废气焚烧处理工序中产生的有毒气体（如二噁英、重金属、挥发性有机物VOCs、酸性气体等）具有高毒性和环境持久性，若处理不当会严重危害人体健康和生态环境。针对这些有毒气体的处理需结合源头控制、过程优化和末端治理技术，形成多级防护体系。以下是具体处理方案及技术要点：
一、源头控制：减少有毒气体生成
1. 优化焚烧条件
温度控制：维持焚烧炉内温度在850-1200℃，确保有机物完全分解，减少二噁英前体物（如氯苯、多氯联苯）的生成。
停留时间：确保废气在高温区停留≥2秒，使有毒物质充分氧化。
湍流度：通过调整燃烧器设计或引入二次风，增强废气与氧气的混合，避免局部缺氧导致不完全燃烧。
案例：德国某垃圾焚烧厂采用旋转窑焚烧炉，通过优化炉内气流分布，使二噁英排放浓度降至0.01 ng-TEQ/Nm³（远低于欧盟标准0.1 ng-TEQ/Nm³）。
2. 燃料与助燃剂选择
使用低氯、低硫燃料（如天然气），减少氯代有机物和二氧化硫的生成。
添加钙基脱硫剂（如石灰石）或钠基脱硫剂（如碳酸钠），在燃烧过程中固定硫元素，降低酸性气体排放。
3. 预处理技术
废气分质处理：对含高浓度重金属或氯的废气单独收集，避免与其他废气混合导致处理难度增加。
吸附预处理：在焚烧前用活性炭或分子筛吸附废气中的部分有毒物质，降低后续处理负荷。
二、过程优化：抑制有毒气体再合成
1. 急冷技术
原理：焚烧后的高温烟气（约850℃）需在1秒内快速冷却至200℃以下，避免二噁英在低温区（250-400℃）重新合成。
方法：
喷水急冷：通过高压喷嘴向烟气中喷入细水雾，利用水蒸发吸热实现快速降温。
热交换急冷：利用陶瓷换热器或金属管束间接冷却烟气，减少水分引入。
案例：日本某危险废物焚烧厂采用双流体喷嘴急冷塔，烟气冷却速率达500℃/s，二噁英再合成量降低90%。
2. 碱性物质注入
在急冷后向烟气中喷入氢氧化钠（NaOH）或碳酸氢钠（NaHCO₃）溶液，中和酸性气体（如HCl、SO₂），同时抑制二噁英生成。
反应式：
HCl+NaOH→NaCl+H2O
SO2+2NaOH→Na2SO3+H2O
三、末端治理：深度净化有毒气体
1. 活性炭吸附
原理：利用活性炭的微孔结构吸附二噁英、重金属（如汞、镉）和VOCs。
优化措施：
改性活性炭：通过负载碘、硫或金属氧化物（如CuO）提高对特定污染物的吸附效率。
移动床吸附塔：采用连续进料和出料设计，避免活性炭饱和后二次释放污染物。
案例：中国某电子垃圾焚烧厂使用碘改性活性炭，对二噁英的吸附容量提高3倍，排放浓度降至0.005 ng-TEQ/Nm³。
2. 催化分解技术
原理：在催化剂（如V₂O₅-WO₃/TiO₂）作用下，将二噁英分解为CO₂、H₂O和HCl。
反应条件：温度250-400℃，停留时间0.5-1秒，氧气浓度3-6%。
优势：无二次污染，催化剂可再生使用。
案例：韩国某医疗废物焚烧厂采用催化氧化塔，二噁英分解效率达99.9%，催化剂寿命超过2年。
3. 湿法脱酸与重金属去除
原理：通过碱性溶液（如NaOH、Ca(OH)₂）洗涤烟气，去除酸性气体和部分重金属。
优化措施：
双碱法：先用NaOH吸收酸性气体，再用石灰乳（Ca(OH)₂）再生NaOH，降低运行成本。
螯合剂添加：在洗涤液中加入EDTA或DTPA，与重金属形成稳定螯合物，防止沉淀堵塞设备。
案例：美国某化工废气处理项目采用双碱法+螯合剂工艺，HCl和SO₂去除率均达98%，重金属排放浓度低于0.1 mg/Nm³。
4. 布袋除尘与超细颗粒控制
原理：利用布袋过滤器（如PTFE覆膜滤袋）捕获烟气中的颗粒物（包括吸附有毒物质的飞灰）。
优化措施：
脉冲喷吹清灰：定期用高压空气反吹滤袋，维持低阻力运行。
预涂层技术：在滤袋表面喷涂石灰粉或活性炭粉，增强对重金属和二噁英的吸附。
案例：欧盟某生活垃圾焚烧厂采用PTFE滤袋+活性炭预涂层，颗粒物排放浓度降至5 mg/Nm³以下，远低于标准值30 mg/Nm³。
四、辅助措施：监测与应急管理
1. 在线监测系统
安装CEMS（连续排放监测系统），实时监测烟气中的二噁英、重金属、VOCs和酸性气体浓度，确保达标排放。
关键参数：二噁英≤0.1 ng-TEQ/Nm³、Hg≤0.05 mg/Nm³、HCl≤10 mg/Nm³。
2. 应急处理预案
配备备用处理设备（如活性炭喷射装置），在焚烧炉故障或超标排放时立即启动。
设置紧急排放烟囱，配备高效过滤装置，防止有毒气体直接排放。
3. 飞灰与残渣处理
焚烧产生的飞灰含高浓度重金属和二噁英，需按危险废物处理：
固化/稳定化：加入水泥、沥青或螯合剂，将有毒物质固定在稳定基质中。
安全填埋：选择符合标准的危险废物填埋场，确保长期隔离。
案例：日本某飞灰处理厂采用水泥固化+沥青包覆工艺，重金属浸出浓度降低99%，满足填埋标准。
五、选型建议
选型建议：
· 高毒性场景（如医疗废物、电子垃圾焚烧）：采用急冷+活性炭吸附+催化分解组合工艺，确保二噁英和重金属深度去除。
· 低成本需求（如一般工业废气）：优先选择湿法脱酸+布袋除尘，兼顾经济性与达标排放。
· 超低排放要求：在末端增加SCR脱硝+湿式电除尘，实现多污染物协同控制。
结语
废气焚烧处理中有毒气体的治理需遵循“源头减量、过程抑制、末端净化”的原则，结合工艺优化与先进技术，形成多级防护体系。未来发展方向包括：
1. 低碳化：开发低温催化分解技术，减少能源消耗；
2. 资源化：从飞灰中回收重金属或制备建材，实现废物循环利用；
3. 智能化：利用AI优化焚烧参数和吸附剂再生周期，提升运行效率。
通过技术创新与严格管理，可实现有毒气体的高效治理与绿色排放。
热风炉