我国目前生活垃圾年产量1.8亿吨,生活垃圾焚烧发电技术将垃圾转化为能源,近些年来取得迅猛发展,目前我国约50%的生活垃圾采用焚烧法处理;未来几年,随着更多的生活垃圾焚烧发电厂建成运行,焚烧比例所占比例将更大。《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》中提到:截止2020年底生活垃圾焚烧处理占无害化处理的比例将达到54%,同时2020年全国垃圾焚烧处理能力达到59.14万吨/日。
垃圾在焚烧过程中会产生危害环境的烟气,烟气成分复杂,包含HCI、SO2、HF、NOx、二噁英、Pb、Cd、Hg等多种组分。目前国内焚烧厂主流烟气净化采用“SNCR+半干法脱酸+干法+活性炭喷射+布袋除尘器”处理工艺。我国垃圾焚烧发电厂烟气排放执行GB18458《生活垃圾焚烧污染控制标准》,该标准2014年重新修订,现阶段我国焚烧厂烟气排放执行GB18458-2014标准。部分大气环境承载力不高和经济发达地区,采用更为严格的地方标准、欧盟标准(EU2000/76/EC)或欧盟2010标准。
河北某垃圾焚烧发电厂运行工艺和排放参数
1、当前运行工艺
目前河北省某2×300吨/日垃圾焚烧发电厂烟气净化系统采用“SNCR+半干法脱酸+干法+活性炭喷射+布袋除尘器”处理工艺。
(1)SNCR脱硝技术
脱硝采用适用选择性非催化还原法(SNCR)工艺,该脱硝技术是在850℃~1100℃的温度区间内喷入氨水或尿素等还原剂,NO、与还原剂发生反应进而被去除,SNCR技术的脱硝效率在30%~60%之间。其反应原理如下:
(2)脱酸除尘工艺
脱酸除尘采用“半干法+干法脱酸+活性炭喷射+布袋除尘器”处理工艺。
半干法是通过喷水量控制反应温度,在合适的温度消石灰浆液与酸性气体反应,脱除烟气中的酸性成分。旋转喷雾半干法将石灰浆液通过塔顶的高转速旋转雾化器进行雾化,石灰浆液被雾化成粒径30um~50um左右的雾滴,细小的雾滴与酸性气体充分接触,在一系列的化学反应后去除烟气中绝大多数的酸性气体;在反应过程中,雾滴吸收烟气中的热量不断蒸发水分,结合脱酸塔的独特设计,塔内的高温烟气使得浆液雾滴在下降的过程中得到干燥,并在到达塔底前将水分充分蒸发,形成固体反应物从塔底排出。其化学反应如下:
干法脱酸是从喷射风机来的空气将的氢氧化钙喷入脱酸塔和布袋除尘器间的烟道中,与烟气中的酸性气体SO.,HCl等进行反应。
活性炭喷射在除尘器前烟气管道内喷入活性炭,活性炭在烟道内开始吸附二噁英、Hg等重金属污染物,随后与烟气一起进入袋式除尘器中吸附在滤袋表面上,与通过滤袋表面的烟气充分接触,最终达到去除烟气中重金属及二噁英的目的。
2、技改前运行排放参数
本项目根据环保部门的环评批复文件要求,烟气污染物排放标准按《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)执行,运行时各项指标均需满足国家规范的要求;经实地调研此2×300t/d项目运行情况,采用“SNCR+半干法(旋转雾化反应塔)+干法(喷射氢氧化钙)+活性炭喷射+布袋除尘器”实际可达到的运行排放数据如表2。