垃圾焚燒后可減少90%,減少80%,效果明顯,具有回收馀熱、處理徹底、效果穩定、土地少等優點,無法與衛生填埋、裂解、堆肥等方式相比,已成為越來越多城市的優先事項,預計到2021年福建省垃圾焚燒處理率將達到70%以上,其中設市城市基本上不會燃燒。
但每噸垃圾焚燒后產生的煙氣達到7000m3以上,其污染越來越受到關注,成為投訴的重點問題,控制和處理煙氣,是垃圾焚燒廠能否避免鄰居效應,解決鄰居問題的關鍵
1安溪城市生活垃圾焚燒發電廠擴建項目概況
項目位于安溪縣城鎮濕港村青林山,目前冠環境保護(安溪)有限公司廠區東側預約地。現有項目日焚燒處理垃圾600噸(2X300t/d),擴建(750t/d)垃圾焚燒生產線,建成后每年運行333天,年處理垃圾27.375萬噸,焚燒爐采用機械爐排列爐。
2煙氣的主要污染物成分和產生源
生活垃圾焚燒煙氣成分非常復雜,其體積比例的99%由O2、N2、CO2、H2O等無害物質構成,酸性氣體(氮氧化物)、一氧化碳、重金屬、粉塵和殘留有機物(包括二惡英和呋喃等)的污染物約占1%。
防止煙霧污染,應盡量實現垃圾分類,避免不可燃物、有害物等物質的混入。例如,廚房垃圾的進入不僅會降低燃燒溫度,廚房垃圾的鹽類也會產生二惡英等物質,提高后續飛灰氯離子的含量,電池、廢燈進入會增加煙霧中重金屬的含量。
另一方面,要掌握污染物的形成機理,控制爐內焚燒狀況,保持良好的燃燒狀態,減少或避免有害物的發生。例如,控制燃燒過程中的爐溫、停留時間、紊亂流程和過剩空氣,也稱為3T+E法,確保二惡英符合標準排放。
(1)酸性氣體。主要成分包括SOx、NOx、HCl、HF等,SOx大部分是SO2,垃圾中含有硫化合物的焚燒產生的NOx由垃圾中含有氮化合物的分解轉換,或者由空氣中的氮元素燃燒的高溫氧化產生,NO、NO2、N2O3等,其中NO約占95%的HF由塑料
材料中的氟燃燒產生的HCl由垃圾中的有機氯化物、PVC塑料、橡膠、皮革等燃燒產生,NaCl、MgCl2的反應產生
(2)二惡英和呋喃。無色無味,難溶于水,易溶于脂肪,不是單一物質,而是結構和性質相似的有機化合物的統稱,二惡英和呋喃的同類物質和異構體達到210種。垃圾焚燒是二惡英的產生之一,由含氯有機物不完全燃燒的復雜熱反應形成。
(3)粉塵、重金屬。垃圾在焚燒過程中,由于高溫分解、氧化的作用,燃燒物及其產物的體積和粒度減小,其中大部分不可燃物已經排出爐渣,小部分輕物質在氣流攜帶的作用下,從鍋爐出口排出,形成含有顆粒物的粉塵。
3煙氣排放控制標準
2021年1月1日起所有焚燒廠應執行《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014),以下是國標和歐盟2010部分指標的對照表:
表中,我國實行時間平均和日平均,歐盟采用30分鐘平均和日平均,我國排放標準逐漸與歐盟標準相比,HCl的24小時排放指標是歐盟日平均的5倍
4煙氣凈化處理工藝
煙氣凈化一般由氮氧化物去除、酸性氣體去除、顆粒物捕集、有機物及重金屬去除等工藝構成,安溪焚燒廠改擴建項目的煙氣處理工藝流程為SNCR爐內除硝+旋轉噴霧反應塔+碳酸氫鈉干粉噴霧+活性炭噴霧+高效袋式除塵的凈化工藝,各段凈化處理工藝流程及原理如下:
4.1工藝流程圖
1煙氣凈化工藝圖
1煙氣凈化工藝圖+活性炭噴霧+活性炭噴霧+高效袋式除塵的凈化工藝,各段凈化工藝、各段凈化處理工藝流程流程及原理工藝流程及原理如下:
SNCR法無需催化劑,高溫800-1000℃,直接在爐膛內噴射氨水(或尿素),將NOX還原為N2,氨水作為還原劑的反應式: 氨水噴入爐膛點的溫度,關系到氮氧化物的去除效果。溫度低,反應不完全的溫度過高,NH3被NOx氧化,NOx不僅沒有恢復,濃度也增加,在實際運行中要注意控制適當的溫度和氨水的投入量。 4.3半干法+干法脫酸 一般酸性氣體中HCl含量最高,HF、SO2比較低,除污染環境外,焚燒爐和鍋爐腐蝕,處理方式主要用石灰漿和碳酸氫鈉等堿性藥劑去除酸堿中和反應。其處理工藝分為干法、半干法和濕法。安溪擴建工程采用半干法(石灰漿旋轉噴塑)+干法(碳酸氫鈉噴塑)組合工藝。 干燥方法是將消石灰和碳酸氫鈉直接噴射到煙道中,輔助后續的高效吸塵器。該工藝流程簡單,維護方便,但脫酸效果差的濕法采用洗滌塔清洗,利用NaOH等堿性吸收劑在洗滌塔內吸收酸性氣體。 濕法去除率高,HC1去除率達到95%以上,SO2去除率達到80%以上,但工藝復雜,處理工藝降低煙氣溫度需要再加熱,產生高濃度氯鹽和重金屬污水需要相應處理,一般只用于排放嚴格的地區半干法介于干法和濕法之間,脫酸效率相對較高,HC1去除率達到90%,無二次污水產生,投資相對較低等優點 半干法技術和反應原理如下: 將石灰漿噴入高速旋轉的旋轉霧化器中,霧化為微小的液滴,液滴和煙霧逆流,發生中和反應: 反應生成CaCl2、CaF2、CaSO3、CaSO4等,一部分產品從錐體底部排出,另一部分帶有灰塵和粉塵的煙霧進入袋式吸塵器 4.4活性炭噴射和布袋除塵系統 活性炭噴射系統位于脫酸系統后、吸塵器前,主要目的是吸附重金屬和二惡英、呋喃等,保證重金屬和二惡英符合標準排放。 除塵器通過壓縮空氣脈沖清灰,附著在濾袋內壁表面的粉塵在振動和反向氣流的作用下,脫離濾袋落入灰斗,吸塵器兼具二次酸去除功能,前端無反應的堿性物質附著在濾袋上,煙通過時再次反應。 布袋吸塵器過濾材料一般采用玻璃纖維和PTFE(聚四氟乙烯)混紡過濾材料。
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