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時(shí)間:2025-03-11 07:15:57
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垃圾焚燒煙氣中污染物種類多種多樣,主要以塵、酸性氣體、重金屬、有機(jī)物類為主。這些污染物會(huì)對(duì)周圍環(huán)境生物的健康造成不利影響。本文經(jīng)過工藝比選后,選定SNCR脫硝(脫銷)+半干法脫酸(脫硫)+布袋除塵器(煙氣凈化系統(tǒng))工藝,對(duì)垃圾焚燒發(fā)電廠排放煙氣進(jìn)行了污染防治的工藝設(shè)計(jì)。預(yù)使實(shí)際后工藝可以滿足《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18485-2014)中規(guī)定的各項(xiàng)污染物的排放限值。
關(guān)鍵詞:垃圾焚燒;煙氣凈化系統(tǒng);污染防治
固體廢棄物的減量化、資源化、無害化的三項(xiàng)技術(shù)政策,自從20世紀(jì)80年代提出后,就成為我國(guó)固體廢棄物處理的前進(jìn)方向。減量化、無害化、資源化三條原則相輔相成,互為基礎(chǔ),在未來的發(fā)展方向是將固體廢棄物從無害化和減量化轉(zhuǎn)變?yōu)橘Y源[1]。根據(jù)國(guó)家環(huán)保部2021年環(huán)境狀況公報(bào)顯示,全國(guó)設(shè)市城市生活垃圾清運(yùn)量為1.92億噸,城市生活垃圾無害化處理量1.80億噸。其中,衛(wèi)生填埋處理量為1.15億噸,占63.9%;焚燒處理量為0.61億噸,占33.9%;其他處理方式占2.2%。無害化處理率達(dá)到93.7%,比上一年上升1.9個(gè)百分點(diǎn)。全國(guó)生活垃圾焚燒處理設(shè)施無害化處理能力為21.6萬噸/日,占總處理能力的32.3%[2]??傮w來看,我國(guó)生活垃圾無害化處理程度高,但同時(shí)我們也應(yīng)該看到衛(wèi)生填埋仍然占據(jù)著無害化處理最大的比重。衛(wèi)生填埋指的是為防止固體廢物對(duì)環(huán)境造成污染,采取一定防護(hù)措施,實(shí)現(xiàn)垃圾與環(huán)境的最大限度的隔絕。衛(wèi)生填埋只是對(duì)垃圾的轉(zhuǎn)移,而垃圾焚燒則是從根本上解決固體廢物,同時(shí)垃圾焚燒還具有一定的經(jīng)濟(jì)效益[3]。
1.除塵工藝選擇
生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范(CJJ90-2009)中規(guī)定煙氣凈化系統(tǒng)必須設(shè)置袋式除塵器,故可供參考的有袋式除塵器、電袋復(fù)合除塵器和多管+袋式除塵器。
袋式除塵器作為現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)除塵應(yīng)用最多的工藝,它有著其他工藝所不具備的優(yōu)點(diǎn)。袋式過濾式除塵器通過過濾材料將粉塵截留在濾料表面,進(jìn)而捕集的裝置??諝膺^濾器的濾料主要為濾紙和玻璃纖維風(fēng)填充層,主要用于通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)方面的空氣凈化。袋式除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)如下[4]:
(1)性能穩(wěn)定,對(duì)煙氣變化量的適應(yīng)性強(qiáng);
(2)袋式除塵器除塵效率高,除塵效率一般在99%以上,最高可達(dá)99.9%以上;
(3)對(duì)微塵等顆粒物粒徑小的顆粒物去除率高,同時(shí)還能補(bǔ)集高電阻顆粒物;
(4)設(shè)備維修簡(jiǎn)單,可以再不停機(jī)的狀況下更換布袋。
(5)裝置運(yùn)行費(fèi)用低,無需泥漿處理工藝;
(6)造價(jià)便宜,相比于其他工藝,袋式除塵器裝置不需要多余附屬裝置,投資少,技術(shù)要求低;
(7)袋式除塵器對(duì)溫度比較敏感,無法處理高溫氣體;
(8)袋式除塵器無法處理粘性較大、腐蝕性煙氣。
另外電袋復(fù)合除塵系統(tǒng)和多管+袋式除塵系統(tǒng)也可達(dá)到技術(shù)要求。對(duì)于電袋復(fù)合系統(tǒng)和多管+袋式除塵器都在袋式除塵器的基礎(chǔ)上又添加了一套除塵工藝,其裝置造價(jià)和運(yùn)營(yíng)成本無疑會(huì)更好,在三種工藝都可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候,依據(jù)經(jīng)濟(jì)性原則,首選袋式除塵器。
2.脫酸工藝選擇
(1)半干法脫硫
半干法脫酸一般以石灰漿液(15%或20%)為吸收劑,由噴嘴中噴入脫酸塔,形成細(xì)小的石灰漿液滴與煙氣中酸性物質(zhì)進(jìn)行中和反應(yīng)。半干法脫酸主要包括爐內(nèi)噴鈣増濕活化法。
爐內(nèi)噴鈣増濕活化法工藝主要包括三步:①向高溫爐膛內(nèi)噴射石灰石粉;②爐后活化器中用水或者灰漿增濕活化:③灰漿或者干灰再循環(huán)。爐內(nèi)噴鈣增濕活化法脫硫效率可達(dá)70-75%[5]。
(2)濕法脫硫
濕式脫硫工藝包括石灰石石膏法、海水脫硫技術(shù)、氧化鎂法、雙堿法。
石灰石石膏法是以石灰或者石灰石漿液為中和劑與煙氣中的SO2發(fā)生反應(yīng)。海水脫硫技術(shù)是指利用海水自身的弱堿性來緩沖煙氣中的酸度,從而削減煙氣中SO2。氧化鎂是指利用氧化鎂的漿液Mg(OH)2作為中和劑吸收煙氣中的SO2。雙堿法堿金屬或者堿性溶液吸收SO2,然后用石灰乳或石灰再生吸收液。
(3)干法脫酸
干法脫酸是在除塵器的煙道前噴入堿性物質(zhì),是堿性物質(zhì)在煙道和除塵器中與酸性氣體發(fā)生反應(yīng)。采用干法工藝時(shí),中和劑宜采用氫氧化鈣,且中和劑噴入口的上游,應(yīng)該設(shè)置煙氣降溫設(shè)施。干法脫硫主要包括高能電子活化氧化法、喝點(diǎn)干粉噴射脫硫法、爐內(nèi)噴鈣脫硫。
綜合分析,在采用爐內(nèi)噴鈣的前提下,能滿足排放要求的有旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法和石灰石-石膏法。石灰石-石膏法在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生二次污染,運(yùn)行成本較高,故本項(xiàng)目擬采用旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法。
3.脫硝工藝比選
(1)低氮燃燒技術(shù)
低氮燃燒技術(shù)是指鍋爐采用低空氣過剩系數(shù)運(yùn)行技術(shù),即鍋爐在爐內(nèi)空氣量較低的情況下運(yùn)行。低氮燃燒技術(shù)包括低氧燃燒技術(shù)、煙氣再循環(huán)燃燒、分段燃燒技術(shù)、濃淡燃燒技術(shù)。
(2)選擇性催化還原法
選擇性催化還原法(Selective Catalytic Reduction,SCR
)是指在催化劑的作用下,利用還原劑(如NH3、液氮、尿素)來有選擇的與煙氣中氮氧化物反應(yīng)并生成無害無污染的氮?dú)夂投趸?。SCR技術(shù)對(duì)鍋爐煙氣中氮氧化物控制效果十分顯著,目前已成為世界上應(yīng)用最所、最有成效的一種煙氣脫硝技術(shù)。合理的布置及溫度范圍下,可達(dá)到80-90%的脫除率[6]。
(3)選擇性非催化還原法
選擇性非催化還原法(SNCR)是把含有NHx基的還原劑噴入爐膛溫度為850℃-1100℃的區(qū)域后,迅速熱分解成NH3和其他副產(chǎn)物,隨后NH3余煙氣中的NOx進(jìn)行反應(yīng)生成N2。在垃圾焚燒鍋爐煙氣處理中宜設(shè)置選擇性非催化還原法(SNCR)脫出氮氧化物。
由上分析,SCR相比于SNCR其去除效率更高,同時(shí)SCR的建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用較高。國(guó)內(nèi)垃圾焚燒發(fā)電廠采用的多是低氮燃燒技術(shù)+SNCR,出于經(jīng)濟(jì)性考慮,在SNCR能滿足使用要求時(shí),首選造價(jià)和運(yùn)行成本都較為低廉的SNCR技術(shù)。故本工程擬選用低氮燃燒技術(shù)+SNCR工藝。
4結(jié)論
通過對(duì)工藝的設(shè)計(jì)比較,真對(duì)垃圾焚燒發(fā)電廠排放煙氣的污染特點(diǎn),確立了SNCR脫硝+半干法脫酸+布袋除塵器的廢棄處理工藝,預(yù)使實(shí)際后工藝可以滿足《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18485-2014)中規(guī)定的各項(xiàng)污染物的排放限值。為后續(xù)工程設(shè)計(jì)和實(shí)際建設(shè)提供技術(shù)參考。
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