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炉排型垃圾焚烧炉烟气净化工艺优化

北极星环保网来源:中国环保产业 刘宝宣等2019/10/18 10:18:47我要投稿

北极星环保网讯:介绍了垃圾焚烧过程中烟气污染物的构成成分及来源,论述了国内垃圾焚烧发电厂污染物减排净化技术的应用及研究现状。通过对比分析不同烟气净化工艺的特点,选择合适的烟气净化处理系统、设备,实现垃圾焚烧烟气污染物的排放要求,为垃圾焚烧发电项目的烟气净化工艺系统设计提供参考。

经对比国内烟气净化工艺的现状,优化选择出适合北京某垃圾焚烧发电厂的烟气净化工艺,以及烟气净化系统中脱硫、脱硝、袋式除尘等系统的技术参数。

目前,城市生活垃圾无害化、减容化、可资源化利用的焚烧处理技术主要有:国产循环流化床焚烧技术、引进的机械炉排型焚烧技术、气化熔融焚烧技术、等离子体气化处理技术。但因气化熔融和等离子体气化基础投资较大,工艺及装置的优化、经济可行性等有待提高,因而尚未在我国启用。

根据毛永宁等对不同城市生活垃圾焚烧技术的综合评价分析,我国目前采用的主流技术仍为炉排型焚烧技术与流化床焚烧技术,但流化床焚烧技术对环境污染的潜值大于炉排型焚烧技术,特别是焚烧规模在2000t/d以上的垃圾焚烧厂的建设趋势,显示出采用炉排型焚烧技术的处理规模迅速增加,采用循环流化床技术的焚烧规模明显趋缓,炉排型焚烧炉仍是主要趋势。

垃圾由于来源广泛、成分复杂、性质多样,燃烧过程中会产生多种对环境和人体有危害的污染物,污染物浓度的减排技术日益受到重视。本文对烟气中污染物的组成及其净化处理技术进行了综述,优化选取了烟气净化技术,并分析了北京某垃圾焚烧发电厂炉排型焚烧烟气处理技术的先进性。

1烟气中污染物的构成成分

生活垃圾在焚烧过程中产生的烟气成分极其复杂,主要污染物有烟尘(颗粒物)、酸性气体(HCl、SOx、NOx、HF等)、重金属(Hg、Pb、Cd等)、有机毒性污染物质(PCDDs/Fs)等。烟尘是垃圾焚烧过程中产生的微小无机颗粒物质,因具有较强的吸附性,吸附致癌性的有机化合物、含重金属元素的化合物等,是多种有害物质的载体。

酸性气体主要来源于垃圾中某些特定成分的燃烧,HCl来源于垃圾中含氯塑料、厨余、纸张、布等物质的燃烧,其浓度为0.4~1.5g/Nm3,垃圾中含氮化合物的分解转换和空气中氮气的高温氧化生成NOx,垃圾中的含硫化合物氧化燃烧生成SOx。

重金属类污染物主要来源于生活垃圾中的废旧电池、电子产品、油漆等,在焚烧炉内经过蒸发、表面反应、凝结成核,分布在底灰、飞灰、炉渣中,垃圾成分中有机氯化物含量高时,铬为烟气中重金属元素主要成分;无机氯化物含量高时,铅为烟气中重金属元素主要成分。

焚烧炉内二英的生成主要发生在燃烧过程中和尾部烟道再合成,若缺氧燃烧时,生成的二英前驱物与垃圾中氯化物、O2、氧离子发生复杂的反应,生成二英;尾部烟道中二英前驱物及未燃尽的环烃物质在烟气中重金属(Cu、Ni、Fe等)离子的催化作用下,与烟气中氯化物、O2反应生成二英,温度在300℃左右时,更易于二英的生成。

2014年颁布的《生活垃圾焚烧污染控制标准》规定了颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、氯化氢等常规污染物的排放要求,二英类排放限值与欧盟标准一致,均为0.1ngTEQ/m3,对垃圾焚烧发电厂污染物的排放要求更加严格,更接近欧盟2000/76/EC排放标准,部分国内运行年久的垃圾焚烧发电厂需进行净化工艺技术改造、新厂优化选择净化工艺以减少污染物的排放浓度,达到新的污染物排放标准。

2国内烟气净化系统的研究现状

2.1脱硫系统

国内对垃圾焚烧发电厂烟气脱硫系统已有深入的研究,已建成的垃圾焚烧发电厂大多采用机械旋转喷雾半干法工艺、循环流化法和干法净化工艺。

高翔等分析了半干法循环悬浮式脱硫工艺,半干法烟气脱硫工艺既具有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点,又有干法无污水废酸排出、脱硫后产物易处理的优点。

董珂等均推荐采用半干式反应塔脱硫装置,但陈善平等研究发现采用“喷嘴或旋转喷雾器半干法+活性炭喷射+袋式除尘器”烟气净化工艺可达到欧盟1992标准,是目前垃圾焚烧烟气净化的主流选择,但不能满足更严格的排放标准(如欧盟2000标准)。

光大环保能源吴凯等研究得到“SNCR脱硝+(半干法+干法)脱酸+活性炭+袋式除尘器”的组合工艺,净化后的烟气各项指标达到欧盟2000标准。

潘海东等对上海环境不同项目垃圾发电烟气排放进行对比分析,不久应该会逐步采用“SNCR+半干法(固定喷头喷NaOH或固定喷头喷石灰浆或旋转喷雾)+干法(石灰干粉和活性炭)+袋式除尘器”的烟气处理工艺满足国内日益趋严环保要求的提高。

天津泰达环保闫志海等比较了几种不同半干法脱酸塔形式,表明喷雾干燥吸收塔比增湿灰吸收法、循环灰吸收法脱酸效率高。曾纪进等分析对比了旋转喷雾半干法、石灰石—石膏湿法及烟气循环流化床(CFB)三种脱硫工艺,表明旋转喷雾干法脱硫是最有效的烟气净化技术。

延伸阅读:

工艺烟气治理之垃圾焚烧篇

垃圾焚烧烟气脱硝工艺选择及案例分析

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