫氧化物的去除效率可以达到90%以上

所以半干式洗气法较干式洗气法去除效率高

也免除了湿式洗气法产生过多废水的困扰

这节课就到这里

谢谢大家