垃圾焚烧发电再生资源综合利用项目中烟气超低排放技术的应用研究

一、引言

在经济迅猛发展、资源需求持续增长的时代背景下，垃圾焚烧发电再生资源综合利用项目在实现资源循环利用、缓解环境压力方面发挥着重要作用。然而，这些项目在运行过程中产生的烟气若未经有效处理，会对大气环境造成严重污染。近年来，我国对大气污染物排放的监管力度不断加强，特别是在垃圾焚烧发电再生资源综合利用领域，烟气超低排放技术已成为实现环保目标的关键手段。其应用效果不仅直接影响项目的环境效益，还关系到企业的可持续发展能力。太仓再生资源综合利用项目通过采用先进的烟气净化工艺，成功实现了烟气排放指标优于国家和欧盟标准，达到了超低排放水平。深入研究该项目中烟气超低排放技术的应用，对于推动再生资源行业的可持续发展具有重要的理论和实践意义。

二、烟气超低排放技术的特点及应用要点

（一）技术特点

1.高效净化能力

烟气超低排放技术依托先进的物理和化学原理，构建了一套复杂且精密的净化体系。其核心是深度脱除二氧化硫（SO₂）、氮氧化物（NOx）和颗粒物（PM）等多种污染物。脱硫时，特定脱硫剂与 SO₂ 发生酸碱中和反应生成稳定盐类；脱硝时，借助催化剂使 NOx 与还原剂深度还原为氮气和水。该技术采用多层级净化工艺，有效捕捉和转化各类污染物，达到超低排放标准，保障大气环境质量。

2.高度适应性

烟气超低排放技术环境适应力强，能在多样工况下稳定运行。垃圾焚烧发电及再生资源综合利用项目中，因烟气成分复杂、波动大，设备规模和类型差异大，污染控制挑战严峻。该技术集成智能控制系统，实时监测烟气温度、湿度及污染物浓度，并依数据动态优化运行参数。如遇特定污染物浓度异常升高，可自动调节净化剂投加量，精准控制反应温压，确保污染物脱除效率最优。其独特优势是对生产波动响应迅速，即便原料成分或工况变化，也能及时调整策略维持超低排放。且不仅在常规工况稳定可靠，应对突发状况也表现出色。该技术为垃圾焚烧发电行业提供了高效可靠的污染控制方案，在环保和资源循环利用中作用重大。

3.节能环保优势

烟气超低排放技术兼具节能与环保优势。节能设计上，引入高效换热器等先进设备，回收工艺余热，大幅降低净化能耗，减少能源浪费，提升工艺流程运行效率。环保性能上，实现污染物深度治理，构建资源循环链。以脱硫石膏回收为例，将其转化为建筑材料原料，开辟资源化新途径；脱硝产生的可利用物质提纯后重回生产，形成资源利用闭环。该技术影响多维度：从环保看，降低二次污染风险；从资源利用讲，减少对原生资源依赖；从经济角度，创造额外价值增长点。此技术有机结合节能、环保与资源循环，为工业绿色转型提供可行方案，契合可持续发展理念。

（二）应用要点

1.工艺系统设计要点

工艺系统设计要结合项目实际，合理选择和配置处理环节。以太仓项目的半干式反应塔为例，其基于成熟经验和专有技术设计，入口组件让烟气与雾化石灰浆液充分混合，塔的尺寸和结构保证烟气停留时间不少于 22 秒，使固态颗粒干燥且不贴壁。同时，精确控制烟气温度、湿度等参数，为后续除尘、湿法脱酸、SCR 脱硝等工艺创造适宜条件，提升污染物去除效率，确保系统稳定运行。

2.设备选型与配置要点

设备选型直接关系到烟气处理效果和系统的稳定性。在太仓项目中，布袋除尘器选用了过滤风速低、过滤效率高的设备，滤料采用100%PTFE+PTFE覆膜，并采用 PTFE 胶条封孔技术，布袋寿命不小于 4 年。湿式洗涤塔的冷却吸收喷嘴采用耐腐蚀材料制造，塔内壁根据不同区域的腐蚀程度采用不同的防腐材料和结构，如洗涤塔入口 2 米采用高温鳞片胶泥 + 碳砖（或碳砖 + 耐酸砖），有效防止了设备腐蚀，延长了设备使用寿命。通过合理选型和配置，确保了设备在复杂工况下的长期稳定运行，降低了设备维护成本。

3.控制系统设计要点

控制系统是实现烟气超低排放的关键环节之一，它能够实时监测和调节系统运行参数，确保各设备协同工作。太仓项目的烟气净化系统采用 DCS控制系统，对各设备的运行状态进行实时监控。例如，通过监测布袋除尘器进出口的压差，自动控制脉冲清灰系统的运行；根据 SCR 反应器进出口 NOx浓度，自动调节氨水的喷射量，实现对烟气中污染物的精准控制。这种智能化的控制系统不仅提高了系统的运行效率，还减少了人工操作的误差，确保了烟气排放的稳定达标。

4.防腐与保温设计要点

由于烟气中含有多种腐蚀性物质，且系统运行温度变化较大，因此防腐和保温设计至关重要。在太仓项目中，对与烟气接触的设备和管道进行了全面的防腐处理，如反应塔圆筒壁厚及灰斗区域采用耐高温防腐涂料（JMF408或 VEGH 特种涂料），布袋除尘器出口至#2GGH 出口段烟道采用耐高温玻璃鳞片防腐。同时，对设备和管道进行保温处理，减少热量损失，保证设备在适宜的温度下运行，如反应塔、布袋除尘器等设备的保温层厚度不小于15cm， 。通过这些设计，不仅延长了设备的使用寿命，还提高了系统的能源利用效率。

三、烟气超低排放技术在再生资源项目中的应用策略

（一）优化运行管理策略

完善的运行管理制度是烟气超低排放技术稳定运行的基础。太仓项目制定了全面细致的操作规程，涵盖设备启动、运行和停机维护各环节。操作人员上岗前接受系统培训，包括理论与实操演练，熟练掌握工艺流程和设备操作，如旋转喷雾器的原理、特性及故障处理方法。日常运行中，操作人员严格按规程操作，定期检查记录设备运行参数、磨损情况等。同时，加强设备巡检维护，制定详细巡检计划，明确时间间隔、检查内容和标准，巡检人员借助专业工具（如红外测温仪、测振仪）检查设备，发现异常及时处理，保障设备良好运行。

（二）强化监测与评估策略

加强对烟气排放的监测和评估，是保障烟气超低排放技术稳定运行的重要手段。在太仓项目中，于布袋除尘器出口及烟囱排放口安装了先进的CEMS 系统，该系统能够实时、连续地监测粉尘、CO、 SO₂ 、HCl、NOx 等多种污染物的排放浓度。监测数据会实时接入 DCS 系统，方便操作人员随时掌握烟气排放情况。同时，利用数据采集与分析软件对监测数据进行深度分析，及时发现数据的异常波动，为系统的调整和优化提供依据。此外，定期对系统进行性能测试也是必不可少的环节。通过性能测试，全面评估各设备的运行效率和污染物去除效果，例如测定半干式反应塔对酸性气体的脱除效率、布袋除尘器的除尘效率等。根据测试结果，对系统进行针对性的调整和优化，如调整设备的运行参数、更换磨损的部件等，确保系统始终保持高效运行状态。

（三）合理选用消耗物料策略

消耗物料的质量和性能直接关系到烟气处理的最终效果。在太仓项目中，选用熟石灰、活性炭、氨水、氢氧化钠溶液等消耗物料时，充分考虑了现场可采购到的物料实际情况，同时对物料质量进行严格把控。在选择熟石灰供应商时，对多家供应商的产品进行质量检测和对比分析，选择 Ca（OH） ₂纯度 ≥90% 、粒度 ≥325 目（ 95% ）的熟石灰产品。对于活性炭，要求其比表面积（BET） ≥900m²/g. 、碘吸附值 ≥800mg/g ，以确保其具有良好的吸附性能。在采购过程中，建立了严格的质量检验制度，对每一批次的物料进行抽样检测，只有检测合格的物料才能投入使用。并且根据系统运行情况和污染物排放数据，实时调整消耗物料的用量，在保证烟气处理效果的前提下，避免物料的浪费，降低运行成本。

四、太仓项目案例分析

（一）项目概述

太仓再生资源综合利用项目规划建设一座大型生活垃圾焚烧发电厂，终期日处理城乡生活垃圾 2250 吨，分两期建设。一期工程配置 2×750t/d 机械炉排炉 +1×45MW 汽轮发电机组，本次采购为一期工程二条烟气净化线的设备，系统及布置预留二期第 3 台炉扩建的可能性。项目烟气处理系统总投资10760 万元，于 2021 年 11 月开始启动，2024 年 1 月投产。

（二）烟气净化工艺

太仓项目采用的“ SNCR（炉内选择性非催化还原脱硝） + 旋转喷雾半干法脱酸 + 干法喷射 + 活性炭喷射吸附 + 袋式除尘器 +GGH1+ 湿法脱酸+SGH+SCR （选择性催化还原脱硝） +GGH2 脱白” 烟气净化工艺，各环节紧密配合，实现了对烟气中多种污染物的深度处理。

1.SNCR 脱硝系统

来自氨水供应系统的氨水及稀释水进入 SNCR 混合分配单元，通过喷枪组喷入焚烧炉内，在 850-1050^∘C 的温度区间内，与 NOx 进行选择性反应，将其还原为 N₂ 和 H₂O 。该系统在 NOx 初始浓度小于 400mg/Nm³ 时，投用后可使 ΔNOx 排放值浓度低于 200mg/Nm³ ，且增加锅炉出口排烟温度的下降值不大于 6^∘C 。

2.半干式反应塔及干法喷射系统

半干式反应塔通过旋转喷雾头将石灰浆液雾化，与烟气中的酸性气体发生反应，实现脱酸的目的。同时，反应塔出口设置的干法熟石灰喷射系统作为备用，在旋转喷雾头故障或检修时投入使用。该系统可根据出口设定的污染物排放值自动调整，布袋入口温度自动定温控制在 150-160^∘C ，有效保证

了脱酸效果和系统的稳定性。

3.活性炭喷射吸附系统

活性炭作为吸附剂喷入烟道，能够有效吸收汞等重金属和 PCDD/PCDF，确保这些污染物达标排放。活性炭仓的设计满足 2 条烟气净化线不少于 15天用量的贮存能力，给料装置计量精度高，可独立调节给料量，保证了活性炭的稳定供应和高效吸附。

4.布袋除尘器系统

布袋除尘器对烟气进行净化处理，过滤风速不大于 0.64m/min ，出口烟尘浓度 ≤5mg/Nm³ 。采用仪用压缩空气脉冲清灰，滤料选用 100%F TFE+PTFE覆膜且采用 PTFE 胶条封孔技术，布袋寿命长，除尘效率高，有效去除了烟气中的固体颗粒。

5.湿法脱酸及 SCR 脱硝系统

经过前期处理的烟气进入湿法洗涤塔，进一步脱除 HCl、SOx 等酸性气体。随后，烟气通过 GGH2 和 SGH 加热至 SCR 反应器所需的反应温度，在催化剂的作用下，SCR 系统对 ΔNOx 进行深度脱除，使烟囱位置氨逃逸不高于 3.8mg/Nm³ ，NOx 稳定排放小时均值达 50mg/Nm³ 以下。

6.GGH1 和 GGH2 脱白系统

GGH1 和 GGH2 作为烟气-烟气换热器，利用高温烟气的热量加热低温烟气，实现烟气的升温与脱白。GGH1 采用 PTFE 为材料的管式换热形式，有效防止了低温腐蚀；GGH2 与低温烟气接触的材料全部采用 ND 钢制作，提高了换热器的耐腐蚀性和换热效率。

（三）运行效果与排放指标

太仓项目投产后，烟气排放指标优于国标及欧盟标准，实现了烟气超低排放。具体排放指标如下表所示：

从表格数据来看，太仓项目在各项污染物排放控制上成效显著。颗粒物设计值为 4.8mg/Nm³ ，实际排放低于该数值，远低于国家标准 20mg/Nm³ 和欧盟标准 10mg/Nm³ ，这表明项目对固体颗粒的捕集效果极佳。HCl、 SO₂ 等酸性气体的实际排放同样远低于国标和欧盟标准，有效减少了酸雨形成的潜在风险。在NOx 排放方面，设计值 48mg/Nm³ ，实际排放更低，充分展现了脱硝工艺的高效性。汞及其化合物、二噁英类等有害物质的排放也严格控制在极低水平，极大降低了对人体健康和生态环境的危害。

（四）项目效益分析

1.环境效益

太仓项目的烟气超低排放技术有效减少了大气污染物的排放，降低了对周边环境的污染，保护了生态环境。与传统的烟气处理技术相比，每年可减少大量的颗粒物、酸性气体、重金属和二噁英等污染物排放，对改善区域空气质量具有重要意义。项目实施后，周边地区的空气质量显著提升，酸雨频率大幅降低，生态环境得到了有效修复。每年可减少粉尘颗粒物排放约 8672吨，酸性气体排放约 3035 吨，有效改善了周边地区的空气质量。

2.社会效益

项目的成功实施提高了当地居民的生活质量，减少了因空气污染引发的健康问题。项目的建设和运营也为当地提供了大量的就业机会，促进了地方经济的发展，提升了企业的社会形象，取得了良好的社会效益。此外，项目的成功也为其他地区提供了可借鉴的经验，推动了整个再生资源行业的可持续发展。

3.经济效益

基于现行环保政策，实施烟气超低排放的垃圾焚烧发电项目通常可获财政补贴或税收优惠。太仓项目虽暂未明确补贴数额，但参照同地区类似项目，预计会得到一笔可观补贴，为项目运营增添经济助力。太仓项目实现烟气超低排放，提升了企业在环保领域的品牌形象。在再生资源综合利用项目招投标中，这一优势使企业更具竞争力，能获取更多市场份额与业务拓展机会，带来额外经济收益。

总体而言，烟气超低排放技术在垃圾焚烧领域的经济效益短期内不显著，实现周期长且多为间接效益。然而，它在规避罚款、提升企业形象、优化能源利用、降低政策风险等方面意义重大，推动了环保效益与间接经济效益的协同发展，为企业长远发展提供有力支撑。

（五）技术心得体会

太仓项目在烟气超低排放技术应用中积累了宝贵经验。技术工艺选择优化上，前期调研至关重要。为确定适配工艺，查阅大量资料、对比方案并实地考察。以脱硝工艺为例，分析 SNCR 和 SCR 优劣后，结合项目工况，采用二者结合方案，有效控制成本并保障脱硝效果。项目数据显示， NOx 初始浓度小于400mg/Nm³ 时，SNCR 使 NOx 排放低于 200mg/Nm³ ，SCR 进一步深度脱除，使烟囱处 ΔNOx 稳定排放小时均值在 50mg/Nm³ 以下，满足超低排放要求，凸显了解项目需求对选好技术的关键作用。运行管理与质量控制方面，完善制度和人员培训不可或缺。制定详细巡检制度，组织操作人员培训。如操作人员及时处理半干式反应塔喷头堵塞问题，堵塞前反应塔对酸性气体脱除效率约 85% ，堵塞降至 70% 左右，处理后恢复到 88% 以上，体现了规范管理和专业培训的价值。技术创新改进是项目持续发展动力。关注行业新技术，参与内部研讨，优化活性炭喷射系统，调整参数和结构，吸附效率从 80% 提升至 90% 以上，且每年节约活性炭约 10‰ 。这些经验表明，持续学习和创新，有助于项目在环保领域进步，实现更好效益。

五、结论

烟气超低排放技术在太仓再生资源综合利用项目中的成功应用，为同类型项目提供了可借鉴的范例。该技术通过多种工艺的协同作用，实现了对烟气中多种污染物的高效去除，达到了优于国标及欧盟标准的排放水平，取得了显著的环境、社会和经济效益。在未来的再生资源综合利用项目中，应进一步推广和优化烟气超低排放技术，加强运行管理和技术创新，不断提高项目的环境绩效，为推动资源循环利用和环境保护事业的发展做出更大贡献。

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