固體廢棄物處理第1頁，課件共65頁，創作于2023年2月第三章固體廢物焚燒第一節概述第二節焚燒過程及技術原理第三節焚燒參數的計算第四節焚燒爐構造與性能第五節焚燒爐設計原則及要點第六節城市垃圾焚燒處理第七節危險廢物的焚燒處理第八節焚燒廠尾氣冷卻與廢熱回收系統第九節

焚燒尾氣控制技術第2頁，課件共65頁，創作于2023年2月第七節危險廢物的焚燒處理7.1危險廢物焚燒爐第3頁，課件共65頁，創作于2023年2月旋轉窯焚燒爐旋轉窯焚燒爐可同時處理固、液、氣態危險廢物，除了重金屬、水或無機化合物含量高的不可燃物外，各種不同物態(固體、液體、污泥等)及形狀(顆粒、粉狀、塊狀及桶狀)的可燃性固體廢物皆可送入旋轉窯中焚燒。許多劇毒物質如多氯聯苯及過期的軍火也可使用旋轉窯處理。旋轉窯焚燒爐是區域性危險廢物處理廠最常采用的爐型。第4頁，課件共65頁，創作于2023年2月適于旋轉窯焚燒爐處理的固體廢物：氯化有機溶劑(氯仿、過氯乙烯)；氧化溶劑(丙酮、丁醇、乙基醋酸等)碳氫化合物溶劑(苯、己烷、甲苯等)；混合溶劑、廢油油/水分離槽的污泥；殺蟲劑的洗滌廢水廢殺蟲劑及含殺蟲劑的廢料；化學物貯槽的底部沉積物氣化有機物蒸餾后的底部沉積物；一般蒸餾殘渣含多氯聯苯的固體廢物；高分子聚合廢物及高分子聚合反應后的殘渣粘著劑、乳膠及油漆；藥廠廢物下水道污泥；生物廢物過期的有機化合物；一般固液體有機化合物殺蟲劑、除草劑；含10%以上有機廢物的廢水含硫污泥；去除潤滑劑的溶劑污泥油漆、紙漿及一般污泥；光化合物及照相處理的液固體廢物受危險物質污染的土壤第5頁，課件共65頁，創作于2023年2月7.2危險廢物的接收廢物接受委托處理前，以廢物的特性、本身處理能力為判斷的依據，建立一套決策程序，同時取得廢物產生者的合作。廢物的驗收步驟必須確實，主要影響貯存及焚燒的特性項目必須鑒定。廢物的分類及貯存是以安全性及相容性為準則。廢物的卸載、傳送及貯存區必須配置適當的檢測及安全措施。主要設備及貯存場所應定期檢查。焚燒工廠內應裝設空氣檢測系統及檢測水井，以監視環境品質。第6頁，課件共65頁，創作于2023年2月焚燒爐的操作條件應以徹底銷毀廢物所含的有害物質為前提而選擇，而且不應超出試燒合格的范圍之外。主要設備的溫度、壓力、廢物輸入量、煙囪排氣的品質等必須監視，以免操作失常，造成環境的污染及設備的損壞。焚燒爐應定期安排停機檢修時間，以確保設備的正常。焚燒工廠具備緊急應變計劃，同時與地方治安機關，環保機關保持良好的關系，同時密切注意環保機構未來工作重點及法規修改的趨勢，以便研究應變及改善措施。第7頁，課件共65頁，創作于2023年2月廢物接受程序：a.接收前的審閱及決策工作在接收委托處理之前，應先審閱危險廢物的背景及特性鑒定資料，包括廢物的重量及運輸方式，一般物理特性、化學成分及有害物質含量等，判斷是否決定接受委托。由于焚燒處理的價格與廢物的物態、氯含量、水分、灰分及熱值有密切的關系，在接受前須分析與價格有關的廢物特性。高熱值（19，000kJ/kg以上）、流動性的液體可以作為輔助燃料之用，處理價格甚低，有時甚至須付費給產生者。第8頁，課件共65頁，創作于2023年2月處理價格與水分、灰分及氯的含量成正比，與熱值成反比，具特殊性質（爆炸性、劇毒性）的物質的價格更高。審閱者決定后，以書面通知廢物產生者是否決定接受委托處理。如果決定接受處理后，則安排議價、簽約及安排運送時間。b.驗收廢物運到焚燒工廠后，由工廠驗收人員依據合約及運輸憑單所列的廢物類別及名稱驗收。驗收的廢物類別及數量亦須詳細記錄，并依照法律規定保存一定期限。第9頁，課件共65頁，創作于2023年2月7.3危險廢物貯存及處理分類（1）取樣分析及特性鑒定對焚燒廠日常操作有直接影響的項目進行測試，以便對廢物分類、貯存及處理。反應性：發現廢物是否具特殊反應性（水反應性、氧化、還原等），以免貯存或處理時發生意外；閃火點；腐蝕性：用試紙測試，以確定其酸性或堿性；物態、氣味及顏色：以目視法決定；比重，水分及灰分；總熱值；第10頁，課件共65頁，創作于2023年2月鹵素（氯、氟、溴等）：廢物所含的有機物焚燒后會產生酸性鹵化氫，其含量與酸氣洗滌器或吸收塔所使用的堿性藥品（苛性堿或石灰）量有直接關系，酸洗滌值：將熱量計排放的氣體溶于水中，再以氫氧化鈉滴定，以求出廢物中產生酸氣物質（氯、硫等）的含量。相容性：通常是將貯槽內的樣品與接受的樣品混和，以檢查是否會產生反應，亦可使用溫度計測試其溫度的變化。特殊化合物含量：有些焚燒廠所為了避免誤收含多氯聯苯或某些特定劇毒物質的廢物，每天將同類的樣品混合成幾個樣品，然后以氣相儀測試。第11頁，課件共65頁，創作于2023年2月7.4危險廢物焚燒進料系統危險廢物的型態大致可分為液態、漿狀態、污泥狀與固態四種，為顧及整體輸送與燃燒狀況，此四種型態的廢物各有不同進料設計系統。（1）液體進料系統進料方式主要以噴霧進料方式為主。通過霧化噴嘴將液態廢棄物化成微細霧滴，增加與空氣接觸表面積。由爐內的熱輻射對流傳導，蒸餾氣體化后，供給空氣以擴散混合，提高燃燒速度，相對燃燒效率高。常見的霧化裝置與輔助燃燒器類似，可分為加壓噴霧、回轉式噴霧、高壓流體噴霧與低壓流體噴霧四種。第12頁，課件共65頁，創作于2023年2月液態廢棄物進料過程牽涉到液態廢物貯存槽、輸送管路與噴霧裝置。貯存槽應選擇與廢液能相容的材質，不得發生反應、腐蝕等現象。在輸送管路方面，則必須考慮廢液的粘滯性、流動性、固體物含量，避免造成輸送管路浸蝕、腐蝕、阻塞，一般粘滯性在1000cst（或5000SSU）才能夠輸送。若廢液中含固體顆粒時最好在噴霧噴射前過濾去除，以避免阻塞噴嘴。（2）漿狀物與污泥進料系統漿狀物與污泥進料系統的設計應考慮漿狀物或污泥的熱值與含水率，若含水率高且熱值低，應考慮先將其干燥，再進爐內焚燒，若含水率低且熱值高，則可以直接進入爐內焚燒。第13頁，課件共65頁，創作于2023年2月7.5危險廢物焚燒操作條件的監視及維持焚燒系統的操作是否正常是依據裝置于主要設備的量測儀表（例如溫度、壓力、流量、煙氣中氧氣、一氧化碳濃度等指示器或偵測器）所顯示的數值而判斷。焚燒爐的燃燒溫度必須超過足以銷毀廢物的最低溫度，以達到焚燒的目的。爐壁及燃燒氣體的溫度應保持穩定，以免耐火磚因過熱或熱震而損害，不僅因為耐火磚的維修是焚燒系統操作中最大的開支，而且也是造成焚燒爐停機的主要原因。即使溫度維持穩定，耐火磚也會因磨擦、粘著劑失效、廢物中堿性金屬鹽酸或氟化物燃燒產生的氟化氫的腐蝕等因素而造成厚度減少或剝落的現象。第14頁，課件共65頁，創作于2023年2月最簡易的檢查方法是夜間觀察焚燒爐的外設，如果外設呈紅熱色，即表示該部分內部的耐火磚已剝落或損害情況嚴重，必須停機整修。亦可使用紅外線溫度遙測器，定時測試焚燒爐外設的溫度，甚至使用與電腦連線的紅外線掃描儀長期檢測及記錄焚燒爐外設表面的溫度。廢物的熱值過高，會造成爐內溫度的上升。此時除了增加空氣輸入量、降低輔助燃料量外，還可以將高水分的廢棄液霧化后，噴入爐內以調節溫度。噴淋時避免水霧接觸爐壁，以免爐壁耐火磚驟冷而斷裂。有時亦可以用冷水澆淋爐的外殼，以保持爐壁的溫度。第15頁，課件共65頁，創作于2023年2月第八節焚燒廠尾氣冷卻與廢熱回收系統焚燒尾氣冷卻/廢熱回收系統的功能是：（1）調節焚燒尾氣溫度，一般使之冷卻至220～300℃之間，以便進入尾氣凈化系統。通常情況下,尾氣凈化處理設備僅適于在小于300℃的溫度范圍內操作，故焚燒爐所排放的高溫氣體尾氣調節或操作不當，會降低尾氣處理設備的效率及壽命，造成焚燒爐處理量的減少，甚至還會導致焚燒爐被迫停爐。第16頁，課件共65頁，創作于2023年2月（2）回收廢熱，通過各種方式利用廢熱，降低焚燒處理費用。目前所有中大型垃圾焚燒廠幾乎均設置了汽電共生系統。8.1廢氣冷卻方式尾氣的冷卻可分為直接式及間接式兩種類型。直接式冷卻是利用惰性介質直接與尾氣接觸以吸收熱量，達到冷卻及溫度調節的目的。水具有較高的蒸發熱(約2500kJ/kg)，可以有效降低尾氣溫度，產生的水蒸氣不會造成污染，因此水是最常使用的介質。空氣的冷卻效果很差，必須引入大量空氣，會造成尾氣處理系統容量增加(二倍至四倍多，視進氣溫度而異)，很少單獨使用。第17頁，課件共65頁，創作于2023年2月間接冷卻方式是利用傳熱介質(空氣、水等)經由廢熱鍋爐、換熱器、空氣預熱器等熱交換設備，以降低尾氣溫度，同時回收廢熱，產生水蒸氣或加熱燃燒所需的空氣。直接噴水冷卻與間接冷卻是調節及冷卻焚燒尾氣的最常用的兩種方式，其優缺點、適用條件和范圍如下表所示。第18頁，課件共65頁，創作于2023年2月一般來說，采用間接冷卻方式可提高熱量回收效率，產生水蒸汽并用于發電，但投資及維護費用也較高，系統的穩定性較低；直接噴水冷可降低初期投資及增加系統穩定性，但不僅造成水量的消耗，而且浪費能源。中小型焚燒廠多采用批次方式或準連續式的操作方式，產生的熱量較小，熱量回收利用不易或廢熱回收的經濟效益差，大多采用噴水冷卻方式來降低焚燒爐廢氣溫度。如果焚燒爐每爐的垃圾處理量達150t/d，且垃圾熱值達7500kJ/kg以上時，燃燒廢氣的冷卻方式宜采用廢熱鍋爐進行冷卻。大型垃圾焚燒廠具有規模經濟的效果，宜采用廢熱鍋爐冷卻燃燒廢氣，產生水蒸氣，用于發電。危險廢物焚燒廠也多采用間接冷卻方式。第19頁，課件共65頁，創作于2023年2月8.2廢熱回收利用的方式及途徑熱回收方式的選擇取決于廢熱利用途徑和特點，工藝設備的需要以及經濟因素。焚燒系統通常連續運行，但熱的需要具有峰值和谷值，在熱能回收利用中需要很好考慮時間安排問題。（1）城市垃圾焚燒廠垃圾焚燒所產生的廢熱有多種再利用方式包括水冷卻型、半廢熱回收型及全廢熱回收型三大類。第20頁，課件共65頁，創作于2023年2月垃圾焚燒產生的低壓蒸汽及高壓蒸汽的利用途徑如下：（a）廠內輔助設備自用：如垃圾含水率較高、熱值較低，可利用蒸汽預熱助燃空氣，使其自室溫提升至150～200℃，促進燃燒效果；或用蒸汽將廢氣溫度于排放前再加熱至約130℃，以避免因設置濕式洗煙裝置而產生白煙現象。（b）廠內發電：由于發電后產生電能極易輸入各地的公共電力供應系統，垃圾焚燒廠產生的蒸汽，常普遍被用以推動汽輪發電機以產生電力，構成汽電共生系統。所產生的電力，約有10～20％作為廠內使用，其余則售予電力公司。第21頁，課件共65頁，創作于2023年2月（c）供應附近工廠或醫院的加熱或消毒用：當焚燒廠與用戶的距離不遠時，一般用管路將蒸汽送至廠區附近的工廠或醫院，供其生產生活、取暖或消毒設備使用，凝結水則返送回焚燒廠循環使用。但雙方必須對蒸汽條件、供應量、供應時段、備用汽源、管線維護、收費標準及合約期限等有關事宜達成協定，目前以美國采取此種利用方式居多，其次為歐洲地區，日本較少。（d）供應附近發電廠當作輔助蒸汽：可將所產生的蒸汽送到附近的發電廠，配合發電。但焚燒廠產生的蒸汽條件，必須與發電廠的蒸汽條件相互一致。此種利用方式亦以美國及歐洲地區較多。第22頁，課件共65頁，創作于2023年2月（e）供應區域性暖氣系統蒸汽使用：此種利用方式包括兩種情況，其一是將所產生的蒸汽經熱交換器，產生約80～120℃的熱水，然后進入區域性的暖氣或熱水管路網中。另一種方式系直接將蒸汽輸送到地區性熱能供應站，經該廠的熱交換器，產生不同型式的熱能，以供應社區取暖用。此種利用方式主要用于寒冷地區（如歐、美地區），尤其于已設有供應熱水管路系統的地區，可直接并聯操作，做為系統中的基本負載。（f）供應休閑福利設施：以管路供應廠區附近民眾休閑福利設施中所需的蒸汽或熱水，例如溫水游泳池、公用浴室及溫室花房等。第23頁，課件共65頁，創作于2023年2月（2）危險廢物焚燒廠集中處理危險廢物的大型焚燒廠，廢熱回收利用的方式和途徑與大型垃圾焚燒廠相同。對于分散的中小型危險廢物焚燒裝置，回收的熱量可以用于處理廠的工藝設備，減少焚燒所需的燃料。應減少廢物中的水分以減少焚燒固體和液體廢物時需要的燃料，。利用回收廢熱對廢物進行干燥或預濃縮，減少廢物中85％的水分，能量節省大于70％。廢物預濃縮的基本系統如下圖所示。濃縮器焚燒爐廢物蒸汽濃縮液低壓蒸汽尾氣燃料空氣貧熱廢物焚燒的能量管理第24頁，課件共65頁，創作于2023年2月8.3廢熱鍋爐廢熱鍋爐(又稱熱回收鍋爐)是利用燃燒或化學程序尾氣的廢熱為熱源，以產生蒸汽的設備。利用廢熱鍋爐降低尾氣溫度及回收廢熱的優點是：單位面積的傳熱速率高，可耐較高溫度，材料不受限制，體積較氣體/氣體換熱器小，安裝費用低；不須準確地控制氣體及水的流量，在進氣溫度變化大時能承受蒸汽壓力的改變，維持尾氣溫度的穩定；產生蒸汽，可供制程使用。焚燒系統中的廢熱鍋爐必須考慮的問題包括：焚燒尾氣中的粉塵特性及含量，磨損及腐蝕的問題，積垢及積垢清除，廢物熱值變化，焚燒的燥作溫度，以及蒸汽利用方式。第25頁，課件共65頁，創作于2023年2月中小型控氣式焚燒爐多采用水平煙管式廢熱回收鍋爐，可設置在二次燃燒室上方或側面。廢熱鍋爐回收的效率取決于所產生的過飽和蒸汽條件，目前大型垃圾焚燒廠使用的廢熱鍋爐系統多采中溫中壓蒸汽系統，爐水循環方式多采用自然循環式，主要由燃燒室水管墻、鍋爐內管群、汽水鼓和水鼓、過熱器、節熱器及空氣預熱器等組成。（1）MSW焚燒場廢熱鍋爐第26頁，課件共65頁，創作于2023年2月整體而言，垃圾焚燒廠及廢熱回收的設計與燃煤電廠不同之處在于垃圾性質多變，熱值不穩定，又含有硫、氯等元素，易于對爐管產生腐蝕。故垃圾焚燒廠的廢熱回收鍋爐設計上有兩項變革。第一為燃燒室改為多氣道型，將鍋爐置于下游對流區內，以避免鍋爐直接吸收輻射區的高溫廢熱。第二為利用布置于爐床上方的水管墻來降低及調控廢氣離開輻射區的溫度，但接近爐床的水管墻必須以耐火材料包覆。（2）處理特殊廢物的廢熱鍋爐碳鋼廢熱鍋爐在特殊廢物處理時受到限制。它對廢物中的化學物質非常敏感，腐蝕是其主要問題。第27頁，課件共65頁，創作于2023年2月對于氯化烴的焚燒，碳鋼管式鍋爐已經使用成功。下圖表示的是一個用于這類焚燒的典型鍋爐。這種廢熱鍋爐通常有一個附帶的蒸汽包。（3）鍋爐在停爐期間進行清掃；（4）焚燒系統要設計成使氯氣的形成保持最少。在這樣的條件下，可以選擇碳鋼鍋爐。由于氯化氫存在于焚燒廢氣中，作為焚燒氯代烴的鍋爐，設計重點是維持鍋爐管壁的溫度，以避免氯化氫的高溫侵蝕和低溫冷凝。對于氯代烴的焚燒，只要（1）鍋爐管壁保持清潔；（2）金屬溫度維持在200～260C的范圍；第28頁，課件共65頁，創作于2023年2月如果管表面沒有存積物，那么廢氣中的氯化氫對鋼管的腐蝕是微不足道的，除非金屬溫度高于315C。如果廢氣中含有塵灰，并且積存在管子表面，那么氯化氫在沉積物的催化作用下，形成游離氯。然后，在中管的金屬溫度下，游離氯就會與管子起反應而產生腐蝕。如果沉積物在鍋爐停爐以前不被去除，那么沉積物的作用如同收集冷凝液的海綿。在低溫下的酸腐蝕就不可避免。此外，在廢氣中高濃度的游離氯對鍋爐管道也是有害的。第29頁，課件共65頁，創作于2023年2月處理含有金屬化合物的廢物時，對鍋爐的狀況必須做更詳細的研究。廢氣溫度必須低于金屬化合物的熔點，以防止粘性顆粒沉積在熱傳導表面上。對于固體顆粒，一般需要采用煙塵吹掃器，對于易熔顆粒，在廢氣引入鍋爐以前，必須降低廢氣的溫度以固化這些顆粒。為了使所有的顆粒固化，必須保證有足夠的停留時間。例如當鈉鹽存在于廢氣中時，顆粒的“粘性”溫度在650～730C之間。因此，為了把溫度降到730C以下，必須進行冷卻，并且為了給鈉鹽固化提供時間，耐火襯里的冷卻室也是必需的（見“圖4-4-72”）。對于這類廢物，水管鍋爐最合適。還要用吹灰器定期清掃外殼。第30頁，課件共65頁，創作于2023年2月鹽冷卻室是含堿廢物焚燒中熱回收的一個關鍵設備。冷卻室能提供一種冷卻介質以把焚燒爐廢氣的溫度降低到固化溫度以下。對于熔化的鹽顆粒，冷卻室還提供足夠的停留時間，以使顆粒完全固化。如果沒有足夠的時間，那么鹽顆粒外部將固化，而內部仍處于熔融狀態。當鹽顆粒碰撞鍋爐管時，碰破固態的外殼，熔化的鹽將粘在鍋爐管上，鹽冷卻室的冷卻方式可以是輻射冷卻，再循環廢氣冷卻，空氣和火的冷卻。第31頁，課件共65頁，創作于2023年2月第九節焚燒尾氣控制技術9.1概述（1）焚燒尾氣中的污染物焚燒尾氣中所含的污染物質的產生及含量與廢物的成分、燃燒速率、焚燒爐型式、燃燒條件、廢物進料方式有密切的關系，主要的污染物質有下列幾種：不完全燃燒物(簡稱PIC)：是燃燒不良而產生的副產品，包括一氧化碳、碳黑、烴、烯、酮、醇、有機酸及聚合物等。粉塵：廢物中的惰性金屬鹽類，金屬氧化物或不完全燃燒物質等。第32頁，課件共65頁，創作于2023年2月酸性氣體：包括氯化氫，鹵化氫(氯以外的鹵素，氟、溴、碘等)，硫氧化物(二氧化硫SO2)及三氧化硫(SO3)，氮氧化物(NOx)，以及五氧化二磷(P2O5)和磷酸(H3PO4)。重金屬污染物：包括鉛、汞、鉻、鎘、砷等的元素態，氧化物及氯化物等。二惡英：PCDDs／PCDFs。第33頁，課件共65頁，創作于2023年2月9.2焚燒尾氣控制方法下表列出了危險廢物焚燒尾氣處理方法的優缺點和實用性。第34頁，課件共65頁，創作于2023年2月氮氧化物(NOx)很難以一般方法去除，但是由于含量低(在100mg/l上下)，通常是以控制焚燒溫度以降低其產生量。硫氧化物雖難以去除，但一般危險廢物和城市垃圾中含硫量很低(0.1%以下)，尾氣中少量硫氧化物可經濕式洗滌設備吸收。溴氣(Br2)、碘(I2)及碘化氫等尚無有效去除方法，由于其含量甚低，一般尾氣處理系統的設計并不特別考慮去除。如果廢物中含有高成分的溴或碘化合物，焚燒前則以混合或稀釋等方式，降低其含量。鹵素與氫的化合物(氯化氫、溴化氫等)可由洗滌設備中的堿性溶液中和，氯化氫是尾氣中主要的酸性物質，其含量由幾百ppm至幾個百分比，必須將其含量降至1%以下(99%去除率)才可排放。第35頁，課件共65頁，創作于2023年2月廢氣中揮發狀態的重金屬污染物，部分在溫度降低時可自行凝結成顆粒、于飛灰表面凝結或被吸附，從而被除塵設備收集去除，部分無法凝結及被吸附的重金屬的氯化物，可利用其溶于水的特性，經由濕式洗氣塔的洗滌液自廢氣中吸收下來。焚燒廠典型的空氣污染控制設備和處理流程可分為干式、半干式或濕式三類：(a)濕法處理流程：典型處理流程包括文式洗氣器或靜電除塵器與濕式洗氣塔的組合，以文式洗氣器或濕式電離洗滌器去除粉塵，填料吸收塔去除酸氣。(b)干法處理流程：典型處理流程由干式洗氣塔與靜電除塵器或布袋除塵器相互組合而成，以干式洗氣塔去除酸氣，布袋除塵器或靜電集塵器去除粉塵。第36頁，課件共65頁，創作于2023年2月(c)半干法處理流程：典型處理流程由半干式洗氣塔與靜電除塵器或布袋除塵器相互組合而成，以半干式洗氣塔去除酸氣，布袋除塵器或靜電集塵器去除粉塵。9.2粒狀污染物控制技術（1）設備選擇焚燒尾氣中粉塵的主要成分為惰性無機物質，如灰分、無機鹽類、可凝結的氣體污染物質及有害的重金屬氧化物，其含量在450～22,500mg/m3之間，視運轉條件、廢物種類及焚燒爐型式而異。一般來說，固體廢物中灰分含量高時，所產生的粉塵量多，顆粒大小的分布亦廣，液體焚燒爐產生的粉塵較少。第37頁，課件共65頁，創作于2023年2月選擇除塵設備時，首先應考慮粉塵負荷、粒徑大小、處理風量及容許排放濃度等因素，若有必要，則進一步深入了解粉塵的特性(如粒徑尺寸分布、平均與最大濃度、真比重、粘度、濕度、電阻系數、磨蝕性、磨損性、易碎性、易燃性、毒性、可溶性及爆炸限制等)及廢氣的特性(如壓力損失、溫度、濕度及其他成份等)，以便作出合適的選擇。第38頁，課件共65頁，創作于2023年2月重力沉降室、旋風除塵器和噴淋塔等無法有效去除5～10μm以下的粉塵，只能視為除塵的前處理設備。靜電集塵器、文式洗滌器及布袋除塵器等三類為固體廢物焚燒系統中最主要的除塵設備；液體焚燒爐尾氣中粉塵含量低，設計時不必考慮專門的去除粉塵設備，急冷用的噴淋塔及去除酸氣的填料吸收塔的組合足以將粉塵含量降至許可范圍之內。（2）設備類型控制粒狀污染物的設備主要有文氏洗滌器、靜電除塵器和布袋除塵器。文式洗滌器可以有效去除直徑小于2μm的粉塵，其除塵效率和靜電吸塵器及布袋除塵器相當。文式洗滌器使用大量的水，可以防止易燃物質著火，并且具有吸收腐蝕性酸氣的功能，較靜電集塵器及布袋除塵器更適于有害氣體的處理。第39頁，課件共65頁，創作于2023年2月第40頁，課件共65頁，創作于2023年2月非濕式文式洗滌器中氣體和液體在進入喉部前不互相接觸，適于低溫及濕度高的氣體處理，價格較低。濕式文式洗滌器中液體從頂部流入，充分澆濕上部錐體內壁，因此氣體所夾帶的粉塵不易附著在內壁上，適用于高溫或夾帶粘滯性粉塵的廢氣處理，其價格較非濕式昂貴。第41頁，課件共65頁，創作于2023年2月文式洗滌器的除塵效率和壓差有很大的關系，由于尾氣中粉塵許可含量規定越來越低，一般傳統文式洗滌器的壓差必須維持在200～250kPa左右，不僅能量使用高，而且由于喉部流速太高，磨損情況嚴重，近年內多種改良型式陸續發展出來，其中最普遍為焚燒系統所使用的是水音式洗滌器和撞擊式洗滌器。第42頁，課件共65頁，創作于2023年2月（b）靜電除塵器靜電除塵器能有效去除工業尾氣中所含的粉塵及煙霧，可分為干式、濕式靜電集塵器及濕式電離洗滌器三種。濕式為干式的改良型式，使用率次之；濕式電離洗滌器發展雖然較晚，但是它除了不受電阻系數變化影響外，還具有酸氣吸收及洗滌功能，是美國危險廢物焚燒系統中使用最多的粉塵收集設備之一。第43頁，課件共65頁，創作于2023年2月干式靜電集塵器由排列整齊的集塵板及懸掛在板與板之間的電極所組成，利用高壓電極所產生的靜電電場去除氣體所夾帶的粉塵。第44頁，課件共65頁，創作于2023年2月濕式靜電集塵器是干式設備的改良型式，它較干式設備增加了一個進氣噴淋系統及濕式集塵板面，因此不僅可以降低進氣溫度，吸收部分酸氣，還可防止集塵板面塵垢的堆積。略含堿性(pH=8～9)的水溶液為主要噴淋液體。第45頁，課件共65頁，創作于2023年2月濕式電離洗滌器是將靜電集塵及濕式洗滌技術結合而發展出來的設備，基本構造如圖右所示，是由高壓電離器及交流式填料洗滌器所組成。當氣體通過電離器時，粉塵會被充電而帶負電，帶負電的粒子通過洗滌器時，由于影像引力的作用，易與填料或洗滌水滴接觸而附著，因此可以由氣流中分離出來，附著于填料表面的粉塵粒子隨著洗滌水的流動排出。第46頁，課件共65頁，創作于2023年2月布袋除塵器由排列整齊的過濾布袋所組成，布袋的數目由幾十個至數百個不等。廢氣通過濾袋時粒狀污染物附在濾層上，再定時以振動、氣流逆洗或脈動沖洗等方式清除。其除塵效果與廢氣流量、溫度、含塵量、及濾袋材料有關。第47頁，課件共65頁，創作于2023年2月一般而言，其去除粒子大小在0.05～20m范圍，壓力降在1～2kPa左右，除塵效率可達99%以上。（a）濾袋及纖維材料焚燒廠排放的廢氣為高溫且帶有水分及酸性的氣體，以往較少采用袋濾除塵器來去除粒狀污染物，但近年來濾布材質有所改進，對于溫度、酸堿、及磨損的抵抗力均大為增強,例如玻璃纖維耐熱可達300℃；四氯化乙烯(鐵弗龍)耐熱性可達280℃，且耐酸堿性良好，故使用頻率愈來愈高。第48頁，課件共65頁，創作于2023年2月（b）濾袋室構造及清潔方式布袋除塵器依據所清除附著在濾袋上粉塵的方式，有振動式清除法，逆洗式清除法和脈沖式清除法等三種。第49頁，課件共65頁，創作于2023年2月9.3酸性氣體控制技術用于控制焚燒廠尾氣中酸性氣體的技術有濕式、半干式及干式洗氣等三種方法。（1）濕式洗氣法：對流操作的填料吸收塔經靜電除塵器或布袋除塵器去除顆粒物的尾氣由填料塔下部進入，首先噴入足量的液體使尾氣降到飽和溫度，再與向下流動的堿液不斷地在填料空隙及表面接觸及反應，使尾氣中的污染氣體有效地被吸收。第50頁，課件共65頁，創作于2023年2月填料對吸收效率影響很大，要盡量選用耐久性與防腐性好,、比表面積大、對空氣流動阻力小、以及單位體積重量輕和價格便宜的填料。近年來最常使用的填料是由高密度聚乙烯、聚丙烯或其他熱塑膠材料制成的不同形狀的特殊填料，如拉西環、貝爾鞍及螺旋環等。常用的堿性藥劑有NaOH溶液(15～20wt%)或Ca(OH)2溶液(10～30wt%)。石灰液價格較低，但是石灰在水中的溶解度不高，含有許多懸浮氧化鈣粒子，容易導致液體分配器、填料及管線的堵塞及結垢。雖然苛性鈉較石灰為貴，但苛性堿和酸氣反應速率較石灰快速，吸收效率高，其去除效果較好且用量較少，不會因pH值調節不當而產生管線結垢等問題，故一般均采用NaOH溶液為堿性中和劑。第51頁，課件共65頁，創作于2023年2月洗氣塔的堿性洗滌溶液采用循環使用方式，當循環溶液的pH值或鹽度超過一定標準時，排泄部分并補充新鮮的NaOH溶液，以維持一定的酸性氣體去除效率。排泄液中通常含有很多溶解性重金屬鹽類(如HgC12、PbC12等)，氯鹽濃度亦高達3%，必須予以適當處理。石灰溶液洗氣時，其化學方程式為：2S+2CaCO3+4H2O+3O2→2CaSO4·2H2O+2CO2其中CaSO4·2H2O可以回收再利用。第52頁，課件共65頁，創作于2023年2月（2）干式洗氣法用壓縮空氣將堿性固體粉未(消石灰或碳酸氫鈉)直接噴入煙管或煙管上某段反應器內，使堿性消石灰粉與酸性廢氣充分接觸和反應，從而達到中和廢氣中的酸性氣體并加以去除的目的。2xHCl+ySO2+(x+y)CaO→xCaC12+yCaSO3+xH2OyCaSO3+y/2O2→yCaSO4

或xHCl+ySO2+(x+2y)NaHCO3→xNaCl+yNa2SO3+(x+2y)CO2+(x+y)H2Ox及y分別為氯化氫(HCl)及二氧化硫(SO2)的摩爾數。為了加強反應速率，實際堿性固體的用量約為反應需求量的3～4倍，固體停留時間至少需1s以上。第53頁，課件共65頁，創作于2023年2月干式洗氣塔中發生的一系列化學反應如下：石灰粉與SO2及HCl進行中和反應

CaO＋SO2→CaSO3CaO＋2HCl→CaCl2

＋H2OSO2可以減少HgC12轉化為氣態的HgSO2

＋2HgC12+H2O→SO3＋Hg2C12

＋2HClHg2C12→HgC12+Hg↑活性炭吸附將形成硫酸，而硫酸與氣態汞可反應：SO2,gas→SO2,adsSO2,ads＋l/2O2,ads→SO3,adsSO3,ads十H2O→H2SO4,ads第54頁，課件共65頁，創作于2023年2月2Hg＋2H2SO4,ads→Hg2SO4,ads

＋2H2O＋SO2或Hg2SO4,ads

＋2H2SO4,ads→2HgSO4,ads＋2H2O＋SO2因此當石灰粉末去除SO2時，會影響Hg的吸附，故須加入一些含硫的物質(如Na2S)。干式洗氣塔與布袋除塵器組合工藝是焚燒廠中尾氣污染控制的常用方法：第55頁，課件共65頁，創作于2023年2月（3）半干式洗氣法半干式洗氣塔實際上是一個噴霧干燥系統，利用高效霧化器將消石灰泥漿從塔底向上或從塔頂向下噴入干燥吸收塔中。尾氣與噴入的泥漿可成同向流或逆向流的方式充分接觸并產生中和作用。第56頁，課件共65頁，創作于2023年2月由于霧化效果佳(液滴的直徑可低至30μm左右)，氣、液接觸面大，不僅可以有效降低氣體的溫度，中和氣體中的酸氣，并且噴入的消石灰泥漿中水分可在噴霧干燥塔內完全蒸發，不產生廢水。其化學方程式為：

CaO＋H2O→Ca(OH)2Ca(OH)2＋SO2→CaSO3+H2OCa(OH)2＋2HCl→CaC12

＋2H2O或SO2＋CaO＋l/2H2O→CaSO3·l/2H2O第57頁，課件共65頁，創作于2023年2月這種系統的最主要的設備為霧化器，目前使用的霧化器為旋轉霧化器及雙流體噴嘴。旋轉霧化器為一個由高速馬達驅動的霧化器，轉速可達10000～20000r/min，液體由轉輪中間進入，然后擴散至轉輪表面，形成一層薄膜。由于高速離心作用，液膜逐漸向轉輪外緣移動，經剪力作用將薄膜分裂成30～100μm大小的液滴。半干式洗氣法(SDA)的典型流程包含一個冷卻氣體及中和酸氣的噴淋干燥室及除塵用的布袋除塵器室。系統的中心為一個設置在氣體散布系統頂端的轉輪霧化器。高溫氣體由噴淋塔頂端成螺旋或旋渦狀進入。第58頁，課件共65頁，創作于2023年2月半干式洗氣法(SDA)