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垃圾焚烧发电厂烟气污染控制及防治对策简析

北极星大气网  来源:《中国高新技术企业》  作者:陈林生  2018/11/5 10:06:22  我要投稿  

北极星大气网讯:摘要: 垃圾焚烧发电厂通过对各种生活垃圾进行焚烧处理,既减少了生活垃圾对环境的污染,也生产了丰富的电力资源,是一种非常节能环保的生活垃圾处理方式,但是在进行垃圾焚烧的过程中,如果不能对垃圾焚烧烟气进行正确有效的处理,很容易引起严重的二次污染.文章在分析垃圾焚烧发电原理的基础上,进一步提出了相应的防治措施.

圾会产生SO2、HCl等酸性气体及重金属、二噁英等剧毒的污染气体,不仅会破坏生态环境,还会对人体健康产生严重危害。当前,垃圾焚烧发电厂的烟气污染问题还没有完全彻底有效的解决措施,这使得社会各界目前对垃圾焚烧发电的方式还没有予以足够的认可与支持。本文针对垃圾焚烧发电厂的工作原理进行分析,对垃圾焚烧烟气处理进行了进一步的解读。

1 垃圾焚烧炉控制问题

垃圾焚烧过程是烟气污染问题产生的主要阶段,在垃圾焚烧的过程中对污染气体的控制是非常重要的。垃圾在焚烧炉内焚烧时所产生的二噁英、酸性气体和重金属物质等,会引起焚烧炉内壁的腐蚀,加速焚烧炉的损坏。因此,为了减少焚烧烟气对焚烧炉的腐蚀,在垃圾焚烧前应该在垃圾上喷洒一层石灰以及在焚烧炉内部涂上CaO防护膜,以减少高温条件下酸性气体的腐蚀作用。同时,考虑到二噁英的化学性质,应该选择性能良好的炉排炉或循环流化床焚烧炉,并在垃圾燃烧的过程中出现燃烧工况恶化时加入煤或天然气保证燃烧工况良好进行。在焚烧炉内温度达到一定的标准之后,垃圾能够进行充分燃烧有效减少二噁英的产生,并且通过保证污染烟气在焚烧炉内能够停滞至少3秒钟,可以保证焚烧过程中产生的二噁英能够得到充分降解,然后再进行燃气的排放,这样能够极大减少焚烧烟气中二噁英的含量。在重金属物质的控制方面,要注重控制焚烧炉中的排气装置,把握好氧气的供给量,保证有氧燃烧充分,这样可以有效地减少金属氧化物的产生,相应的酸性气体的产生也会大大减少。

2 抑制烟气污染物的产生

要想做好垃圾焚烧发电厂烟气污染的治理问题,无非要从两个方面入手:一方面改进技术和设备,减少烟气污染物的生成;另一方面就是要加大治理措施,有效治理烟气的污染问题。在抑制烟气污染物的产生方面,要注重的是做好垃圾焚烧炉的选择和燃烧调整管理工作。

首先,在垃圾焚烧炉的选择方面,我国目前应用最为广泛的焚烧炉主要有两种,分别是机械炉排炉和循环流化床锅炉。当前,机械炉排炉相关的技术和实际运行经验都比较成熟和完备,相比其他焚烧炉而言具备更高的燃烧效率,满足焚烧热值比较大的垃圾焚烧发电厂的需求。同时也因为具备良好的减容效果,机械炉排炉在一些大型的垃圾焚烧发电厂中使用得比较广泛。但是这一焚烧炉也存在一定的缺陷,因其规模比较大并且技术要求比较高,在施工前期的资本投入比较大,会给垃圾焚烧发电单位带来比较大的经济压力。同时,在垃圾焚烧的过程中工作人员难以进行有效的干预,难以对垃圾焚烧的条件进行有效的控制,进而使得一旦焚烧炉内垃圾的热值发生了变化,焚烧炉的温度也会随之发生变化,且变化的幅度比较大,这就使得二噁英分解的充分性得不到有效的保证。在这种情况下,发电单位为了保证烟气污染问题的治理情况,必须配以完善的烟气净化措施。相比之下,循环流化床焚烧炉具备更好的适应性。循环流化床焚烧的调节区间比较大,流化床内的颗粒扰动比较剧烈,传热的效果优良,这样有利于低热值高水分垃圾的充分燃烧。同时,通过延长垃圾在循环流化床内停留的时间,可以实现垃圾的充分燃烧,进而有效减少污染烟气的形成。但是,循环流化床对颗粒的要求比较高,并且要求工作人员要严格控制入炉垃圾的质量,不仅要对入炉垃圾进行一定的预处理,使之更加符合充分燃烧的条件,还要根据不同垃圾的性状和发电单位所追求的焚烧环保目标来选择一定的辅助燃料,通过垃圾与燃料的充分掺和来进一步提升焚烧效果,但是这样就会增加垃圾焚烧发电厂的成本。目前,因我国垃圾分类情况不佳,炉排炉在许多大中型的垃圾焚烧发电厂得到广泛应用,循环流化床焚烧炉在一些中型的垃圾焚烧发电厂中使用得比较广泛。

经过上述分析,可以认识到这两种常见的垃圾焚烧炉都存在着一定的局限性,不仅无法实行在对垃圾进行充分燃烧的基础上最大限度减少污染烟气的产生的要求,而且经济性不够突出,会给发电单位带来更多的成本耗费。在这样的背景下,一种新型的焚烧炉逐渐成熟和完善起来,这就是控气型焚烧炉。控气型焚烧炉充分借助了控制燃烧的原理,即当燃烧环境为中温厌氧时,垃圾虽然没有被充分燃烧,但是能够被分解,然后产生大量的可燃性气体。这样就可以在高温时垃圾被完全燃烧的基础之上,利用焚烧炉的余热并借助垃圾分解过程中生成的可燃性气体实现剩余垃圾的充分燃烧,有效回收利用了剩余的热量。当焚烧炉内的温度达到1000℃以上时,在保证一定焚烧时间的基础上,可以将二噁英进行充分的燃烧和分解,有效杜绝二噁英排放到空气中的可能性。同时,控气型焚烧炉中垃圾焚烧和分解过程的实现,需要借助第二燃烧室,这样就可以有效降低烟尘的产生和排放量,发电单位也不用再增加成本耗费专门用于除尘净化设备的建设,就可以保证焚烧炉所排放出来的烟尘气体直接达到国家规定的排放标准。

目前,控气型焚烧炉在我国使用的还比较少,仍然处于研究和试用阶段,还没有得到大规模的推广和使用。因此,要积极加大研究和开发力度,并且不断改善当前我国垃圾的处理和分类工作,逐步发掘应用控气型焚烧炉的巨大潜力。垃圾焚烧发电厂在选择垃圾焚烧炉时,要注重结合自身的经济情况和发电规模,选择合适的垃圾焚烧设备和方式,并根据相关设备的优势和不足及时采取相应的配套设施和技术来进行完善,比如加强焚烧炉质量的控制和管理工作、合理控制焚烧炉内的风速和氧含量以及焚烧混合材料的选择等,不断改善垃圾焚烧炉的性能,保证在垃圾得到充分燃烧的基础上,实现对污染烟气排放的有效控制。

3 烟气净化工作控制分析

烟气净化工作处于垃圾焚烧发电厂烟气排放之后,是对烟气污染进行有效控制和科学治理的关键措施。在当前我国垃圾发电厂的烟气净化工作方面,最常用的是“烟气冷却+石灰中和+活性炭吸附+袋式除尘器”的组合工艺,通过这一系列工序的连续处理来实现对焚烧排放烟气的有效处理,下面针对不同的净化工艺展开具体的原理分析。

烟气冷却。烟气冷却在减温塔中进行,是对从垃圾焚烧炉中排放出来的烟尘气体进行的第一步的净化处理。借助减温塔的作用,从垃圾焚烧炉中排放出来的高温烟气能够迅速降温至160℃~180℃,而二噁英再次形成的温度条件是250℃~300℃,这样就能够有效避开二噁英形成的温度区间,有效减少烟气排放中二噁英的含量。

石灰中和。在减温塔进行烟气冷却的同时,可以添加脱酸剂,比如CaO等,能够有效中和二氧化硫、氯化氢等酸性气体,降低排放烟气中酸性气体的含量。活性炭吸附。在实际的净化过程中,活性炭吸附装置应位于减温塔和除尘器之间,专门用于对经过降温处理的烟尘气体进行进一步的净化处理。活性炭吸附装置用来吸附烟尘气体中所含的重金属物质,并且其强大的吸附能力能够对经过降温处理的烟气中所残留的二噁英进行二次处理,也包括在减温塔中又重新生成的二噁英物质,活性炭吸附装置能够有效将其吸附,进一步保证了排放烟尘的质量安全。

袋式除尘器。经过焚烧炉燃烧的垃圾所产生的烟气含沙量比较大,尤其是对于炉排炉、循环流化床焚烧炉而言,如果不能对烟气中的烟尘进行有效的处理,就会引起严重的烟尘污染。袋式除尘器也是焚烧气体净化的最后一个阶段的装置,是一种非常有效的除尘装置。借助袋式除尘器不仅使一般直径大小的颗粒物能够得到有效的吸附,已经挥发的重金属物质和一些酸化物、氧化物等可以直接凝结成气溶胶的形式,被袋式除尘器吸捕,并且袋式除尘器能够有效吸捕附着在灰分上的和之前在活性炭吸附环节附着在活性炭颗粒上的二噁英物质,进而实现对整个垃圾焚烧排放烟气的最终净化过程。在袋式除尘阶段,要注重控制好除尘的温度不能超过200℃,否则将达到二噁英生成的温度条件,也不利于有机类和重金属污染物的吸除。

虽然这一套烟气净化处理技术能够实现对垃圾焚烧烟气的充分有效的净化,但是这一组合技术的应用也存在着一些问题。首先,整个过程面临着二次污染物重复产生的风险,为了保证烟气能够达到排放的标准,发电单位必须加大资金投入,建立完备的尾气处理装置,这就大大增加了垃圾焚烧发电厂的成本,进一步加剧了发电厂投资高、运营成本高的局面;其次,整个净化过程需要耗费大量的石灰、活性炭,且这些石灰、活性炭无法循环再生,也会对环境造成一定的影响。

4 结语

综上所述,垃圾焚烧发电厂烟气污染的治理需要完善的配套设施和技术作为支撑,才能充分抑制污染烟气的产生,并且实现对烟气污染的有效治理。但是在实际运行过程中仍然有很多亟待突破的技术难题,仍然需要不断推进净化工艺与设备的优化与改进。

原标题:垃圾焚烧发电厂烟气污染控制及防治对策简析

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