斯洪良,吳斌

(浙江菲達(dá)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?浙江諸暨 311800)

垃圾焚燒爐煙氣凈化系統(tǒng)的工藝分析

斯洪良,吳斌

(浙江菲達(dá)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?浙江諸暨 311800)

介紹了兩種垃圾焚燒電廠煙氣凈化處理工藝,分析了垃圾焚燒煙氣凈化處理裝置工藝流程及出口排放參數(shù),提出目前適合的處理工藝及發(fā)展方向。

垃圾焚燒;煙氣;處理工藝;分析

0 引言

隨著城市人口的增加,城市生活垃圾日益增多,據(jù)住建部總經(jīng)濟(jì)師李秉仁先生于 2010-5-11在北京介紹,2009年我國(guó)城市垃圾清運(yùn)量達(dá) 1.67億 t,而且這些城市垃圾絕大部分是露天堆放。這些露天堆放的垃圾不僅影響了城市形象,最主要是污染了與我們生命至關(guān)重要的大氣、水和土壤,對(duì)廣大人民的健康構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。目前,垃圾已成為我國(guó)城市發(fā)展中的最棘手問(wèn)題之一。

目前,由于國(guó)內(nèi)的垃圾分揀才剛剛起步,我們對(duì)垃圾的處理只能是填埋和焚燒兩種方式。雖然在目前,反對(duì)建造垃圾焚燒爐的聲音此起彼伏,很多地方甚至都出現(xiàn)了居民游行反對(duì)的現(xiàn)象;但據(jù)沈劍山(中科院能源所特聘研究員)調(diào)查,由于我國(guó)垃圾處理方式仍以填埋為主[1],今天中國(guó)除縣城之外的668個(gè)城市中,有 2/3的城市處于垃圾包圍之中,約1/4的城市已經(jīng)無(wú)垃圾填埋堆放場(chǎng)地。而垃圾焚燒既能發(fā)電,關(guān)鍵還能實(shí)現(xiàn) 80%～90%的減容,使得它已成為我們目前無(wú)法避免的選擇。但是,垃圾焚燒不可避免會(huì)產(chǎn)生一些副作用,譬如自然界產(chǎn)生的二惡英很少,環(huán)境中 90%的二惡英類都來(lái)源于垃圾焚燒爐[2]。日本過(guò)去由于工藝落后,每年由于城市生活垃圾焚燒產(chǎn)生的二惡英類的量就達(dá) 5～10 kg的 TEQ[3],對(duì)環(huán)境造成了巨大的破壞;所以垃圾焚燒煙氣處理工藝是否安全、可靠,是保障垃圾焚燒能否得到大面積推廣實(shí)施的首要條件。

1 工藝流程簡(jiǎn)介

垃圾焚燒廠煙氣處理工藝主要是對(duì)酸性氣體(HCl,HF,SOx)、氮氧化物(NOx)、顆粒物、有機(jī)物(包括二惡英)及重金屬等進(jìn)行控制。干法以前在日本應(yīng)用教多,但由于凈化效率較低在國(guó)內(nèi)較少使用,目前國(guó)內(nèi)主流的垃圾焚燒廠煙氣凈化處理工藝主要有以下兩種:

工藝Ⅰ:降溫塔→活性碳噴射裝置→半干法脫酸反應(yīng)器→袋式除塵器,如菲達(dá)MHGT工藝。

工藝Ⅱ:降溫塔→活性碳噴射裝置→袋式除塵器→濕式洗滌塔→再加熱裝置,即濕法工藝。

2 M HGT工藝及應(yīng)用

MHGT脫硫工藝,我們最早將其應(yīng)用在紹興新民熱電 400 t/d垃圾焚燒煙氣凈化處理工程中,由于鍋爐出口煙氣溫度不高,沒(méi)有設(shè)置急冷降溫塔,具體的煙氣凈化工藝流程見圖 1。

圖1 新民熱電廠垃圾焚燒煙氣凈化工藝流程

整個(gè)尾氣處理裝置由以下幾部分組成:吸收劑、吸附劑、水的儲(chǔ)存及加料系統(tǒng);反應(yīng)系統(tǒng);除塵系統(tǒng);流化風(fēng)系統(tǒng);循環(huán)及出灰系統(tǒng)及控制系統(tǒng)。

紹興新民熱電 400 t/d垃圾焚燒煙氣凈化處理系統(tǒng)于2001年8月投入運(yùn)行,2002年 1月通過(guò)浙江省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站的性能測(cè)試,并移交。測(cè)試數(shù)據(jù)包括 HCl、NOx、SO2、重金屬、二惡英的全部指標(biāo)都遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18485-2001),其中二惡英排放值經(jīng)德國(guó)MPU實(shí)驗(yàn)室、中科院水生生物二惡英監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室多次檢測(cè),均達(dá)到《歐洲聯(lián)盟環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系 2000》標(biāo)準(zhǔn) (下稱歐盟 2000標(biāo)準(zhǔn))。浙江省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站于2002年 1月 8日～11日對(duì)紹興新民熱電廠 400 t/d垃圾焚燒爐爐后煙氣凈化系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行了檢測(cè),詳細(xì)數(shù)據(jù)見表1。

表 1 新民熱電廠垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)數(shù)據(jù)

在另一項(xiàng)危固垃圾焚燒煙氣凈化工程,天津合佳奧綠思 45 t/d醫(yī)療垃圾煙氣處理工程中,同樣采用了菲達(dá)的MHGT工藝;與紹興新民熱電400 t/d垃圾焚燒系統(tǒng)相比,因?yàn)槠溴仩t出口煙氣溫度較高,達(dá)到 550～650℃,所以我們?cè)诎敫煞摿蚍磻?yīng)器前加了急冷卻塔,盡量減少煙氣在 200～350℃溫度域的停留時(shí)間,并控制除塵器入口的煙氣溫度,使之低于200℃,這樣既有利于減少二惡英類污染物再次生成,又有利于對(duì)重金屬污染物的脫除;然后再噴入活性碳、脫硫劑,可吸附大部分的二惡英類和重金屬污染物以及酸性氣體,最后用袋式除塵器捕集[4]。天津合佳奧綠思 45 t/d危固垃圾焚燒爐煙氣凈化工藝流程見圖2。

圖2 天津合佳奧綠思垃圾焚燒煙氣凈化工藝流程

天津合佳奧綠思環(huán)保有限公司 45 t/d危固垃圾焚燒爐煙氣凈化處理工程于 2003年開始投運(yùn),并經(jīng)天津市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心檢測(cè),結(jié)果均符合《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8484-2001)的規(guī)定。天津市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站于 2005年 4月 26日至 28日對(duì)天津合佳奧綠思環(huán)保有限公司 45 t/d固體危險(xiǎn)物垃圾焚燒處理工程進(jìn)行了檢測(cè),詳細(xì)數(shù)據(jù)見表 2。

表 2 合佳奧綠思垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)數(shù)據(jù)

另外,有關(guān) NOx的達(dá)標(biāo)處理,目前國(guó)內(nèi)很多工程采用低氮燃燒法來(lái)控制煙氣中NOx濃度,如采取目前廣泛應(yīng)用的深度空氣分級(jí)燃燒技術(shù)、三級(jí)分級(jí)燃燒技術(shù)等等;通過(guò)這些措施,可控制 NOx排放濃度在 300～350mg/m3[5]。除此以外,可通過(guò)在循環(huán)流化床脫硫反應(yīng)器脫硫的基礎(chǔ)上加入專門的“富氧型”活性吸收劑[6],從而實(shí)現(xiàn)脫硫、脫硝一體化,而且其脫硝效率可達(dá) 65%左右[7];所以即使鍋爐出口NOx達(dá)到 1000mg/m3,也可通過(guò)加入活性吸收劑來(lái)保證排放滿足要求。

3 濕法工藝及應(yīng)用

隨著人們對(duì)環(huán)保要求的愈來(lái)愈高,大家發(fā)現(xiàn) GB 18485-2001、GB 18484-2001在排放方面與歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)比較有著較大差距,其對(duì)比見表 3。

上海江橋垃圾焚燒處理廠一、二期工程日處理垃圾 1500 t,煙氣均采用了半干法 +袋式除塵器并輔助活性碳噴射的工藝系統(tǒng);但在其后的 2008年的擴(kuò)能工程中,煙氣處理就采用了濕法工藝,即布袋前噴消石灰干法除酸 +布袋后濕法除酸的雙重工藝,且明確要求凈化處理后煙氣品質(zhì)須達(dá)到歐盟 2000標(biāo)準(zhǔn);詳細(xì)的煙氣煙氣凈化工藝流程見圖 3。

圖3 上海虹橋垃圾焚燒煙氣凈化工藝流程

該工藝 HCl總?cè)コ?>99%,SO2去除率也 > 95%,與原一、二期工藝相比,HCl和 SO2去除率分別提高了8%和23%,HCl和 SO2排放均能符合歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)的要求。而且布袋前增加的噴水霧降溫塔和布袋后的濕式洗滌塔均對(duì)煙塵有一定的去除效果,特別是濕式洗滌塔對(duì)經(jīng)布袋除塵后的細(xì)顆粒煙塵仍有一定的去除效果,煙塵去除率可超過(guò) 60%以上,因此粉塵排放也能達(dá)到歐盟 2000標(biāo)準(zhǔn)的要求。在NOx脫除方面,由于 SNCR技術(shù)具有投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、周期短的優(yōu)點(diǎn),在垃圾焚燒中得到廣泛應(yīng)用。在考慮爐內(nèi)用低氮燃燒法來(lái)控制煙氣中 NOx濃度情況下再采用 SNCR技術(shù)[8],NOx排放濃度也能達(dá)到歐盟 2000標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4 結(jié)語(yǔ)

垃圾焚燒能夠最大限度地實(shí)現(xiàn)垃圾的減量化、無(wú)害化、資源化,具有很好的應(yīng)用前景,但焚燒不可避免帶來(lái)二次污染,會(huì)對(duì)我們的生存環(huán)境帶來(lái)巨大的破壞。目前,國(guó)內(nèi)絕大部分垃圾焚燒爐煙氣凈化系統(tǒng)都采用了類MHGT工藝;在當(dāng)前的環(huán)保要求下,基本能滿足國(guó)內(nèi)的排放要求,但在更嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)方面存在一些問(wèn)題;煙氣凈化系統(tǒng)選用進(jìn)口設(shè)備的,則很多都選用了濕法工藝,相對(duì)來(lái)說(shuō)設(shè)備費(fèi)用及運(yùn)行成本較高,但其出口排放上對(duì)環(huán)境的影響更小,也能滿足歐盟 2000標(biāo)準(zhǔn)的排放要求。隨著人們對(duì)環(huán)保要求的提高,排放標(biāo)準(zhǔn)必將愈來(lái)愈嚴(yán),所以希望有更先進(jìn)、更可靠的工藝應(yīng)用到垃圾焚燒上來(lái)。

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Technical analysis on flue gas cleaning system ofmunicipal solid waste incinerator

Through the technicalanalysis on flue gas cleaning system ofm unicipal solid waste incinerator and parameter of handled,adap tive handling technology and developm entalorientation were proposed.

Munic ipal Solid W aste Incinerator;flue gas;handling technology;analysis〗

X701

B

1674-8069(2011)05-032-03

2011-05-24;

2011-09-12

斯洪良 (1972-),男,浙江諸暨人,高級(jí)工程師,主要從事成套煙氣凈化裝置的設(shè)計(jì)工作。E-mail:si7281327@126.com