垃圾焚烧发电行业中小苏打干法脱酸 对飞灰中可溶性盐总量的影响

众所周知，垃圾焚烧飞灰是生活垃圾焚烧后在热回收利用系统、烟气净化系统收集的物质。飞灰的产量与垃圾种类、焚烧条件、焚烧炉型及烟气处理工艺有关，一般约占垃圾焚烧量的3％-5％左右。分析表明：垃圾焚烧飞灰并不是化学惰性物质，其中有含量较高的能被水浸出的Cd、Pb、Zn、Cr等多种有害重金属物质和盐类，若处理不当，将会造成重金属迁移，污染地下水、土壤及空气。

国家生态环境部2019年9月12日批准的GB 18598-2019《危险废物填埋污染控制标准》中规定：

同时规定该标准自2020年6月1日起实施。

张海英在《环境科学与技术》发表的研究论文表明：98%～99%的飞灰颗粒粒径在4～100μm之间,颗粒分布比较均匀;玻璃相含量高达59%,其中的玻璃微珠使得飞灰具有较大的活性；主要化学成分是CaO、SiO2和Al2O3,含量分别35.8%、20.5%、5.8%，构成SiO2-Al2O3-金属氧化物体系;主要矿物成分是SiO2、CaCl2、Ca3Si2O7、Ca2SiO4.0.35H2O、Ca9Si6O21.H2O、K2Al2Si2O8.3.8H2O和AlCl3.4Al（OH）3. 4H2O等硅酸盐及铝硅酸盐。

由于生活垃圾发电行业较多地采用消石灰用于烟气脱硫脱氯，氯化物以CaCl2为主，硫酸盐以CaSO3为主。根据国外AMHED等研究250℃以下半干法脱硫过程中石膏的形成机理，发现脱硫反应“CaO+SO2+O2”的绝大部分产物是CaSO3，主要原因是反应时间短，而且CaSO4的摩尔体积大于CaSO3，阻碍了反应的进一步进行。CaSO3是不稳定物质，可造成二次污染，迄今没有有效的处理途径。

无论是干法还是半干法脱酸过程，消石灰对SO2的吸收效率都远远低于HCl。为了负荷排放标准，消石灰的用量Ca/S往往达到2以上。不仅造成原料的浪费，而且产生更多的待处理飞灰，增大了处置难度和费用。

艾尔环保采用高活性的脱酸专用小苏打，不仅对HCl的脱除效率可高达98%以上，对SO2有很高的脱除效率也高达95%以上，并且NSR可低至1.1。

钙基和钠基脱酸副产物大部分具有很高的溶解度，给飞灰固化处置和填埋管理带来了一定的难度。

根据国家标准NY/T 1121.16《土壤水溶性盐总量的测定》中规定，样品与水的混合比例是1：5。这种情况下石膏和过量的氢氧化钙均会有部分发生溶解，可溶性盐总量升高。

在垃圾焚烧发电等行业，烟气中同时含有HCl和SO2，浓度一般在300～500mg/Nm3左右。针对此种工况，艾尔环保发展了钙基与钠基脱硫剂联用的工艺技术，即利用钙基脱硫剂对HCl的高选择性，在很低的Ca/S时高效脱除大部分HCl，同时利用钠基脱硫剂对SO2的高脱除效率，使用少量小苏打就可以达到极低的SO2排放浓度。脱硫剂与烟气反应生成副产物CaCl2和Na2SO4，两者均是极易溶解。在飞灰固化阶段，主要将发生以下反应：

CaCl2 + Na2SO4 + 2H2O——>CaSO4*2H2O + 2NaCl

生成的石膏具有固化作用，有利于提高固化物的强度。通过优化工艺条件和负荷分配比例，脱硫剂的综合利用率可达到90%左右，可溶性盐的数量可减少50%左右。

生活垃圾焚烧发电厂通过采用小苏打干法脱酸烟气净化工艺，尤其是通过艾尔环保创新发展的钙基与钠基脱硫剂联用工艺，在污染物排放浓度很低的情况下，既减少了飞灰的产生量，又不增加可溶性盐的含量，降低了飞灰固化处理的难度和费用，同时降低了用户的原材料采购成本，是值得推广使用的。