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安溪城市生活垃圾焚燒發電廠改擴建項目分析

日期:2021/7/21 Click:1248
4煙氣的凈化處理技術煙氣凈化一般由氮氧化物脫除、酸性氣體脫除、顆粒物捕集、有機物及重金屬去除等工藝組成,安溪焚燒廠改擴建項目的煙氣處理流程為“SNCR爐內脫硝旋轉噴霧反應塔碳酸氫鈉干粉噴射活性炭噴射高效袋式除塵”的凈化工藝,各段凈化處理工藝流程及原理如下:41工藝流程圖1煙氣凈化工藝圖42爐內脫硝SNCR系統NOX用簡單的酸堿反應無法去除,一般采用SNCR(選擇性非催化還原法)或SCR(催化還原法)通過氧化還原反應去除。
近年來,為了應對國家政策的支持和垃圾產生量急劇增加的處理狀況,中國各地紛紛加入垃圾焚燒發電項目,逐漸向規模化、一體化、自動化發展,國產設備的開發、制造與國際接軌。

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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