董亞子

摘 要：介紹垃圾焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的各種污染物，針對(duì)各污染物設(shè)計(jì)采用爐內(nèi)噴鈣脫硫?—選擇性非催化還原法脫氮（SNCR）—循環(huán)流化床法脫酸—活性炭吸附裝置—布袋除塵器的綜合凈化設(shè)計(jì)，使得垃圾焚燒煙氣的排放滿(mǎn)足國(guó)家最新標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：爐內(nèi)噴鈣 循環(huán)流化床法脫酸 布袋除塵器

中圖分類(lèi)號(hào)：R821.71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）12（a）-0056-01

隨著城市發(fā)展和人口增長(zhǎng)速度加快，每天有大量的生活垃圾得不到妥善處理處置。垃圾經(jīng)過(guò)焚燒，可使垃圾減量80%以上，減容超過(guò)90%，而且經(jīng)過(guò)高溫處理，垃圾中的病毒、細(xì)菌等被滅活、臭味被去除。但垃圾焚燒處理產(chǎn)生的煙氣中含有復(fù)雜的污染物，容易對(duì)環(huán)境造成二次污染，對(duì)垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行凈化處理是必要的，對(duì)污染物控制得好壞關(guān)系到垃圾焚燒技術(shù)的發(fā)展前景。

1 生活垃圾焚燒發(fā)電工程概況

阜新垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)建設(shè)規(guī)模為2×7.5 MW中溫中壓抽汽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，配2×400 t/d循環(huán)流化床垃圾焚燒爐。年運(yùn)行小時(shí)數(shù)8000 h。最大外供工業(yè)蒸汽37.65 t/h.，凝結(jié)水不考慮回收。該項(xiàng)目建成投產(chǎn)后年發(fā)電量70680527 kW·h，年供電量58664838 kW·h。

焚燒爐運(yùn)行參數(shù)如下：耗額定蒸發(fā)量28 t/h；額定蒸汽壓力3.82 MPa；額定蒸汽溫度450 ℃；排煙量（煙氣溫度為160 ℃）：97032 m3/h°臺(tái)。設(shè)計(jì)燃料為生活垃圾和煙煤的混合燃料，其熱量比值為80∶20，啟動(dòng)燃料為0#柴油。

2 生活垃圾焚燒煙氣污染物

由于生活垃圾成分復(fù)雜，含有大量的廚余、橡膠、塑料、廢燈具、廢電池、廢紙張等，生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)在垃圾焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的主要污染物包括顆粒物、酸性氣體（HCl、HF、SOx等）、重金屬（Hg等）、氮氧化物（NOx）和有機(jī)劇毒性污染物（二噁英、呋喃等）等。

3 垃圾焚燒煙氣防治措施

為減少垃圾焚燒爐煙氣中污染物的產(chǎn)生，設(shè)計(jì)采用循環(huán)流化床焚燒爐作為燃燒設(shè)備，利用循環(huán)流化床焚燒爐低溫燃燒的特性，并適當(dāng)合理控制助燃風(fēng)量，使氧氣濃度不低于6%，使氣體在高溫（850～900 ℃）區(qū)停留3 s以上，抑制氮氧化物的生成和分解二噁英的生成，與其他爐型相比氮氧化物可減少30%左右，二噁英產(chǎn)生量低，從源頭上減少氮氧化物和二噁英的產(chǎn)生。

針對(duì)氮氧化物，設(shè)計(jì)首先選用低NOx排放的循環(huán)流化床焚燒爐作為焚燒設(shè)備，從源頭上減少NOx的產(chǎn)生和排放，其排放煙氣中的氮氧化物排放控制濃度為274 mg/m3，同時(shí)設(shè)計(jì)采用選擇性非催化還原法（SNCR）煙氣脫硝工藝進(jìn)行脫銷(xiāo)，脫硝效率大于27%，處理后NOx的最終排放濃度小于200 mg/m3，遠(yuǎn)低于《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18485-2014）氮氧化物排放限值300 mg/m3的要求。SNCR法原理：選擇性非催化還原法是在不需要催化劑的情況下，將氨基還原劑（尿素）噴入溫度為850 ℃～1250 ℃的煙氣中，還原劑有選擇性地與煙氣中的NOx發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將NOx還原成氮?dú)猓∟2）和水（H2O）的方法。SNCR脫硝工藝是燃燒后的脫硝過(guò)程，主要反應(yīng)為：CO（NH2）2+2NO+1/2O2→ 2N2+CO2+2H2O。

3.1 脫酸措施

針對(duì)SO2和HCl，循環(huán)流化床垃圾焚燒爐在燃料中摻入一定比例的石灰石，進(jìn)行爐內(nèi)脫酸，同時(shí)結(jié)合爐后脫酸塔，綜合脫硫效率為85.9%，氯化氫的凈化效率為97.5%；二氧化硫和氯化氫排放控制濃度分別為80和50 mg/m3，均滿(mǎn)足《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18485-2001）排放限值100和60 mg/m3的要求。

脫酸原理：爐內(nèi)脫硫是將碳酸鈣通過(guò)給料機(jī)均勻送料，由壓縮空氣將碳酸鈣送至爐膛，碳酸鈣在高溫下分解為氧化鈣與二氧化碳，氧化鈣與爐膛內(nèi)二氧化硫等酸性物質(zhì)反應(yīng)，脫除煙氣中部分二氧化硫和氯化氫，未反應(yīng)氧化鈣在煙道與尾部反應(yīng)塔內(nèi)繼續(xù)反應(yīng)起到脫酸作用。經(jīng)過(guò)爐內(nèi)脫硫后的約160 ℃高溫?zé)煔猓瑥牡撞窟M(jìn)入循環(huán)流化床脫酸塔，在流化區(qū)中高速煙氣與噴入的消石灰粉及外循環(huán)灰形成強(qiáng)烈的流化湍流，使堿性顆粒與酸性氣體進(jìn)行高效中和脫酸反應(yīng)。通過(guò)增濕活化后的流化反應(yīng)床對(duì)酸性氣體進(jìn)行高效傳質(zhì)吸收，得到高的脫酸效率和吸收劑利用率。

3.2 二噁英和重金屬防治措施

針對(duì)二噁英和重金屬，在脫酸塔出口煙道中噴入活性炭，可有較長(zhǎng)的停留時(shí)間對(duì)煙氣中的重金屬和二噁英等進(jìn)行有效吸附去除，活性炭輸送采用氣力輸送，給料機(jī)為螺旋式給料機(jī)。給料采用變頻器給料機(jī)控制以確保輸送量的準(zhǔn)確性。經(jīng)處理后煙氣中重金屬（Hg<0.05 mg/m3）和二噁英（<0.1 ngTEQ/m3）等的排放值低于《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18485-2014）的要求。

3.3 廢氣穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放分析

本工程垃圾焚燒煙氣通過(guò)爐內(nèi)噴鈣脫硫-選擇性非催化還原法脫氮（SNCR）-循環(huán)流化床法脫酸-活性炭吸附裝置-布袋除塵器工藝的綜合處理，處理后煙氣污染物排放濃度為：NOx<200 mg/m3、SO2<80 mg/m3、HCl<50 mg/m3、Hg<0.05 mg/m3、二噁英<1.0 ngTEQ/m3、煙塵<20 mg/m3，均可以滿(mǎn)足GB 18485-2014《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

目前，國(guó)內(nèi)已投入運(yùn)行的垃圾焚燒項(xiàng)目很多采用與本工程相同的煙氣凈化系統(tǒng)，均取得了較好的凈化效果。設(shè)計(jì)例舉兩個(gè)采用相同環(huán)保設(shè)計(jì)的循環(huán)流化床垃圾焚燒項(xiàng)目煙氣污染物監(jiān)測(cè)結(jié)果。類(lèi)比分析可知，本設(shè)計(jì)的煙氣凈化效果完全可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)給出的指標(biāo)。

4 環(huán)境管理與監(jiān)測(cè)

電廠(chǎng)設(shè)環(huán)?？谱鳛榄h(huán)境管理機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)在焚燒爐煙囪上設(shè)置一套在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煙氣的流量、溫度、壓力、濕度、氧濃度、煙塵、氯化氫、二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳、以及氟化氫和二氧化碳等有害物質(zhì)排放的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。并配置與環(huán)保局進(jìn)行通訊的接口，為環(huán)保部門(mén)提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。同時(shí)配置的專(zhuān)用的煙氣監(jiān)測(cè)室，用于垃圾焚燒爐煙氣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的控制和監(jiān)視。

5 結(jié)論

設(shè)計(jì)選用技術(shù)成熟兼顧環(huán)保的循環(huán)流化床焚燒爐作為燃燒設(shè)備，以及采用了控制阻燃風(fēng)量、增加高溫區(qū)煙氣停留時(shí)間等一系列的清潔生產(chǎn)技術(shù)，從工藝源頭上降低氮氧化物和二噁英的產(chǎn)生量；同時(shí)設(shè)計(jì)采用爐內(nèi)噴鈣脫硫——選擇性非催化還原法脫氮（SNCR）——循環(huán)流化床法脫酸——活性炭吸附裝置——布袋除塵器的綜合處理技術(shù)對(duì)焚燒煙氣進(jìn)行凈化，凈化后NOx、SO2、HCl、Hg、二噁英、煙塵等污染物排放濃度均滿(mǎn)足GB 18485-2001《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》的要求，可以做到穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范[S].2009.

[2] 環(huán)境保護(hù)部.火電廠(chǎng)煙氣脫硝工程技術(shù)規(guī)范選擇性非催化還原法[S].中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2010.

[3] 朱爽，劉志斌.垃圾填埋場(chǎng)的環(huán)境問(wèn)題及對(duì)策[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005（Z1）：250-252.