随着城市化进程加快,垃圾产生量急剧增加,垃圾焚烧处理因高效减容成为主流方式。然而,垃圾焚烧过程中产生的废气含有二噁英、重金属、酸性气体、颗粒物等多种污染物,成分复杂且毒性强,给净化处理带来巨大挑战。活性炭凭借出色的吸附性能,在垃圾焚烧厂废气净化中占据重要地位,但面对复杂污染物,单一使用活性炭难以实现理想净化效果。通过与其他净化技术协同应用,活性炭构建起了高效的废气净化体系,成为垃圾焚烧厂废气达标排放的关键。

活性炭具有丰富的孔隙结构和巨大的比表面积,每克活性炭的比表面积可达 500 - 1500 平方米,这使其对二噁英、重金属等污染物有强大的吸附能力。但垃圾焚烧厂废气成分多元,如二氧化硫、氮氧化物等酸性气体,仅靠活性炭吸附无法有效去除。因此,活性炭与其他技术协同应用成为必然选择。
活性炭与石灰浆液喷淋技术协同,是处理酸性气体与重金属的常用模式。在垃圾焚烧厂的烟气净化系统中,废气首先进入喷淋塔,与石灰浆液充分接触。石灰浆液中的氢氧化钙与废气中的二氧化硫、氯化氢等酸性气体发生中和反应,将其转化为亚硫酸钙、氯化钙等盐类物质。同时,部分重金属离子也会与石灰浆液反应生成沉淀物。随后,废气进入活性炭吸附装置,活性炭进一步吸附残余的酸性气体、重金属以及二噁英等有机污染物。以某大型垃圾焚烧发电厂为例,采用该协同模式后,废气中二氧化硫浓度从 800mg/m³ 降至 50mg/m³ 以下,重金属汞的去除率达到 95% 以上,二噁英浓度低于 0.1ng TEQ/m³,远低于国家标准。

活性炭与选择性催化还原(SCR)技术协同,能够高效处理氮氧化物。SCR 技术利用氨或尿素作为还原剂,在催化剂作用下将氮氧化物还原为无害的氮气和水。将活性炭作为 SCR 催化剂的载体或与 SCR 催化剂串联使用,可发挥协同效应。活性炭先吸附部分氮氧化物,提高其在催化剂表面的局部浓度,同时去除废气中的其他污染物,避免对 SCR 催化剂造成中毒。SCR 催化剂则对剩余的氮氧化物进行催化还原。某垃圾焚烧厂引入该协同系统后,氮氧化物去除率从原来的 60% 提升至 90% 以上,显著减少了氮氧化物排放对大气环境的污染。

在颗粒物处理方面,活性炭可与布袋除尘器协同应用。布袋除尘器通过过滤拦截的方式去除废气中的大部分颗粒物,但对于一些细微颗粒物和吸附了污染物的颗粒物,过滤效果有限。将活性炭喷射到布袋除尘器前端的烟道中,活性炭会吸附颗粒物表面的二噁英、重金属等污染物,然后与颗粒物一起被布袋除尘器捕获。这种协同模式既提高了颗粒物的去除效率,又强化了对污染物的吸附处理,保障了废气净化的全面性。
活性炭在垃圾焚烧厂废气净化中的协同应用模式,充分发挥了不同技术的优势,实现了对多种污染物的高效去除。未来,随着环保要求不断提高,活性炭的协同应用技术将朝着更加智能化、集成化的方向发展。通过优化协同工艺参数、研发新型复合吸附材料和催化剂,进一步提升废气净化效率,降低运行成本,为垃圾焚烧行业的绿色可持续发展提供更坚实的技术支撑。