氣態酸性污染物

氣態酸性污染物指煤轉化過程中產生的硫氧化物、氮氧化物、硫化氫及二氧化碳等氣體。氮氧化物主要是指一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)兩種，它們大部分來源泉於礦物燃料的高溫燃燒過程。硫氧化物主要是指二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)和硫酸鹽，如燃燒含硫煤和石油等。

基本介紹

• 中文名：酸性氣態污染物
• 外文名：Acidic gaseous pollutants
• 影響：形成酸雨
• 狀態：氣態
• 性質：混合物
• 來源：煤炭燃燒等

成分

焚燒產生的酸性氣態污染物主要包括N0_x、SO₂、HCl、HF、HBr、HI等。其中，NO_x來源於焚燒爐內高溫條件下空氣中的N₂與O₂反應，以及廢物中有機氮化物的燃燒；SO₂一部分來源於生活垃圾焚燒，另一部分來源於焚燒爐的停爐點火過程使用的輕質柴油；HCl主要來源於有機和無機含氯物質的焚燒，HF來源於有機氟化物的燃燒，如氟塑膠廢棄物、含氟塗料等，形成機理與HCI相似。一般，HCl濃度最高，SO₂和HF的濃度相對較低。

淨化技術

HCl、HF、SO2的淨化

HCl、HF、SO₂的去除機理是酸鹼中和反應。在不同的淨化系統中，鹼性吸收劑(如NaOH、Ca(OH)₂)以液態(濕法)、液/固態(半乾法)或固態(乾法)的形式與以上污染物發生化學反應，涉及的主要反應如下:

HCl+NaOH=NaCl+H20

2HCl+Ca(OH)₂=CaCl₂+2H₂0

HF+NaOH=NaF+H₂0

2HF+Ca(OH)₂=CaF₂+2H₂0

S0₂+2NaOH=Na₂S0₃+H₂0

S0₂+Ca(OH)₂=CaS0₃+H₂0

從理論上講，強鹼性吸收劑與酸|生污染物的反應在極短的時間內就可以完成，但由於該反應涉及“氣一液”或“氣．固”物理傳質過程，使得污染物的去除效率決定於傳質效果。二相之間的傳質分為三步，即:被吸收成分從氣相主體到“氣一液”或“氣一固”界面的傳質過程、界面上的溶解平衡過程、從界面到“液”或“固”相主體的擴散過程。可將以上三步歸納為:

NA=KPA×S×(CGA—CSA)=KGA×S×(PGA—PSA)

式中NA——單位時間、單位面積上傳質的A組分的量；

KPA，KGA——分別以濃度和分壓表示的A組分的傳質係數；

S——吸收傳質表面積。

括弧中兩個數值的差反映了傳質推動力的大小。NA越大，則A組分污染物的去除效率越高，而NA的大小決定於傳質係數、傳質表面積和傳質推動力。傳質係數反映了傳質阻力的大小，阻力越大，相應的係數越小。因“氣一液”傳質係數大於“氣一固”傳質係數，所以，在其他條件相同的條件下，濕法的淨化效率明顯高於乾法，半乾法的淨化效率居中。另外，增加吸收劑的比表面積和“吸收劑/污染物”的當量比也可使淨化效率增加。然而，在實際操作過程中，更重要的是通過足夠的停留時間來保證污染物的高效去除。

NOx的淨化技術

NO_x的淨化是最困難且費用最昂貴的技術。這是由於NO的惰性(不易發生化學反應)和難溶於水的性質決定的。垃圾焚燒煙氣中的NO_x以NO為主，其含量高達95%或更多，利用淨化HCl、HF及SO_x等酸性氣體的常規化學吸收法很難達到有效去除。

目前常用的NO_x淨化方法有選擇性催化還原法(SCR)、選擇性非催化還原法(SNCR)以及氧化吸收法等多種形式。SCR法是在催化劑存在的條件下，NO_x被還原劑(一般為氨)還原為對環境無害的氮氣。由於催化劑的存在，該反應在不高於400℃的條件下即可完成。SNCR法是在高溫(800～1000℃)條件下，利用還原劑氨或碳醯胺(尿素)將NO_x還原為氮氣的方法。與SCR法不同的是，SNCR法不需要催化劑，其還原反應所需的溫度比SNCR法高得多。因此，SNCR法的還原反應一般是在垃圾焚燒爐膛內完成的，而SCR法的還原反應是則是在垃圾焚燒爐的後續設備中完成。

氧化吸收法和吸收還原法都是與濕法淨化工藝結合在一起共同使用的。氧化吸收法是在濕法淨化系統的吸收劑中加入強氧化劑如NaCl0₂，將煙氣中的NO氧化為N0₂，N0₂再被鈉鹼溶液吸收去除。吸收還原法是在濕法系統中加入Fe，Fe將NO包圍，形成EDTA化合物，EDTA再與吸收溶液中的HSO和SO₃反應，最終放出N₂和SO₄作為最終產物。據國外資料報導，吸收還原法的化學添加劑費用低於氧化吸收法。

注意事項

固體焚燒廢物產生的酸性氣態污染物及顆粒物，對焚燒爐爐體會產生腐蝕作用，設計不合理的焚燒爐，幾個月內碳鋼爐殼就會被腐蝕掉。因此，爐體的防護非常重要，其主要措施有:

①控制溫度，避免HCl露點腐蝕。採用水牆式爐壁，即在爐壁四周裝配水管牆吸收輻射

熱，控制爐壁溫度在HCl露點以上至HCl直接與Fe反應的溫度以下(108～400℃)。

②提高灰分熔點。由於積灰加快了高溫腐蝕速度，因此可向鍋爐中投入高溫防腐劑(Ca、

Mg、A1的氧化物)。

③選用耐腐蝕性強的鋼材做爐殼，根據耐火材料的耐腐蝕特性分段選用，如

在焚燒爐內，低溫部分宜用黏土磚，而高溫部位宜用高鋁礬土磚。N0_x的控制優

先考慮採用低氮燃燒技術，減少氮氧化物的產生量，煙氣脫硝可採用選擇性非催

化還原法(SNCR)或選擇性催化還原法(SCR)。SO₂、HCl和HF等酸性氣態污染物，

採用適宜的鹼性物質中和去除，可採用半乾法、乾法或濕法處理工藝。