王志強(qiáng)

(上海金山環(huán)境再生能源有限公司, 上海 201512)

1 引言

上海金山環(huán)境再生能源公司項(xiàng)目機(jī)組為日處理量400 t/d的爐排型垃圾焚燒爐。入爐物料在爐膛內(nèi)進(jìn)行高溫燃燒后進(jìn)入余熱鍋爐。煙氣凈化系統(tǒng)采用半干法+活性炭/石灰粉噴射+袋式除塵器相組合的凈化工藝。該公司平均每天處置滲瀝液量在70～80 t/d，在梅雨季節(jié)時(shí)滲瀝液量會(huì)爆增到200～320 t/d，所以急需一套高效、快捷、穩(wěn)定、投資低廉且安全環(huán)保的滲瀝液處置系統(tǒng)以確保該公司滲瀝液池的液位穩(wěn)定與安全。

2 滲瀝液的特點(diǎn)及危害

滲濾液中的微生物營(yíng)養(yǎng)元素比例失調(diào)[2]，主要是C、N、P的比例失調(diào)。一般的垃圾滲濾液中的BOD5：P大都大于300。

滲瀝液一但外漏，可使地面水體缺氧、水質(zhì)惡化、富營(yíng)養(yǎng)化，威脅居民飲用水和工農(nóng)業(yè)用水水源，使地下水喪失利用價(jià)值，有機(jī)污染物進(jìn)入食物鏈還將直接威脅人類健康。

3 滲瀝液的回噴焚燒蒸發(fā)的優(yōu)點(diǎn)

基于滲濾液中氨氮濃度高的這一特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行無(wú)害化回爐焚燒蒸發(fā)處理是解決滲瀝液處理費(fèi)用高，處理困難的最經(jīng)濟(jì)性、最快捷、最安全環(huán)保的一種方式。且滲濾液回噴入爐膛焚燒蒸發(fā)，有以下幾方面優(yōu)點(diǎn)。

(2)滲濾液的回噴焚燒蒸發(fā)，能使?fàn)t溫降低，尾部受熱面進(jìn)口溫度更容易得到控制，除對(duì)余熱鍋爐三過(guò)、二過(guò)受熱面防高溫腐蝕帶來(lái)正面效應(yīng)外，可進(jìn)一步提高焚燒爐垃圾處理量；

(4)滲濾液的回噴，增加了煙氣濕度，在煙氣處理系統(tǒng)中可提高半干法脫硫系統(tǒng)的脫硫效果，減少石灰用量。

(5)滲濾液的爐內(nèi)回噴，減少滲濾水處理系統(tǒng)的處理量，可實(shí)現(xiàn)滲濾液低成本處理(設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)主要為電耗)。

4 滲瀝液的回噴焚燒蒸發(fā)技術(shù)及運(yùn)行情況

西方發(fā)達(dá)國(guó)家垃圾熱值高,滲瀝液產(chǎn)量少,一般采用將滲瀝液回噴焚燒爐進(jìn)行高溫焚燒蒸發(fā)處理[4]。滲瀝液的回噴焚燒蒸發(fā)技術(shù)的主要工作流程是將滲瀝液池中滲瀝液經(jīng)過(guò)一次過(guò)濾、二次過(guò)濾、收集、加壓霧化噴射這4步。

滲瀝液池中的滲瀝液經(jīng)過(guò)一道過(guò)濾后由滲瀝液泵打入回轉(zhuǎn)式自清洗過(guò)濾器進(jìn)行二次過(guò)濾。過(guò)濾后的滲瀝液進(jìn)入滲瀝液緩存箱進(jìn)行緩存，再由加壓泵升壓后，通過(guò)設(shè)置于爐膛區(qū)域的防堵霧化噴槍霧化后噴入爐膛，滲瀝液氣霧與高溫延期混合后，小液滴經(jīng)蒸發(fā)后，含有的污染物，如生物質(zhì)、金屬、重金屬等經(jīng)過(guò)焚燒后，達(dá)到去除污染物的效果。滲瀝液回噴蒸發(fā)系統(tǒng)流程示意圖如圖1所示。

4.1 滲瀝液回噴焚燒蒸發(fā)系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵點(diǎn)

滲瀝液成分復(fù)雜，滲瀝液池中含有大量的漂浮物、懸浮物、油質(zhì)等，要使系統(tǒng)長(zhǎng)周期穩(wěn)定、安全運(yùn)行的關(guān)鍵在于以下幾點(diǎn)。

圖1 滲瀝液回噴流程示意

(1)滲瀝液回噴系統(tǒng)中，液相中的雜質(zhì)需要盡可能少，這樣有利于管道和噴槍的暢通。系統(tǒng)中的一次、二次過(guò)濾裝置需有自動(dòng)清洗與反沖洗的功能。

(2)過(guò)濾后的滲瀝液中，還是含有細(xì)小顆粒的懸浮物、油質(zhì)、易沉淀顆粒物，在滲瀝液緩存罐中需要設(shè)置強(qiáng)排污設(shè)備，確保緩存罐中的細(xì)小沉淀物能夠定時(shí)的清除出系統(tǒng)。

(3)防堵霧化噴槍是系統(tǒng)最后一道關(guān)鍵，在滲瀝液中含有大量的油質(zhì)，噴槍頭部深入爐膛中，在高溫作用下，滲瀝液中的油質(zhì)會(huì)在噴槍頭部產(chǎn)生焦油，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，噴槍頭部易產(chǎn)生堵塞的情況。采用可伸縮式防堵霧化噴槍是確保系統(tǒng)高效、長(zhǎng)周期運(yùn)行的關(guān)鍵。

(4)防堵霧化噴槍在爐膛區(qū)域安裝位置和噴射角度的選擇對(duì)于爐膛內(nèi)部防止飛灰結(jié)焦、結(jié)塊猶為重要。在滲瀝液霧化后，液滴需要一定的時(shí)間和距離進(jìn)行蒸發(fā)，在爐膛內(nèi)的安裝位置和霧化噴射角度需要采用流場(chǎng)模擬進(jìn)行評(píng)估。不合適的位置和霧化噴射角度容易使液滴刷墻，在墻面上形成飛灰結(jié)塊，結(jié)焦。

(5)滲瀝液的回噴量取決于爐內(nèi)溫度水平，滲瀝液回噴蒸發(fā)量越大，滲瀝液霧化液滴直徑越大[5]，蒸發(fā)時(shí)間和距離越長(zhǎng)，爐內(nèi)呈現(xiàn)出來(lái)的溫度越低。所以控制爐內(nèi)溫度、煙氣量和滲瀝液回噴量之間的關(guān)系，對(duì)于焚燒爐的安全運(yùn)行、環(huán)保指標(biāo)的達(dá)標(biāo)有著重要意義。

4.2 滲瀝液回噴焚燒蒸發(fā)系統(tǒng)運(yùn)行情況

該公司于2017年1月安裝了全自動(dòng)帶遠(yuǎn)程控制模式的滲瀝液回噴焚燒蒸發(fā)系統(tǒng)。單臺(tái)焚燒爐設(shè)計(jì)額定回噴量為2.5 t/h。該系統(tǒng)于1月中旬投入運(yùn)行。在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，焚燒爐與余熱鍋爐均能安全穩(wěn)定運(yùn)行。在回噴額定設(shè)計(jì)量的情況下，對(duì)焚燒爐、余熱鍋爐及煙氣排放的影響如下。

(1)滲瀝液的回噴能有效地降低焚燒鍋爐NOx的排放；在額定負(fù)荷不投運(yùn)滲瀝液回噴焚燒蒸發(fā)系統(tǒng)的情況下，焚燒爐出口NOx排放折算值在220～230 mg/Nm3,滲瀝液回噴量在2.5 t/h時(shí)，NOx排放折算值在190 mg/Nm3左右。能有效降低15%左右的NOx排放。隨著滲瀝液回噴量的增加，NOx排放能進(jìn)一步的降低，在試驗(yàn)性工況下，滲瀝液回噴達(dá)4 t/h時(shí)NOx排放折算值在140 mg/Nm3左右，NOx排放降低36%。這驗(yàn)證了滲瀝液中的氨能與NOx進(jìn)行反應(yīng)起到選擇性非催化還原作用。

(2)額定回噴量對(duì)于爐膛溫度影響不大，且能有效降低四煙道進(jìn)口溫度。在額定回噴量下，焚燒爐內(nèi)溫度基本上沒(méi)有太大影響，看不出其對(duì)爐膛溫度的降低作用。對(duì)于四煙道進(jìn)口溫度，由原來(lái)的673 ℃降低約15～20 ℃左右，能有效降低四煙道進(jìn)口溫度，對(duì)于四煙道過(guò)熱器管的高溫氯腐蝕能起到正面效應(yīng)，一般在四煙道進(jìn)口煙氣溫度控制在650 ℃以下能有效緩解高溫氯腐蝕。在試驗(yàn)工況下，爐膛溫度有了明顯降低，溫度降低量在50 ℃左右。

(3)一般認(rèn)為滲瀝液的回噴會(huì)對(duì)增加四煙道進(jìn)口位置三級(jí)過(guò)熱器的高溫腐蝕。但通過(guò)半年多的長(zhǎng)周期運(yùn)行后入爐檢查后發(fā)現(xiàn)，該位置的受熱面管外表面并沒(méi)有明顯的高溫腐蝕加劇，基本上看不出變化。主要因素還在于滲瀝液的回噴雖然導(dǎo)致煙氣中Cl離子增加但以酸類存在的Cl離子相對(duì)減小，且受熱面的環(huán)境溫度能得到有效的控制，溫度對(duì)于高溫腐蝕還是比較關(guān)鍵。所以回噴量的控制反而能控制受熱面高溫腐蝕的速度。

通過(guò)半年多的運(yùn)行實(shí)踐表明，滲瀝液回噴對(duì)其他系統(tǒng)和參數(shù)的影響，除以上幾點(diǎn)外基本上沒(méi)有明顯的影響。

滲瀝液回噴焚燒蒸發(fā)系統(tǒng)半年來(lái)的運(yùn)行，給該廠處理了滲瀝液量總計(jì)達(dá)11800 t左右，該系統(tǒng)每天用電量平均在64 kW·h，折算單小時(shí)用電功率在2.7 kW·h，極具經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語(yǔ)

滲瀝液回噴焚燒蒸發(fā)能有效地降低焚燒爐出口NOx的排放，對(duì)控制四煙道進(jìn)口溫度有著正面效應(yīng)，對(duì)于其他系統(tǒng)及參數(shù)沒(méi)有明顯的影響，但解決了該公司每次臨近梅雨季節(jié)滲瀝液滿池的情況。并且，滲瀝液回噴焚燒蒸發(fā)系統(tǒng)低成本的運(yùn)行，對(duì)降低滲瀝液處置費(fèi)用較為明顯，極具使用價(jià)值與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效應(yīng)。

[1]林榮榜.垃圾滲瀝液的危害及其處理[J].環(huán)境管理，2007(1).

[2]張祥丹，王家民.城市垃圾滲瀝液處理工藝介紹[J].給水排水，2000(6).

[3]黃 霞，劉 輝，吳少華.選擇性非催化還原(SNCR)技術(shù)及其應(yīng)用[J].電站系統(tǒng)工程，2008(7).

[4]劉 晉，蔣嵐嵐.垃圾焚燒廠滲瀝液處理技術(shù)的研究[J].環(huán)境工程，2010(9).

[5]郭 冏.滲瀝液回噴焚燒爐的可行性探討[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2013(11).