近年来,垃圾焚烧成为我国生活垃圾处理的主要方式,但该处理过程易产生二次污染,如酸性气体、重金属及有机污染物等,都严重影响城市居民的健康,尤其是焚烧过程中产生的二恶英,作为一级致癌物,已经引起高度关注。垃圾焚烧对环境的二次污染物主要源于焚烧过程中产生的烟气。焚烧烟气中含有大量酸性气体(HCl、SO2、HF、HBr、NOx等)、有机类污染物(PCDDs、PCDFs等)、颗粒物及重金属等。
垃圾焚烧过程中产生的污染物主要包括四大类:
(1)颗粒物,如烟灰,粉尘等;
(2)酸性气体,如CO、NOX、SO2、HCl等;
(3)重金属,如Hg、Cr、Pb等;
(4)有机污染物,主要因子为二噁英类。
其中,SO2来源于含硫生活垃圾的高温氧化过程;CO是由生活垃圾中有机可燃物不完全燃烧产生的;NOx主要来源于生活垃圾焚烧过程中N2和O2的氧化反应及含氮有机物的燃烧,绝大多数为NO,而NO2所占的比例非常少;另外,有机污染物的产生机理十分复杂,二噁英是其中毒性最强的化合物。
(1) 严格执行国家、当地环境保护有关规定、标准,确保废气用科学合理的收集方式,在达到收集效果的前提下,尽量减少气量:积极稳妥地采用新技术、新设备,结合企业的现状和管理水平采用可靠的污染治理工艺,力求运行稳定、费用低、管理方便、维护容易,从而达到彻底消除废气污染、保护环境的目的;
(2) 处理设备与厂区全面规划、合理布局;与厂区整体环境协调一致,包括系统设施及配套设备等;
(3) 确保废气处理达标排放的前提下,合理降低工程投资及系统运行费用,同时整体工程投入运行后,取得较高的社会效益和经济效益;
(4) 采用技术前沿,系统运行安全可靠,操作管理简单的工艺,使先进性和可靠性有机结合;
(5) 提高废气处理系统自动化水平,在经济合理的前提下提高自动化水平,力求运行管理方便,操作维护简单,降低劳动强度;
(6) 保证废气处理主体设施及配套设备的使用率;
(7) 严格执行有关设计规范、标准,加强消防设施,重视消防、安全工作,确保污染治理区的卫生条件;
(8) 严格执行国家有关设计规范、标准,重视消防、安全工作。
焚烧炉排放标准执行《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2001)
针对垃圾焚烧的烟气成分和特性,结合我公司的工艺技术和工程经验,采用我公司开发的“SNCR脱硝+半干法法脱硫+脉冲布袋除尘”技术,从工艺技术、安全运行、排放指标、经济指标等各方面进行了细致的论证,提出采用SNCR,空预器后布袋除尘,半干法脱硫,平板除雾工艺。本工艺具有设备紧凑、运行成本低、造价低、无固体废物排放,产生少量废水进入蒸发浓缩系统分离副产品综合利用,运行可靠能够达到最严的火电厂超低排放标准。
各种脱硫工艺比较见下表:
脱硫工艺 | 脱硫效率 | 脱硫成本 | 二次污染 | 备注 |
炉内喷钙法 | 低,<50% | 较低 | 无 | 会降低锅炉热效率 |
塔内喷钙法 | 较低,<70% | 中等 | 无 | 不稳定,易堵 |
石灰石/石膏法 | 较高 | 中等 | 无 | 可制石膏,易结垢 |
钠碱法 | 高 | 高 | 无 | 适用高浓度SO2回收 |
氨法 | 较高 | 较高 | 轻微污染 | 回收系统复杂 |
金属氧化物法 | 高 | 较高 | 直接排放有污染 | 回收成本较高 |
钠钙双碱法 | 较高 | 低 | 无 | 钠碱循环吸收 |
从上表中可以看出,每一种脱硫技术都有其特点,适用于不同的脱硫环境和要求。企业应依据自身环境标准要求、现场情况、脱硫剂供应及燃料含硫量,并结合脱硫技术的特点,选择投资省、技术成熟完善、运行安全可靠、费用低和无二次污染的实用技术。
锅炉脱硝工艺选择对比
脱硝方式 | 选择性催化还原(SCR) | 选择性非催化还原(SNCR) | 低氮燃烧+SNCR |
脱硝效率 | 80%-95% | 40%-60% | 60%-75% |
还原剂 | NH或尿素 | NH或尿素 | NH或尿素 |
催化剂 | TiO,V₂O₅,WO等碱性金属 | 不需要催化剂 | 不需要催化剂 |
反应温度 | 250-420℃ | 850-1150℃ | 830-950℃ |
反应剂喷射位置 | 多选择省煤器与SCR反应器间的烟道内 | 通常在炉膛内喷射 | 在炉膛上部与分离器前段喷射 |
NH逃逸率 | 小于5ppm | 5-15ppm之间 | 5-10ppm之间 |
SO/SO氧化 | 会导致SO/SO氧化 | 不导致SO/SO氧化 | 不导致SO/SO氧化 |
对燃料的影响 | 高灰分会磨耗催化剂,碱金属氧化物会使催化剂钝化 | 无影响 | 无影响 |
对空预器的影响 | 催化剂中的V、Mn、Fe等多种金属会对SO的氧化起催化作用,SO/SO氧化率较高,NH与SO易形成NH₄HSO₄而造成堵塞或腐蚀 | 不会因催化剂导致SO/SO的氧化,造成堵塞或腐蚀的概率低于SCR | 不会因催化剂导致SO/SO的氧化,造成堵塞或腐蚀的概率低于SNCR |
对锅炉的影响 | 受省煤器出口烟气温度的影响 | 受炉膛内烟气流速、温度分布及NOx分布影响 | 受炉膛内烟气流速、温度分布及NOx分布影响 |
系统压力损失 | 催化剂会造成较大的压力损失 | 压力损失较小 | 压力损失较小 |
占地面积 | 大(需增加大型催化剂反应器和供氨或尿素系统) | 小(锅炉无需增加催化剂反应器) | 小(锅炉无需增加催化剂反应器) |
脱硝运行成本 | 4分/kwh | 0.9分/kwh | 0.9分/kwh |
投资成本 | 300元/kw | 80元/kw | 85元/kw |
炉型选择 | 多用于大型锅炉 | 多用于13.5万机组(燃用低硫煤) | 用于循环流化床锅炉 |