生活垃圾焚烧技术现状思考及展望
2011-10-10
环境卫生工程
作者:昝文安
A+ A-
通常的粉尘处理方法相关标准规定:烟气净化系统必须设置袋式除尘器;宜设置选择性非催化还原法(SNCR)脱除氮氧化物。
《生活垃圾处理技术指南》建城[2010]61号规定:规模为300t/d及以上的焚烧炉烟囱高度不得小于60m,烟囱周围半径200m距离内有建筑物时,烟囱应高出建筑物3m以上。
2.2.2二恶英
在过去2a中,发生了多起居民反对建设生活垃圾焚烧厂事件,矛盾焦点主要集中在焚烧过程中会产生致癌物二恶英。事实上,二恶英存在于各种环境介质中,包括空气、土壤、水以及食物等。根据国内外研究成果,正常环境的二恶英接触总体上不会影响人类健康。
对于生活垃圾焚烧过程中产生的二恶英,国家相关标准和规范均有明确的建设要求和排放要求。CJJ90-2009规定:垃圾在焚烧炉内应得到充分燃烧,二次燃烧室内的烟气在不低于850℃的条件下滞留时间不应小于2s;应减少烟气在200~400℃温度区的滞留时间;应设置吸附剂(活性炭)喷入装置。垃圾焚烧产生的二恶英可以通过技术手段控制。
欧盟将焚烧厂二恶英排放标准定为0.1ng-TEQ/m3,是目前世界学术界无争议的安全标准。2002年,我国制定GB18485-2001生活垃圾焚烧污染控制标准时,将二恶英排放浓度选定为1.0ng-TEQ/m3。实际上国内部分城市新建焚烧厂已执行0.1ng-TEQ/m3。如果排放达到欧盟标准,公众不应怀疑焚烧厂排放二恶英的安全性。以发展中国家的现实条件,执行世界上发达国家的标准,公众应给予理解和接受。
3生活垃圾焚烧处理技术展望
3.1经济发展为垃圾焚烧技术应用提供保障
尽管垃圾焚烧技术与其他处理方式相比,存在着投资相对较大、运行费用相对较高的不足。但国内近10a运行实践证明,经济较好的城市生活垃圾完全具备采用焚烧技术处理的垃圾热值条件和经济实力。目前炉排炉焚烧处理吨投资为40-50万元,随着设备的国产化和生活水平提高带来的热值增加,焚烧技术处理生活垃圾的设施建设成本和运行成本均在降低;卫生填埋技术随着标准的提高和土地资源的稀缺,建设成本和运行成本均在提高,在四川、重庆、贵州等地区小型卫生填埋厂吨投资大多超过50万元,但受垃圾成分和热值的限制,目前只能采取卫生填埋。
3.2新建垃圾焚烧厂主要以大、中规模为主
垃圾焚烧技术较复杂、技术应用的门槛较高,必须具有一定的规模,才能使垃圾焚烧余热较好地利用,保障垃圾焚烧厂的顺利运营。我国新建的垃圾焚烧厂建设规模普遍大于600t/d,焚烧厂配置以2-3台焚烧炉居多,单台焚烧炉的规模常在300-500t/d。天津双港焚烧厂采用3炉(日本田雄),单台焚烧炉400t/d;天津汉沽焚烧厂3炉(比利时西格斯),单台焚烧炉500t/d;在建的天津贯庄2炉(比利时西格斯),单台焚烧炉500t/d;设计中的天津大港垃圾焚烧发电厂2炉(日本日立),单台焚烧炉500t/d。
3.3炉排炉与流化床并存的局面还将延续
国外发达国家的生活垃圾焚烧炉主要采用机械炉排炉,其技术成熟、运营稳定。对于内陆城市和经济欠发达地区,流化床以国产化技术和价格优势以及掺煤获得经济收益,仍将具有较大的市场空间。
小型焚烧炉的烟气处理工艺相对简单,难以达到严格的环保标准,目前这些小焚烧炉的运转状况或多或少存在一定问题。从发展的角度看,这种小规模焚烧炉的市场份额将逐步减少。
3.4提高垃圾焚烧的余热利用效率
早期焚烧发电设备蒸汽温度在300℃左右,目前已提高到400℃左右(4MPa),常规垃圾焚烧每吨产电300kW•h左右,余热利用效率一般。若能进一步提高蒸汽参数将有助于提高余热利用效率及发电量。但对设备要求也相应提高,但会降低罐体材料的耐腐蚀性及使用寿命,增加折旧成本。目前,国内部分新建焚烧厂,尝试使用次高温高压余热利用设备,其经济性和对国情的适应性还在探索中。
在流化床技术中,已有厂商开始采用外置过热器技术,其优点在于:杜绝金属酸性腐蚀,提高设备使用寿命与设备运行时间;提高蒸汽温度,增加发电效率;提高换热效率,降低金属耗量。
3.5降低飞灰处理成本
生活垃圾焚烧产生的飞灰量为处理量的3%-5%,流化床加煤焚烧其飞灰的产生量超过5%,飞灰中不但含有铅、汞等低沸点的重金属,而且是二恶英类物质的主要富集体,是一种同时具有重金属高溶出浓度和二恶英类物质高毒性当量的双重危险废物。
CJJ90-2009规定:飞灰应按危险废物处理。处理方式应选择2种方式之一:危险废物处理厂处理;在满足现行国家标准GB16889生活垃圾填埋场污染控制标准规定的条件下,进入生活垃圾卫生填埋场。
目前,我国大多数焚烧厂没有妥善处理焚烧飞灰,主要原因是成本过高;国外发达国家广泛采用的是高温熔融或螯合剂技术处理飞灰,处理成本较高,在500元/t左右。天津生活垃圾焚烧厂目前主要采用飞灰烧制陶粒工艺处理飞灰,成本较高。