垃圾焚燒廢氣處理技術(shù)論文(2)
垃圾焚燒廢氣處理技術(shù)論文篇二
淺談垃圾焚燒爐煙氣處理工藝
摘要：對(duì)上海環(huán)境集團(tuán)各項(xiàng)目公司的垃圾焚燒爐煙氣凈化處理裝置的工藝及出口排放的參數(shù)進(jìn)行了分析，提出了適合的垃圾處理工藝及發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞：垃圾焚燒;煙氣排放指標(biāo);煙氣處理工藝
中圖分類號(hào)：F42文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16749944(2013)02018203
1引言
垃圾焚燒技術(shù)以其高減容率和可回收熱能等優(yōu)點(diǎn)正得到日益廣泛的應(yīng)用。和煤、木材等燃料的燃燒過(guò)程一樣，垃圾焚燒也會(huì)產(chǎn)生煙氣，由于垃圾成分的復(fù)雜性，其焚燒產(chǎn)生的煙氣含有許多有害物質(zhì)，并具有特殊性質(zhì)。近年來(lái)，垃圾焚燒產(chǎn)生的二噁英和重金屬污染問(wèn)題日益受到公眾的重視，為此國(guó)家環(huán)?？偩诸C布了《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18485-2001)對(duì)垃圾焚燒煙氣的排放指標(biāo)做出了嚴(yán)格的限制。為保證將煙氣中的污染物含量降至標(biāo)準(zhǔn)限值以下安全排放，在設(shè)計(jì)垃圾焚燒煙氣處理系統(tǒng)時(shí)必須結(jié)合工程實(shí)際開(kāi)發(fā)出專門的處理設(shè)備，并采用合理的工藝流程，做到適用、可靠和經(jīng)濟(jì)[1～4]。
2影響煙氣排放指標(biāo)的煙氣處理工藝
由于我國(guó)在垃圾焚燒煙氣處理方面起步較晚、整體水平不高 ，而煙氣處理設(shè)備和工藝的落后狀況將限制國(guó)產(chǎn)焚燒爐在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的推廣，故急需加強(qiáng)垃圾焚燒煙氣處理設(shè)備和工藝方面的研發(fā)工作。
從國(guó)內(nèi)已運(yùn)營(yíng)的焚燒廠的實(shí)際情況來(lái)看，“半干法+活性碳噴射+布袋除塵器”的煙氣處理工藝在滿足國(guó)標(biāo)的基礎(chǔ)上，已全面滿足歐盟92標(biāo)準(zhǔn)。此種處理工藝是現(xiàn)正在上海環(huán)境集團(tuán)運(yùn)營(yíng)的垃圾焚燒電廠的普遍選擇，也是當(dāng)今國(guó)內(nèi)垃圾焚燒煙氣處理的主流選擇[5]。
本文將上海環(huán)境集團(tuán)幾個(gè)有代表性的項(xiàng)目公司的煙氣處理做如下對(duì)比(表1)。
表1煙氣工藝對(duì)比
序號(hào)1213項(xiàng)目1213半干法(旋轉(zhuǎn)霧化器噴石灰漿)+活性炭+布袋除塵器1213干法(石灰干粉)+活性炭+布袋除塵器1213半干法(固定噴頭噴石灰漿)+干法(石灰干粉和活性炭)+布袋除塵器1213SNCR+半干法(NaOH)+干法(石灰干粉和活性炭)+布袋除塵器11213應(yīng)用業(yè)績(jī)1213江橋1213成都1213威海1213漳州31213噴射粒徑121350μm(平均粒徑)1213100μm(平均粒徑)1213100μm(平均粒徑)1213100μm(平均粒徑)41213運(yùn)行穩(wěn)定性1213不穩(wěn)定1213穩(wěn)定1213穩(wěn)定1213穩(wěn)定51213設(shè)備備用性1213備用性高(單獨(dú)備用1臺(tái)旋轉(zhuǎn)霧化器)1213備用性差1213備用性高(半干法與干法互為備用)1213備用性高61213投資1213最高(按單臺(tái)霧化器20萬(wàn)美元計(jì)算，共3臺(tái)霧化器為60萬(wàn)美元，人民幣約409萬(wàn)元)1213低。本身系統(tǒng)需要噴射活性炭，因此本方案按不增加投資考慮。1213高(單臺(tái)噴頭按人民幣2.5萬(wàn)元，共6臺(tái)噴頭共15萬(wàn)元)1213較高。增加SNCR系統(tǒng)與半干法(NaOH)71213運(yùn)行費(fèi)用1213石灰消耗量約6kg/t1213石灰消耗量大于12kg/t1213際石灰消耗量約8～9kg/t1213石灰消耗量10kg/t 81213工藝復(fù)雜性1213復(fù)雜1213簡(jiǎn)單1213簡(jiǎn)單1213復(fù)雜91213維護(hù)費(fèi)用1213高1213低1213低1213低
2.1煙氣處理工藝說(shuō)明
(1)江橋采用“半干法(旋轉(zhuǎn)霧化器噴石灰漿)+活性炭+布袋除塵器”煙氣處理工藝，此工藝雖然能滿足歐盟92標(biāo)準(zhǔn)，但是由于對(duì)石灰要求比較高(精度顆粒要求比較高)，且投資費(fèi)用、維修費(fèi)用比較大，同時(shí)運(yùn)行時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)石灰漿液管道堵塞，霧化盤磨損，霧化器振動(dòng)大、軸承溫度高等故障。
(2)成都采用“干法(石灰干粉)+活性炭+布袋除塵器”煙氣處理工藝，雖然工藝簡(jiǎn)單，投資不高，且維護(hù)方便，但是消石灰耗量大、備用性能差，在環(huán)保日益要求更高的今天，很顯然這種工藝處理的煙氣排放指標(biāo)暫時(shí)只能滿足國(guó)標(biāo)要求，對(duì)今后的發(fā)展不利;同時(shí)其備用性能比較差，若出現(xiàn)管道堵塞，煙氣處理將停止。
(3)威海采用“半干法(固定噴頭噴石灰漿)+干法(石灰干粉和活性炭)+布袋除塵器”煙氣處理工藝。這種系統(tǒng)在滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的前提下備用性較強(qiáng)，主要體現(xiàn)在：①半干法可以達(dá)到煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)的情況下，干法在線備用;②半干法最大處理能力下不能達(dá)到煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)的情況下，干法可以作為補(bǔ)充，兩種工藝同時(shí)運(yùn)行;③半干法出現(xiàn)問(wèn)題(事故狀態(tài)下)，干法可以作為主要處理工藝;④設(shè)備運(yùn)行時(shí)固定噴頭的設(shè)備檢修率明顯小于旋轉(zhuǎn)霧化器的檢修率;⑤固定噴頭比旋轉(zhuǎn)霧化器在投資方面有較大的節(jié)省，同時(shí)在反應(yīng)塔體的設(shè)計(jì)上為了保證脫酸效率和水的完全蒸發(fā)，兩種噴頭所采用的塔體基本相同(同樣采用煙氣停留時(shí)間為16～18s)。
(4)漳州項(xiàng)目采用的是“SNCR+半干法(NaOH)+干法(石灰干粉和活性炭)+布袋除塵器”的處理工藝。此工藝相比威海項(xiàng)目的最大特點(diǎn)是：①增加了SNCR脫銷系統(tǒng)，大大降低了NOX 的排放指標(biāo);②針對(duì)石灰漿液管道容易堵塞、結(jié)垢的現(xiàn)象，將石灰漿液用NaOH來(lái)代替，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性能;③增加了煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)。在布袋除塵器出口引出一根管子通過(guò)再循環(huán)風(fēng)機(jī)，再次送入焚燒爐出口喉部。一是為了爐內(nèi)燃燒提供部分氧氣，加強(qiáng)燃燒場(chǎng)的擾動(dòng);二是將部分處理后的煙氣送入爐內(nèi)再次循環(huán)處理，減少煙氣有害氣體的排放量。
(5)濕法脫酸工藝。此脫酸在大型的火電廠有采用，但是此工藝設(shè)備占地面積極大，同時(shí)投資費(fèi)用極高，垃圾電廠極少采用，所以在此不做詳細(xì)介紹。
2.2煙氣排放數(shù)據(jù)對(duì)比
煙氣排放數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表2。
2013年2月綠色科技第2期
潘海東，等：淺談垃圾焚燒爐煙氣處理工藝環(huán)境與安全
(1)當(dāng)煙塵降至30mg/m3左右，HCl降至50mg/m3左右，NOX降至400mg/m3左右等關(guān)鍵點(diǎn)時(shí)，此時(shí)半干法或干法的效用就已經(jīng)發(fā)揮到了極致，如果需要繼續(xù)嚴(yán)格的排放指標(biāo)，必須考慮添加輔助處理工藝。這也正是歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)在標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)置上的考慮。所以在經(jīng)歷江橋與成都項(xiàng)目后，上海環(huán)境集團(tuán)加大投資，在近期的所建項(xiàng)目中，在半干法脫酸的基礎(chǔ)上增加了干法;威海和漳州項(xiàng)目是在半干法的基礎(chǔ)上增加了干法脫酸，從表格中可以看出在煙氣排放的數(shù)據(jù)上，基本上都達(dá)到或接近了歐盟2000的標(biāo)準(zhǔn)。 (2)威海項(xiàng)目相對(duì)漳州項(xiàng)目NOX的排放要高的多，主要是因?yàn)闆](méi)有脫銷裝置。現(xiàn)如今社會(huì)在進(jìn)步，在國(guó)家環(huán)保部門對(duì)環(huán)保的日益嚴(yán)格要求，煙氣排放指標(biāo)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及歐盟92標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能完全滿足對(duì)環(huán)保的要求;排放指標(biāo)需要達(dá)到歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)論采用干法、半干法、濕法，建議配備SNCR系統(tǒng)，確保NOX指標(biāo)達(dá)標(biāo)。
(3)“SNCR+半干法(旋轉(zhuǎn)噴霧或固定噴頭噴石灰漿或固定噴頭噴NaOH)+干法(石灰干粉和活性炭)+布袋除塵器”將基本將滿足歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)。
所以上海環(huán)境集團(tuán)加大投資首先在漳州項(xiàng)目上采用日本荏原煙氣處理技術(shù)“SNCR+半干法(固定噴頭噴NaOH)+干法(石灰干粉和活性炭)+布袋除塵器”，成為國(guó)內(nèi)第一個(gè)采用此種工藝的生活垃圾焚燒廠——漳州環(huán)境再生能源有限公司。
3影響煙氣排放指標(biāo)的其他因素分析
當(dāng)煙氣處理工藝相差不大時(shí)，生活垃圾焚燒廠的煙氣排放指標(biāo)將受入爐垃圾的性質(zhì)、焚燒爐的爐型和運(yùn)營(yíng)的水平來(lái)決定。
3.1生活垃圾來(lái)源的不同
不同城市的生活垃圾性質(zhì)彼此不可能完全相同，客觀上就存在差異。對(duì)于煙氣處理工藝的選擇而言，垃圾的不同也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。一般來(lái)說(shuō)一線城市生活垃圾有初步的分類，易燒、燃燒溫度也高，所以在相差不大的工藝處理?xiàng)l件下，排放指標(biāo)要低的多;而二線或者三線城市，垃圾含水分、灰分要大的多，垃圾幾乎沒(méi)有分過(guò)類，所以排放指標(biāo)也要高。
3.2焚燒爐的型式不同
在國(guó)內(nèi)主要的有兩種：第一種是循環(huán)流化床垃圾焚燒爐;此垃圾焚燒爐對(duì)垃圾的分揀要求比較高，不允許有鐵塊、石頭、玻璃等大塊不能燃燒的無(wú)機(jī)物;但是垃圾燃燒比較充分，排煙污染物會(huì)比較低;因國(guó)內(nèi)垃圾回收還沒(méi)有達(dá)到一個(gè)比較有效地分揀，所以此爐型在國(guó)內(nèi)采
收稿日期：20130118
作者簡(jiǎn)介：楊勁峰(1984—)，男，河南洛陽(yáng)人，碩士研究生，助理工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)及環(huán)境污染治理技術(shù)研究。
用比較少。第二種是機(jī)械爐排爐。此爐型對(duì)垃圾適應(yīng)性廣，處理垃圾也比較完全，所以國(guó)內(nèi)大部分采用的都是機(jī)械爐排爐。
3.3實(shí)際運(yùn)營(yíng)對(duì)其影響
在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，仍有許多可控參數(shù)將導(dǎo)致煙氣排放指標(biāo)的變化。①半干法適當(dāng)多噴入Ca(OH)2溶液或NaOH溶液，干法適當(dāng)多噴射Ca(OH)2粉末等;②自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)ACC的投用與否都可以在一定程度上改變煙氣排放指標(biāo)，靈活性較強(qiáng)，但這種控制是有一定極限的，不可能對(duì)排放指標(biāo)作出根本性的改變;③垃圾發(fā)酵時(shí)間、投入垃圾的松散度;垃圾焚燒爐的燃燒溫度、垃圾的燃燒充分度、煙氣在爐內(nèi)的停留時(shí)間等。同時(shí)，在進(jìn)爐垃圾性質(zhì)相差過(guò)大的情況下，可以適當(dāng)減少進(jìn)爐垃圾量，多噴入輔助燃料，達(dá)到穩(wěn)定、降低污染物排放等目的。這在上海江橋焚燒廠曾有過(guò)先例。
4結(jié)語(yǔ)
采用“半干法+活性炭噴射+布袋除塵器”完全可以滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，更是達(dá)到了歐盟92標(biāo)準(zhǔn)，是全國(guó)垃圾焚燒爐的主流煙氣處理工藝。
而采用“半干法+干法+活性炭+布袋除塵器”的煙氣處理工藝，明顯在排放指標(biāo)上不僅可以滿足歐盟92標(biāo)準(zhǔn)，大部分甚至達(dá)到了歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然前提還是要增加脫銷裝置SNCR。預(yù)計(jì)在國(guó)內(nèi)環(huán)保要求日益提高的同時(shí)，不久應(yīng)該會(huì)逐步采用：SNCR+半干法(固定噴頭噴NaOH或固定噴頭噴石灰漿或旋轉(zhuǎn)噴霧)+干法(石灰干粉和活性炭)+布袋除塵器”的煙氣處理工藝。
參考文獻(xiàn)：
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