基于垃圾焚燒發(fā)電中煙氣凈化的選擇與分析

垃圾發(fā)電網(wǎng)訊:摘要：垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣處理系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)對于二次污染的控制至關(guān)重要，但煙氣處理系統(tǒng)的具體設(shè)計缺少足夠的技術(shù)參考資料，文章結(jié)合實際項目情況，分析了垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣處理系統(tǒng)設(shè)計的相關(guān)問題，對相應(yīng)的改進措施進行了探討和總結(jié)。

關(guān)鍵詞：垃圾焚燒；煙氣處理；半干法設(shè)計

引言

垃圾焚燒發(fā)電對于實現(xiàn)城市垃圾資源化、無害化和減量化具有重要意義，也是目前解決“垃圾圍城”最有效的途徑。但是垃圾焚燒發(fā)電的二次污染問題也經(jīng)常成為社會公眾關(guān)注的熱點。事實上經(jīng)過多年的發(fā)展，垃圾焚燒發(fā)電廠污染控制的工藝技術(shù)已經(jīng)比較成熟，并不存在太大的問題，關(guān)鍵在于項目的具體設(shè)計、工程實施以及項目的有效運營管理等方面。為了推動及規(guī)范國內(nèi)垃圾焚燒發(fā)電廠的建設(shè)，國家先后頒布了一些規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，其中與設(shè)計有關(guān)的有：《生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范》（CJJ90-2009）、《生活垃圾焚燒廠評價標(biāo)準(zhǔn)》（CJJT137-2010）、《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485-2001），主要提出了總綱式的要求，但對垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣處理系統(tǒng)的具體設(shè)計并無太多描述，這就需要設(shè)計單位在實際的項目設(shè)計及實施中進行總結(jié)與探討。

煙氣凈化技術(shù)的現(xiàn)狀

近30年來, 經(jīng)濟發(fā)達國家通過試驗和工程實踐, 在垃圾焚燒煙氣凈化技術(shù)方面取得了顯著成效, 并制定了生活垃圾焚燒煙氣污染物濃度排放標(biāo)準(zhǔn)。我國的城市生活垃圾焚燒技術(shù)起步較晚。近幾年來, 國內(nèi)部分經(jīng)濟較為發(fā)達的城市已建成或正在籌建一定規(guī)模的生活垃圾焚燒處理廠。為了推動我國垃圾焚燒技術(shù)的發(fā)展, 國家環(huán)?？偩忠延?000年6月1日頒布了《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》 (GWKB3―2000), 建設(shè)部于2002年6月3日發(fā)布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范》(CJJ90 2002 J184- 2002), 并于2002年9月1日實施。目前,垃圾焚燒處理廠的焚燒煙氣凈化工藝和設(shè)備種類較多。常用的煙氣凈化工藝系統(tǒng)有濕法、半干法和干法三種,每種凈化工藝都有其特點。

濕法煙氣凈化系統(tǒng)

濕法煙氣凈化系統(tǒng)采用的工藝組合形式有:“噴射干燥器+布袋除塵器+一級文丘里洗滌器+二級文丘里洗滌器”、“預(yù)處理洗滌塔+文丘里洗滌器+吸收塔+電濾器”、“洗滌塔+混合器+煙氣加熱器”。凈化系統(tǒng)具有同時凈化顆粒污染物和氣體污染物的功能, 且其凈化的污染物去除效率較高,是應(yīng)用比較廣的煙氣凈化系統(tǒng)。但是, 濕法煙氣凈化工藝系統(tǒng)復(fù)雜, 工程投資和運行費用較高, 存在后續(xù)廢水的再處理問題。凈化后的煙氣溫度很低, 不易擴散且易形成白霧, 所以凈化后煙氣須加熱后再排放。

半干法煙氣凈化系統(tǒng)

半干法煙氣凈化系統(tǒng)采用的工藝組合形式為:“噴霧吸收塔+布袋除塵器”。石灰吸收劑加入一定量的水形成石灰漿液, 以霧狀的形式在噴霧吸收塔內(nèi)完成對氣態(tài)污染物的凈化。漿液中的水分在高溫作用下蒸發(fā), 殘余廢棄物以干態(tài)的形式從噴霧吸收塔的底部排出。帶有大量顆粒物的煙氣從噴霧吸收塔排出進入布袋除塵器, 凈化后的煙氣經(jīng)煙囪排入大氣。半干法煙氣凈化系統(tǒng)的優(yōu)點是系統(tǒng)簡單,無需對反應(yīng)產(chǎn)物進行二次處理。但該工藝系統(tǒng)對有害物質(zhì)脫除效率低, 吸收劑消耗大且其利用率不高, 其凈化的污染物去除效率比濕法低。

干法煙氣凈化系統(tǒng)

干法煙氣凈化系統(tǒng)采用的工藝組合形式為:“干法反應(yīng)吸收塔+布袋除塵器”。消石灰吸收劑以霧狀的形式在干法反應(yīng)吸收塔內(nèi)完成對氣態(tài)污染物的凈化。帶有大量顆粒物的煙氣從干法反應(yīng)吸收塔排出進入布袋除塵器, 凈化后的煙氣經(jīng)煙囪排入大氣。干法煙氣凈化系統(tǒng)對污染物的凈化效率同濕法煙氣凈化系統(tǒng)相當(dāng)。由于吸收劑是在除塵器和吸收塔之間循環(huán), 延長了吸收劑和煙氣污染物的接觸時 間, 吸收劑可以得到充分的利用。干法煙氣凈化系統(tǒng)無需對反應(yīng)產(chǎn)物進行二次處理。

煙氣處理系統(tǒng)工藝簡介

以南方某垃圾焚燒發(fā)電廠項目為例，該項目的生活垃圾焚燒處理能力為2250t/d（750t/d×3條線），屬于特大類垃圾焚燒廠規(guī)模，煙氣處理系統(tǒng)采用半干法（旋轉(zhuǎn)噴霧脫酸+活性炭噴射+布袋除塵）煙氣凈化工藝，按照每條垃圾焚燒生產(chǎn)線配置一套煙氣凈化裝置，該工程共設(shè)置了3套煙氣凈化系統(tǒng)（流程見下圖），主要操作過程包括：生石灰、熟石灰、活性炭的上料過程，石灰漿液制造及輸送過程，飛灰收集輸送過程，活性炭和熟石灰的輸送噴射過程，氨水的運輸及操作過程等。

工藝流程圖

煙氣處理系統(tǒng)設(shè)計問題分析及改進

該項目的設(shè)計將煙氣凈化車間大部分放在了室內(nèi)，并分成了反應(yīng)塔區(qū)、除塵器區(qū)、制漿間區(qū)、灰?guī)靺^(qū)、風(fēng)機區(qū)域、煙囪區(qū)、氨罐區(qū)，基本上能符合功能要求。在項目進入施工、調(diào)試運行階段時，發(fā)現(xiàn)了一些與設(shè)計相關(guān)的細節(jié)問題，進行了設(shè)計修改。

反應(yīng)塔

反應(yīng)塔頂部無安裝平臺且平臺無法與煙氣分配器踏步板連通，旋轉(zhuǎn)霧化器四周無踏步板，無法進行霧化器上連接管道及電纜的拆卸，運行時拆裝霧化器比 較困難。改進措施：設(shè)置分配器內(nèi)部檢修小平臺，并與頂部平臺聯(lián)通。

反應(yīng)塔頂部霧化輪保護水流量開關(guān)，流量超過最大工作流量或者水中含雜質(zhì)時，均會造成開關(guān)卡死。如開關(guān)卡死在開的狀態(tài)，識別不出故障，須在現(xiàn)場將手動調(diào)節(jié)閥關(guān)閉方能判斷故障，但關(guān)閉調(diào)節(jié)閥后，則不能重新開啟到要求的流量。改進措施：增加帶流量顯示的流量開關(guān)。

反應(yīng)塔底部的重力翻板閥密封不好，排料有故障。改進措施：換用星型旋轉(zhuǎn)下料閥，或考慮采用雙層重力翻板閥。

反應(yīng)塔頂部旋轉(zhuǎn)霧化器部分閥門的安裝位置較高，造成操作、檢修不便。改進措施：增設(shè)可用于檢修的小平臺。

用于反應(yīng)塔檢修的葫蘆尺寸過大；起吊極限高度接近于霧化器的檢修支架 + 霧化器高度；檢修支架滾輪過大變形，支撐不穩(wěn)；頂部平臺狹窄，滾輪變向時易損壞。改進措施：檢修葫蘆選用較小的起吊重量，減小葫蘆尺寸；所有支架均使用活動滾輪支架，滾輪應(yīng)尋找合適規(guī)格的滾輪，選用更小尺寸，增加強度。

布袋除塵器

布袋進風(fēng)口的手動調(diào)節(jié)閥控制不方便。改進措施：更換為自動調(diào)節(jié)閥。

除塵器個別灰斗會出現(xiàn)積灰。原因：卸灰閥切換到手動一直運行，控制系統(tǒng)中倉壁振動器不能與卸灰閥運行連鎖，且DCS也不能手動啟動振動器，導(dǎo)致倉壁清灰裝置均無運行。改進措施：振動器與該倉室清灰聯(lián)鎖啟動；DCS上增加倉壁振動器手動運行控制。

除塵器灰斗捅灰孔位置不合理，在4m平臺處無法利用捅灰孔清灰。改進措施：調(diào)整捅灰孔位置與平臺適應(yīng)。

制漿及干法噴射系統(tǒng)

制漿系統(tǒng)的漿液振動篩在使用期間，出料連接軟管處易震動破裂，出現(xiàn)滲漏。改進措施：振動篩與儲漿罐的連接處改成漏斗形式，軟管插入漏斗中，但不 做硬連接，以免連續(xù)振動拉破軟管造成泄漏。

生石灰倉首次下料時，在星形閥處堵塞。原因可能在于進料時間長，物料受潮擠壓成塊。改進措施：增加生石灰倉的捅灰孔，選購帶檢修門的星形閥。

制漿車間無完善的排污設(shè)施，石灰漿積渣池沒有積水回收設(shè)備，導(dǎo)致污水、廢漿液無處可去，污染車間環(huán)境。改進措施：在制漿間內(nèi)設(shè)置清掃排水地溝，及時外排污水，定期清理渣池。

熟石灰的低料位計位置過低，低料位時僅剩余2.2m3，凈重約2t，加上倉體底部物料分配不均，低料位報警時，已基本沒料。改進措施：在約10m3位置增加一低料位，原低料位保留作為低低料位。

熟石灰進場量超過容量時，對于藥劑上料人員，滿倉信息得不到及時反饋。改進措施：增加滿倉現(xiàn)場報警提醒。

活性炭、熟石灰、石灰漿輸送管道各處均無安裝分段法蘭，管道如果堵塞無法清理。改進措施：在噴射出口、噴射和管道彎頭等方便操作處加設(shè)分段法蘭。

干粉噴頭煙道處沒有檢修平臺及檢修門。改進措施：增加檢修平臺及檢修門。

石灰漿制漿罐排氣風(fēng)機出口的排氣管直接排空，可能造成粉塵污染。改進措施：接排氣管通往車間外。

儲漿罐漿料出口未設(shè)置手動閥，不方便控制閥維修。改進措施：程序增加漿泵切換連鎖；電動閥前增加手動閥。

活性炭、生石灰倉頂壓縮空氣管使用軟管連接接頭破損。改進措施：采用的鋼管、鋼管法蘭及接頭，在選購時要注意壓力等級。

制漿罐密度計常出現(xiàn)誤報，極低1.03～1.05/極高1.5+。原因：密度計裝在制漿罐圓筒隔板內(nèi)，此處漿液流動性較差，探桿上石灰結(jié)垢，密度計量程選型過寬。改進措施：定期清洗密度計，更換選型時可考慮將量程范圍取窄（1～1.5kg/m3 ），以降低誤差。

飛灰輸送及灰?guī)煜到y(tǒng)

飛灰輸送系統(tǒng)的斗提機無伴熱系統(tǒng)，容易產(chǎn)生結(jié)露，導(dǎo)致結(jié)塊堵塞。改進措施：加裝伴熱系統(tǒng)。

斗提機鏈條檢修孔位置較高，且未設(shè)置操作檢修平臺。改進措施：將檢修孔的位置移至斗提機的1.5m處。

灰?guī)煸O(shè)置在室外，長時間未增設(shè)外維護結(jié)構(gòu)，雨水會滲入灰?guī)旒拜斔蜋C的防水層，影響保溫效果，并導(dǎo)致飛灰結(jié)塊。改進措施：設(shè)計建設(shè)灰?guī)靽艽胧?/p>

（4）灰?guī)旄吡衔挥嫷脑O(shè)置不合理，不能及時反映滿料情況。改進措施：安裝在頂部應(yīng)移動至頂部斗提機下料口旁，并加長阻旋料位計的長度。

SNCR系統(tǒng)

氨水進料時的氨氣泄漏問題，氨水進料口過高，上料管內(nèi)的氨水不能完全卸除。改進措施：降低氨水泵進料口的安裝高度，進料口設(shè)置專用的進料接頭。

其他問題

煙氣壓縮空氣儲氣罐安全排氣口無引出管，啟動時容易造成人員傷害。改進措施：儲氣罐避開人員通道，并在出氣管的頂部設(shè)安全閥。

現(xiàn)場灰?guī)旌褪覀}未設(shè)置流化風(fēng)裝置，排灰發(fā)生故障時無法有效清灰。改進措施：增加流化裝置。

結(jié)束語

煙氣凈化工藝形式較多, 主要分為濕法、半干法和干法三種,且各有其優(yōu)缺點。由于干法煙氣凈化系統(tǒng)對污染物的凈化效率較高, 吸收劑利用率高,無需對反應(yīng)產(chǎn)物進行二次處理, 因此設(shè)計中優(yōu)選采用干法煙氣凈化工藝系統(tǒng)。經(jīng)干法煙氣凈化工藝系統(tǒng)凈化處理后的煙氣污染物排放濃度均滿足相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。