煙氣污染治理技術(shù)在生活垃圾焚燒發(fā)電廠中的應(yīng)用

林文華

（廣州迪斯環(huán)保設(shè)備有限公司，廣東廣州 510330）

與生活垃圾填埋技術(shù)、裂解技術(shù)等相比，生活垃圾焚燒處理技術(shù)具有技術(shù)先進(jìn)、占地少、可能源回收等優(yōu)點(diǎn)，故在生活垃圾處理中得到廣泛應(yīng)用。然而，因生活垃圾的成分較為復(fù)雜，在焚燒時(shí)煙氣會(huì)產(chǎn)生一些有毒有害污染物，如酸性氣體（SO2、NOx和HCl）、粉塵、重金屬等，這些物質(zhì)直接威脅到生態(tài)環(huán)境和居民健康，因此，務(wù)必對(duì)焚燒煙氣進(jìn)行處理，合格后再排放。煙氣污染治理技術(shù)是有效控制生活垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣污染的關(guān)鍵。本文結(jié)合工程實(shí)例，就生活垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣治理工藝進(jìn)行探討，通過此工藝的應(yīng)用，提升了煙氣治理水平和環(huán)境效益。

1 煙氣凈化處理技術(shù)

垃圾焚燒煙氣處理系統(tǒng)主要由脫硝系統(tǒng)、脫酸系統(tǒng)、活性炭吸附系統(tǒng)、布袋除塵系統(tǒng)等組成。在本項(xiàng)目煙氣凈化處理過程中，為了滿足歐盟2010煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，采用組合式煙氣凈化工藝，即“SNCR+SDA半干法脫酸+煙道活性炭噴射+布袋除塵器+濕法+SCR”工藝，以去除煙氣中酸性氣體、粉塵及重金屬。煙氣凈化系統(tǒng)布置于余熱鍋爐后面，整套系統(tǒng)主要設(shè)備有SNCR、SDA反應(yīng)塔、活性炭噴射系統(tǒng)、布袋除塵器、洗滌塔及SCR反應(yīng)器。

1.1 脫氮

本項(xiàng)目采用SNCR和SCR工藝相結(jié)合來去除煙氣中的NOx。其中，SNCR非催化還原是一種常用的NOx脫除技術(shù)，具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用性強(qiáng)、設(shè)備操作簡(jiǎn)單、無須催化劑等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在一些缺陷，如反應(yīng)溫度條件苛刻，脫硝效率相對(duì)較低，常規(guī)50%左右，且容易氨逃逸。

相對(duì)于SNCR技術(shù)而言，SCR催化還原脫硝技術(shù)效率高達(dá)90%以上。在O2和催化劑存在條件下，用還原劑NH3將煙氣中的NOx還原為N2和H2O。根據(jù)催化劑的活性溫度區(qū)間，可分為高溫SCR（280～420℃）、中溫SCR（210～250℃）、低溫SCR（160～200℃）。垃圾焚燒行業(yè)采用低溫SCR較多，以節(jié)省能耗。

1.2 SDA半干法+濕法脫酸

此工藝主要是利用SDA反應(yīng)塔的霧化器將石灰漿液進(jìn)行霧化，在反應(yīng)器內(nèi)與煙氣內(nèi)的酸性氣體充分混合接觸發(fā)生中和反應(yīng)，達(dá)到去除煙氣里酸性氣體的目的。生活垃圾焚燒過程中所產(chǎn)生的煙氣，均可通過此系統(tǒng)脫除酸性氣體。此系統(tǒng)主要由多個(gè)子系統(tǒng)及設(shè)備組成，包括石灰漿制備系統(tǒng)，以及反應(yīng)塔、霧化器等設(shè)備。該工藝處理流程如下：石灰漿經(jīng)制備系統(tǒng)制備完畢后經(jīng)漿泵輸送至反應(yīng)塔旋轉(zhuǎn)霧化器霧化，同時(shí)加入調(diào)溫水，控制出口溫度建立適合反應(yīng)的溫度場(chǎng)，漿液與酸性氣體發(fā)生中和反應(yīng)去除酸性氣體。

濕法脫酸也由多個(gè)系統(tǒng)及設(shè)備組成，如循環(huán)水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、制備系統(tǒng)以及濕式洗滌塔等組成。其中，濕式洗滌塔分為冷卻部和吸收減濕部。當(dāng)煙氣進(jìn)入冷卻部時(shí)，將冷卻液噴入煙氣當(dāng)中，將煙氣溫度冷卻至65℃。吸收液在吸收過程中，經(jīng)過霧化噴入煙氣當(dāng)中，再與煙氣發(fā)生反應(yīng)，從而達(dá)到去除SO2和HCl等氣體的目的。

1.3 活性炭噴射吸附二噁英及重金屬

二噁英因與水難于相溶，而在生物體內(nèi)易于溶解于脂肪而積累，難以將它排出；由于蒸汽壓較低，在一般環(huán)境溫度下物質(zhì)將難以從表面將它揮發(fā)；如果其溫度高于700℃，就會(huì)開始分解。在垃圾焚燒煙氣中由于含有二噁英，需在煙氣進(jìn)入布袋除塵器前噴入活性炭吸附二噁英及重金屬。但由于這些炭粉隨煙氣進(jìn)入布袋除塵器會(huì)停留在布袋的表面，可繼續(xù)進(jìn)行吸附凈化。

活性炭噴射系統(tǒng)主要由控制系統(tǒng)與多個(gè)設(shè)備組成，有噴射風(fēng)機(jī)、起吊裝置、活性炭倉(cāng)和氣力輸送分配器等。其中，當(dāng)活性炭進(jìn)入給料機(jī)時(shí)，可以隨注入風(fēng)機(jī)進(jìn)入煙道，可將二噁英和重金屬去除，且在布袋除塵器與脫酸反應(yīng)器之間設(shè)置活性炭注入點(diǎn)，并與煙道相連，運(yùn)用變頻系統(tǒng)對(duì)螺旋對(duì)料機(jī)進(jìn)行控制，且實(shí)現(xiàn)活性炭加入量的有效調(diào)節(jié)。

1.4 布袋除塵器

布袋除塵器具有煙氣除塵處理功能，可以將煙氣里含有的灰塵進(jìn)行過濾。其過濾過程如下：先在布袋外表面過濾，固體顆粒就會(huì)被截留，并形成塵餅。塵餅里過量的反應(yīng)劑繼續(xù)與煙氣中的酸性氣體發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而提高去除效率。在重力及壓縮空氣噴吹作用下，粉塵掉進(jìn)除塵器灰斗，灰斗配有電伴熱裝置防止飛灰黏結(jié)。飛灰經(jīng)過旋轉(zhuǎn)卸灰閥，再排至輸灰系統(tǒng)。

除塵器清灰可結(jié)合除塵袋壓降值進(jìn)行確定，再計(jì)算壓降值。同時(shí)，應(yīng)及時(shí)清理倉(cāng)室內(nèi)的濾袋，直到壓降以后，再次回落相應(yīng)的程度。該系統(tǒng)還設(shè)有離線清灰功能，當(dāng)一個(gè)倉(cāng)室關(guān)閉進(jìn)行維護(hù)時(shí)，這個(gè)倉(cāng)室同煙氣完全隔離（其他倉(cāng)室仍在正常工作）并進(jìn)行清灰。

除塵器可實(shí)現(xiàn)灰塵的料斗的收集，在設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到防塵作業(yè)，避免出現(xiàn)聚集。在料斗壁上裝設(shè)空氣炮，可防止灰料斗沉積，避免發(fā)生橋塞現(xiàn)象。料斗上還設(shè)有一個(gè)足夠大的檢修門，每個(gè)檢修門上都裝有人工操作的能快速關(guān)閉的密封門以及其他必要的檢查口。

2 煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

2.1 煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)

本項(xiàng)目采用超標(biāo)率分析法進(jìn)行煙氣排放分析，各監(jiān)測(cè)因子的現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 各監(jiān)測(cè)因子現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2.2 環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果

將多個(gè)環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)于評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)，對(duì)煙氣特征污染物指標(biāo)（HCl、Hg、二噁英）和常規(guī)指標(biāo)（SO2、NOx）進(jìn)行監(jiān)測(cè)。其中，在二噁英監(jiān)測(cè)布點(diǎn)時(shí)，應(yīng)結(jié)合相關(guān)要求，在廠區(qū)污染物最大落地濃度點(diǎn)附近和和廠址全年主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)向最近敏感點(diǎn)布設(shè)1個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)指標(biāo)情況如表2所示。

表2 常規(guī)監(jiān)測(cè)指標(biāo)監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)表

由表2得知，本項(xiàng)目大氣評(píng)價(jià)范圍內(nèi),半干法+濕法脫酸法具有良好的應(yīng)用效果，能夠有效去除煙氣中的SO2和HCl等氣體，其檢測(cè)數(shù)值處在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃范圍內(nèi)。其中，SO2的1h濃度小于0.007～0.044mg/m3，24h濃度小于0.004～ 0.020mg/m3，最大濃度占標(biāo)率為13.3%；HCl濃度小于0.003～0.023mg/m3，最大濃度占標(biāo)率為46.0%。

SNCR+SCR組合工藝可去除煙氣中的NOx，脫除效果良好，NOx的1h和24h濃度小于0.015～0.064mg/m3和小于0.006～ 0.051mg/m3，其檢測(cè)數(shù)值處在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃范圍內(nèi)。

通過活性炭噴射吸附技術(shù)對(duì)煙氣中的二噁英和重金屬進(jìn)行吸附，具有良好的吸附效果。利用活性炭吸附Hg元素可有效降低濃度至檢測(cè)限度范圍內(nèi)；Pb元素最大濃度占標(biāo)率為2.1%，且24h濃度范圍為0.003～0.021μg/m3，可見，此數(shù)值班控制在標(biāo)準(zhǔn)限值之內(nèi)；Cd元素最大濃度占標(biāo)率為46.5%，24h濃度范圍為0.000 34～0.006 51μg/m3，未存在超標(biāo)現(xiàn)象；二噁英最大濃度占標(biāo)率為37.2%，處在標(biāo)準(zhǔn)限值范圍內(nèi)。

3 結(jié)論

綜上所述，煙氣處理技術(shù)在垃圾焚燒發(fā)電廠污染物去除中發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用，這些污染物得到了有效控制，其處理結(jié)果如下：

1）本項(xiàng)目采用SNCR+SCR相結(jié)合技術(shù)，達(dá)到去除煙氣中的NOx的目的，環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)的NOx經(jīng)脫氮后，其濃度處于標(biāo)準(zhǔn)限值范圍內(nèi)。

2）SDA半干法+濕法可以有效脫除煙氣中的酸性氣體，減少對(duì)周邊環(huán)境的影響，24h濃度的最大占標(biāo)率為51.0%，未有超標(biāo)現(xiàn)象。

3）本項(xiàng)目采用噴入活性炭吸附煙氣中的二噁英及重金屬。先將活性炭吹入布袋除塵器入口前煙道中，對(duì)煙氣中二噁英及重金屬進(jìn)行捕捉，布袋除塵器進(jìn)行粉塵收集，以達(dá)到去除重金屬的目的。經(jīng)監(jiān)測(cè)，廠區(qū)環(huán)境中Cd、Pb的濃度得到了很好的控制，經(jīng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)二噁英濃度較低，最大濃度占標(biāo)率為37.2%。可見，二噁英治理效果良好。