预处理技术是什么呢？

预处理技术是废气焚烧处理中至关重要的环节，其核心目标是通过物理、化学或生物方法对废气进行前期处理，降低有毒物质的浓度、调整废气成分、优化燃烧条件，从而减少后续焚烧过程中二噁英、重金属、酸性气体等有毒物质的生成，并提升整体处理效率。以下是预处理技术的详细分类、原理及典型应用案例：

一、预处理技术的主要类型

1. 物理分离技术

通过物理手段去除废气中的颗粒物、液滴或部分可凝性有机物，减少后续处理负荷。

· 重力沉降

原理：利用废气中颗粒物与气体的密度差，通过重力作用使颗粒物沉降到集尘室底部。

适用场景：处理大颗粒粉尘（如金属加工废气中的铁屑、砂石）。

案例：某钢铁厂高炉废气处理中，重力沉降室可去除80%以上的粗颗粒（粒径＞50μm），延长后续布袋除尘器寿命。

· 惯性分离（旋风除尘）

原理：废气高速旋转产生离心力，使颗粒物甩向器壁并落入灰斗。

优势：设备紧凑、压降低（约500-1500Pa），适合处理高温废气（如焚烧炉出口烟气）。

案例：某危险废物焚烧厂在焚烧炉后设置多管旋风除尘器，可去除90%以上的粒径＞10μm颗粒，减少活性炭吸附塔堵塞风险。

· 过滤分离（袋式除尘预过滤）

原理：采用耐高温滤袋（如玻璃纤维、PPS）拦截颗粒物，常用于焚烧炉进风前的粗过滤。

优化措施：在滤袋表面喷涂石灰粉或活性炭粉，同步吸附部分酸性气体和重金属。

案例：德国某生活垃圾焚烧厂在焚烧炉前设置脉冲喷吹袋式除尘器，颗粒物排放浓度从500 mg/Nm³降至20 mg/Nm³以下。

2. 化学吸收/吸附技术

通过化学试剂或吸附剂去除废气中的酸性气体、重金属或挥发性有机物（VOCs）。

· 湿法吸收（酸碱中和）

原理：废气通过喷淋塔与碱性溶液（如NaOH、Ca(OH)₂）接触，中和酸性气体（HCl、SO₂）。

反应式：

HCl+NaOH→NaCl+H2O

SO2+Ca(OH)2→CaSO3+H2O

适用场景：处理含高浓度HCl或SO₂的废气（如化工、制药行业）。

案例：中国某氯碱企业废气处理中，采用两级喷淋塔（NaOH+Ca(OH)₂），HCl去除率达99%，SO₂去除率达95%。

干法吸附（活性炭/分子筛）

原理：废气通过固定床或移动床吸附塔，利用活性炭或分子筛的微孔结构吸附有毒物质。

改性优化：

碘改性活性炭：提高对汞的吸附容量（吸附效率提升3-5倍）。

分子筛负载金属（如Cu、Ag）：增强对VOCs的选择性吸附。

案例：日本某电子垃圾焚烧厂在焚烧炉前设置碘改性活性炭吸附塔，汞排放浓度从1 mg/Nm³降至0.01 mg/Nm³。

· 

氧化吸收（处理硫化氢H₂S）

原理：废气通过氧化塔，利用强氧化剂（如NaClO、H₂O₂）将H₂S氧化为硫单质或硫酸盐。

反应式：

H2S+4NaClO→H2SO4+4NaCl

适用场景：处理含H₂S的废气（如炼油、污水处理行业）。

案例：美国某炼油厂采用NaClO氧化塔，H₂S去除率达99.9%，出口浓度＜10 ppm。

3. 热力预处理技术

通过高温或低温处理改变废气中污染物的形态，减少焚烧阶段有毒物质生成。

· 高温热解（Thermal Cracking）

原理：在无氧或低氧条件下，将废气加热至500-1000℃，使大分子有机物裂解为小分子气体（如CO、H₂），减少二噁英前体物。

优势：无二次污染，裂解气可回收作为燃料。

案例：德国某医疗废物处理厂采用回转窑热解炉，将含氯塑料废气热解后，二噁英生成量降低80%。

· 低温冷凝（Condensation）

原理：通过降温使废气中的高沸点有机物（如焦油、重金属蒸气）冷凝为液体，实现分离回收。

适用场景：处理含高浓度VOCs或重金属的废气（如电镀、涂装行业）。

案例：韩国某电镀厂采用两级冷凝器（一级水冷+二级氟利昂冷却），将废气中的铬蒸气冷凝回收，回收率达95%。

4. 生物预处理技术

利用微生物代谢作用降解废气中的有机污染物，适用于低浓度、可生化性好的废气。

· 生物滤池（Biofilter）

原理：废气通过填充有微生物载体的滤床（如堆肥、木屑），有机物被微生物分解为CO₂和H₂O。

优势：运行成本低、无二次污染，适合处理＜500 ppm的VOCs。

案例：荷兰某污水处理厂采用生物滤池处理含硫化氢和氨的废气，去除率分别达90%和85%。

· 生物滴滤塔（Biotrickling Filter）

原理：在生物滤池基础上增加营养液循环系统，强化微生物活性，提高处理效率。

适用场景：处理含氯苯、甲苯等难降解有机物的废气。

案例：中国某化工园区采用生物滴滤塔处理含氯苯废气，去除率从60%提升至90%以上。

二、预处理技术的协同应用案例

案例1：电子垃圾焚烧废气处理

· 废气成分：含高浓度氯苯（二噁英前体物）、汞蒸气、颗粒物。

· 预处理流程：

旋风除尘：去除90%的粒径＞10μm颗粒。

碘改性活性炭吸附：吸附汞和部分氯苯，汞排放浓度从1 mg/Nm³降至0.01 mg/Nm³。

碱性喷淋塔：用NaOH溶液吸收剩余氯苯和HCl，氯苯去除率达85%。

· 效果：预处理后，焚烧炉出口二噁英浓度从10 ng-TEQ/Nm³降至0.1 ng-TEQ/Nm³以下。

案例2：化工废气处理

· 废气成分：含高浓度硫化氢（H₂S）、VOCs（苯、甲苯）和颗粒物。

· 预处理流程：

湿式静电除尘：去除99%的颗粒物和液滴。

NaClO氧化塔：将H₂S氧化为硫酸盐，去除率达99.9%。

生物滴滤塔：降解苯和甲苯，去除率分别达95%和90%。

· 效果：预处理后，焚烧炉负荷降低40%，运行成本减少25%。

三、预处理技术的选型原则

1. 废气成分匹配性：

· 含颗粒物→优先选择旋风除尘+袋式除尘；

· 含酸性气体→优先选择湿法吸收或干法吸附；

· 含重金属→优先选择改性活性炭或化学沉淀。

2. 经济性：

· 高浓度污染物→采用回收型技术（如冷凝回收有机物）；

· 低浓度污染物→采用低成本技术（如生物滤池）。

3. 协同效应：

预处理与焚烧工艺需协同优化，例如：

活性炭吸附可减少焚烧炉内二噁英生成，但需定期更换吸附剂；

湿法吸收会引入水分，需在焚烧前增加干燥段。

结语

预处理技术是废气焚烧处理的“第一道防线”，其选择需综合考虑废气成分、处理目标及经济性。未来发展方向包括：

· 智能化：利用传感器和AI优化预处理参数（如喷淋量、吸附剂更换周期）；

· 资源化：从预处理产物中回收重金属、有机物等有价值物质；

· 低碳化：开发低温预处理技术，减少能源消耗。