随着国内垃圾焚烧发电行业的发展，垃圾焚烧炉日处理垃圾量不断增加。垃圾焚烧炉烟气污染物控制系统需要不断优化，达到污染物排放控制标准，甚至更严格的标准，烟气净化系统的发展就显得尤为重要，以脱除烟气中酸性气体（SOx、NOx、HCl等）、重金属（Pb、Hg、Cd等）、二英等有毒有害气体。

国内烟气净化组合工艺系统有多重方案，主要采用脱酸系统与除尘系统的不同组合工艺以减少烟气中污染物的排放。

北京某电厂焚烧炉排采用比利时Seghers多级炉排，烟气净化组合工艺为：（炉内SNCR-去除NOx）+（旋转喷雾反应塔-净化酸性气体）+（干法NaHCO3喷射-净化酸性气体）+（活性炭喷射-吸附重金属、二英）+（袋式除尘器-除尘）+烟气再加热+（SCR-进一步去除NOx）+防白烟气系统+〔烟气在线监测装置（CEMS）〕。烟气净化工艺流程如下图所示。

烟气净化工艺流程图

在保证炉内燃烧工况良好的情况下，符合炉内燃烧的3T燃烧控制条件。

焚烧炉燃烧的热烟气经过炉内SCR脱硝后，进入余热锅炉换热，余热锅炉出口的排烟温度为190℃（清洁状态）至210℃（脏污状态），再进入半干法机械旋转雾化反应塔，NaHCO3作为脱酸剂喷入烟道，活性炭喷射吸附，再经过袋式除尘器除尘系统、选择性催化还原SCR脱硝等烟气净化处理系统。

焚烧炉出口的烟气经过脱酸处理带有大量固体颗粒的烟气与喷入的活性炭高速混合，进入袋式除尘器，二英及重金属被吸附在袋式除尘器外侧，烟气再经过SCR脱硝系统进一步净化，洁净的烟气通过引风机排入烟囱。

1半干式反应塔和旋转雾化器

烟气净化中的脱酸系统采用GEA/NIRO的高速旋转雾化器，雾化平均粒径可达45μm。烟气进入反应塔与雾化后的石灰浆颗粒混合，通过旋转雾化器的高速旋转保证雾化颗粒的细度和冷却水的雾化细度。由于雾化程度高，旋转喷雾器将约15%的Ca(OH)2浆液喷入反应器中，形成粒径极小的液滴，石灰浆与烟气中的酸性成分充分反应。

由于水分的蒸发从而降低烟气的温度并提高其湿度，同时不会弄湿塔壁及造成结垢，使酸性气体与石灰浆反应成为盐类，掉落至底部的灰斗，半干式反应塔内未反应完全的石灰，可随烟气进入除尘器，部分未反应物将附着于滤袋上与通过滤袋的酸性气体再次反应，使脱酸效率进一步提高，同时提高了石灰浆的利用率。

NaHCO3喷粉干法工艺系统，有在反应塔入口烟道和布袋除尘器前的烟道两种喷入方式，可使得烟气净化系统有半干法运行、干法替代运行（在半干法旋转雾化设备故障时），半干法与干法联合运行等多种运行模式。在合理运行成本条件下，可以充分保证系统的脱酸效果，确保排放值达标。半干式旋转喷雾反应塔的技术参数见表1。

表1 旋转喷雾半干法脱硫技术参数

雾化石灰液滴既要冷却烟气降温，又要与烟气中的硫氧化物发生中和反应，在烟气经过反应塔时必须保证烟气反应塔中停留时间至少20s，以保证石灰液雾滴与烟气中的酸性气体更好地接触，达到更高效地脱除烟气中的酸性气体。

2袋式除尘器系统

烟气经过旋转高速雾化器脱硫塔及活性炭喷入系统进入除尘器，除尘器内的分配板使烟气中较重的颗粒立即掉落进接收漏斗里，并且使烟气均匀分配后进入布袋。烟气由布袋的外侧进入，烟气与灰尘和固体颗粒物分离出来，出口处为清洁的烟气。

布袋外侧不断累积过滤层，包括脱硫反应塔中被烟气携带出的石灰、NaHCO3和活性炭，烟气中的酸性污染物在半干反应塔后，仍能被中和，烟气中的重金属和二英被捕集在布袋的外侧，减少了污染物的排放。

除尘器外侧的过滤层不断增厚，根据袋式除尘器压差增大的程度，定期采用干燥的压缩空气脉冲由内向外吹灰，布袋外侧的残余灰尘掉落入排料斗。烟气中的酸性成分在布袋滤层上发生中和反应，对更换脱硫塔内旋转高速雾化器尤其重要，可减少酸性气体排放。

布袋的选型也应满足由于雾化器的关闭，烟气未被冷却而造成的短时间高温（260℃）。袋式除尘器的参数见表2。

表2 袋式除尘器工艺特性参数

袋式除尘器的滤袋采用表面具有过滤功能、透气性好、耐腐蚀和耐高温的PTFE材料，PTFE材料经覆膜处理，除尘效率可达99.9%以上，在240℃的连续运行温度、瞬间260℃的温度条件下，能耐全部pH值范围内的酸碱侵蚀；袋式除尘器充分考虑了垃圾焚烧发电厂烟气排放标准的严格要求，并且采用了伴热、旁路、保温等保护措施。

3SNCR+SCR脱硝系统

通过优化燃烧和烟气净化工艺，北京某垃圾焚烧发电厂焚烧炉内采用SNCR系统以减少氮氧化物的产生，同时在尾部烟道袋式除尘器后布置了SCR脱系统，以进一步降低NOx排放量。

3.1SNCR脱硝系统

选择性催化还原法（SNCR）是在烟气温度850℃～1100℃，向炉内直接加入氨液或尿素脱硝剂，将氮氧化物还原成为氮气与水气的方法。焚烧炉喷入氨液的反应原理为：

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

4NH3+5O2→4NO+6H2O

4NH3+3O2→2N2+6H2O

在850℃～1100℃高温下，喷入尿素与氧化氮进行如下反应：

4NO+2CO(NH2)2+O2→4N2+2CO2+4H2O

采用SNCR法对NOx的去除效率在50%以上，若为了提高氮氧化物的去除效率而增加药剂的喷入量，氨的漏失率也会相应增加，剩余的氨和氯化氢及三氧化硫化合成氯化铵及硫酸氢氨而沉淀在锅炉尾部受热面，会导致余热锅炉尾部受热面结垢和堵塞，同时会使烟气形成白烟。

​3.2SCR脱硝系统

在袋式除尘器下游设置SCR系统以进一步去除烟气中的NOx，同时还可以部分氧化二英（PCDD/Fs）。SCR系统包括GGH（烟气-烟气换热器）、GSH（烟气-蒸气换热器）、尿素制氨设备（分解室）、氨喷射装置和SCR反应塔。

SCR装置的主要功能是为NOx与氨中和创造最佳的反应条件，包括充足的停留时间、烟气通过时与催化剂的接触面积。

催化反应与温度有关，最佳反应温度设为230℃。袋式除尘器后的增压风机出口烟气温度约为140℃，因此采用两个串接的换热器。

第一阶段：SCR反应塔出来的热烟气通过GGH（烟气-烟气换热器）与烟气进行热交换，烟气升温。第二阶段，烟气通过GSH（烟气-蒸气换热器）利用汽包内的高压蒸气进一步加热到反应温度。

NOx与氨在奥地利CERAM产的TiO2/V2O5/WO3或等同催化剂上反应，在适当的温度条件下，发生如下反应：

4NO+4NH3+O2→（TiO2/V2O5/WO3）→4N2+6H2O

4NO2+8NH3+2O2→（TiO2/V2O5/WO3）→6N2+12H2O

SCR工艺要求氨投加量精确度高及与主烟气混合的均匀度高，以保证有效去除NOx，并使氨逃逸降到最低。烟气中NOx与氨的反应发生在装有蜂窝式催化剂的反应塔里，反应塔体为单仓，装有两层活性催化剂层。SCR脱硝系统净化工艺技术参数见表3。

表3 SCR脱硝系统工艺技术参数

目前，我国垃圾焚烧发电厂烟气脱硝系统的研究和应用尚处于起步阶段，国内新建及改造的垃圾焚烧发电厂大都是布置SNCR脱硝系统，SCR比SNCR法具有更高的烟气脱硝效率，脱硝效率可达80%以上，但从长远看，在经济条件许可的条件下，SNCR+SCR技术会成为主流。

烟气经过换热器离开烟囱的温度相对较高（额定点温度201℃），在环境温度为5℃，60%RH（湿度）条件下，不会有白烟产生（不透光率<10%）及白烟的扩散，即使有可能旁通SCR装置，烟气仍可以通过GSH换热器升温，可在一定条件下控制白烟，减少二次污染的产生；白烟产生与气象条件的变化密切相关，每条焚烧线需预留一套防白烟装置，并根据气象条件变化确定是否开启。lm