馬鞍山市生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目煙氣治理

杜益平

（中冶華天工程技術(shù)有限公司 安徽馬鞍山 243005）

馬鞍山市生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目主要處理馬鞍山市區(qū)和當(dāng)涂縣范圍內(nèi)產(chǎn)生的生活垃圾，總投資5.19億元，建設(shè)總規(guī)模1200t/d，其中一期處理規(guī)模800t/d。該項(xiàng)目擬采用“機(jī)械爐排式垃圾焚燒爐+余熱鍋爐+凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組+組合工藝式煙氣處理裝置”工藝，建設(shè)地點(diǎn)位于馬鞍山市雨山區(qū)向山鎮(zhèn)陶村山東峴自然村，313省道向北300m，占地面積6.4hm2。該項(xiàng)目經(jīng)過(guò)依法公開(kāi)招標(biāo)程序，由中國(guó)光大國(guó)際有限公司中標(biāo)，由光大江東環(huán)保能源（馬鞍山）有限公司和江東控股集團(tuán)有限公司共同出資建設(shè)。光大江東環(huán)保能源（馬鞍山）有限公司負(fù)責(zé)該項(xiàng)目建設(shè)及運(yùn)行，生活垃圾收集和運(yùn)輸供應(yīng)由馬鞍山市城市衛(wèi)生管理處負(fù)責(zé)。

目前，公眾對(duì)于生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目最關(guān)心的問(wèn)題是生活垃圾焚燒煙氣對(duì)大氣環(huán)境、群眾健康及生活影響，特別是對(duì)二惡英等特征污染物尤為關(guān)注。本文以馬鞍山市生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目為例簡(jiǎn)單介紹生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目的廢氣防治措施，以及相應(yīng)的管理措施，并提出一些相關(guān)建議。

1 生活垃圾焚燒煙氣產(chǎn)生情況[1]

生活垃圾焚燒煙氣中除了過(guò)量空氣、二氧化碳外，還含有對(duì)人體和環(huán)境有害的煙氣污染物。根據(jù)這些污染物的化學(xué)、物理性質(zhì)及對(duì)人體和環(huán)境的危害程度不同，主要分為酸性氣體、重金屬、顆粒物、有機(jī)污染物4大類(lèi)。

酸性氣體主要是氮氧化物、硫氧化物、氯化氫、氟化氫。其中，氮氧化物主要由生活垃圾中含氮的有機(jī)物焚燒產(chǎn)生；硫氧化物主要來(lái)源于生活垃圾中含有的硫與氧氣在高溫條件下的氧化反應(yīng)；氯化氫、氟化氫是生活垃圾中的氯化合物、氟化合物如聚氯乙烯、廚余、紙、布等在焚燒過(guò)程中生成的。

重金屬類(lèi)污染物主要來(lái)源于生活垃圾中含有的廢舊電池，廢舊電子元件及各種重金屬?gòu)U料所含的部分重金屬及其化合物在焚燒過(guò)程中的蒸發(fā)。

顆粒物主要是生活垃圾經(jīng)焚燒后，一部分體積小、質(zhì)量輕的不可燃物在氣流攜帶的作用下，與焚燒產(chǎn)生的高溫氣體一起在爐膛內(nèi)上升，形成含有顆粒物的煙氣流，經(jīng)過(guò)各煙道后從鍋爐尾部排出。

有機(jī)污染物主要是多氯二苯并二惡英(PCDDs)、多氯二苯并呋喃(PCDFs)，分別有75種PCDD異構(gòu)體和135種PCDF異構(gòu)體，統(tǒng)稱(chēng)為二惡英類(lèi)[1]。二惡英類(lèi)一部分在焚燒過(guò)程中生成，但在高溫環(huán)境中絕大部分會(huì)被裂解，還有一部分會(huì)在焚燒爐尾部煙道中重新合成，其合成溫度范圍為200℃～500℃[2]。

2 生活垃圾焚燒煙氣防治措施

2.1 酸性氣體控制

針對(duì)煙氣中的HCl、SO2等酸性氣體，采用“半干法脫酸+干法脫酸+袋式除塵”的組合工藝，其中半干法脫酸是將吸收劑霧化后噴入反應(yīng)塔中，酸性氣體與吸收劑反應(yīng)的同時(shí)，利用煙氣余熱使吸收劑中的水分蒸發(fā)，可使堿性吸收劑與酸性氣體進(jìn)行充分的傳質(zhì)傳熱，產(chǎn)物以干態(tài)固體的形式排出。干法脫酸是將石灰粉通過(guò)噴射系統(tǒng)噴入降溫塔出口煙道內(nèi)，在除塵器濾袋附近與酸性氣體接觸反應(yīng)，生成固態(tài)化合物，再由除塵器將其與飛灰一起捕集下來(lái)。

針對(duì)煙氣中的氮氧化物，采用爐內(nèi)脫硝系統(tǒng)，選用20%氨水作為還原劑。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)由噴射泵根據(jù)NOX排放濃度定量送至爐前分配裝置。在噴入爐膛前，再經(jīng)過(guò)分配裝置分配至每個(gè)噴槍?zhuān)缓蠼?jīng)噴槍噴入爐膛，進(jìn)行NOX還原反應(yīng)。

2.2 二惡英類(lèi)控制

源頭控制：垃圾入廠前盡量分選出垃圾中鐵、銅、鎳等金屬，切斷生活垃圾焚燒過(guò)程中的催化介質(zhì)，同時(shí)減少含氯有機(jī)物的量，從源頭減少生活垃圾焚燒生成二惡英類(lèi)的來(lái)源。

燃燒控制：采用“3T”焚燒工藝，即保證焚燒爐出口煙氣的足夠溫度（Temperature）、煙氣在燃燒室內(nèi)停留足夠的時(shí)間（Time）、燃燒過(guò)程中適當(dāng)?shù)耐牧鳎═urbulence），以保證煙氣在不低于850℃的溫度下停留時(shí)間不小于2秒，可使二惡英類(lèi)大量分解[3]。此外，焚燒爐煙氣經(jīng)過(guò)余熱鍋爐時(shí)，煙氣溫度快速?gòu)?50℃以上驟冷至200℃以下，從而減少煙氣在200℃～500℃溫度區(qū)的停留時(shí)間，避免爐外低溫區(qū)二惡英再生成。

末端治理：在布袋除塵器入口前煙道設(shè)置活性炭噴射裝置，活性炭入口設(shè)在緊靠反應(yīng)塔的出口管道上，以加強(qiáng)混合并增加反應(yīng)時(shí)間。當(dāng)活性炭粉與煙氣一起進(jìn)入袋式除塵器后，停留在濾袋上的活性炭粉繼續(xù)同緩慢通過(guò)濾袋的煙氣充分接觸，最大限度凈化煙氣中的二惡英類(lèi)及重金屬離子；通過(guò)在布袋除塵器上形成“活性炭肺”對(duì)二惡英類(lèi)進(jìn)行的吸附，活性炭吸附的二惡英類(lèi)被布袋除塵器捕獲并作為飛灰排出。

2.3 重金屬污染物

焚燒煙氣中的少量重金屬污染物隨著煙氣的降溫而重新凝結(jié)成固體顆粒，或與煙氣中的固體顆粒物相互碰撞吸附，隨著煙塵在除塵設(shè)備中的去除而除去；仍以氣態(tài)方式存在于煙氣中的重金屬物質(zhì)，可以吸附于飛灰的表面或吸附于活性炭粉末的表面，而由除塵設(shè)備在去除飛灰和活性炭時(shí)一并去除。

綜上所述，馬鞍山市生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目煙氣凈化系統(tǒng)擬采用“SNCR爐內(nèi)脫硝+機(jī)械旋轉(zhuǎn)噴霧干燥凈化塔＋干法消石灰噴射+活性炭噴射＋布袋除塵”的處理工藝，并采用“3T”焚燒工藝。類(lèi)比光大集團(tuán)投資的同類(lèi)項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行情況（如常州、蘇州生活垃圾焚燒發(fā)電廠），生活垃圾焚燒煙氣經(jīng)該煙氣凈化系統(tǒng)處理后，可達(dá)到EU2000/76/EEC歐盟標(biāo)準(zhǔn)。

3 生活垃圾焚燒煙氣管理措施

3.1 由專(zhuān)人負(fù)責(zé)日常環(huán)境管理工作，制訂“環(huán)保管理人員職責(zé)”和“環(huán)境污染防治措施”制度，加強(qiáng)焚燒爐廢氣治理設(shè)施的監(jiān)督和管理。

3.2 焚燒爐運(yùn)行狀況在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目至少包括焚燒爐燃燒溫度、爐膛壓力、煙氣流量、溫度、壓力、煙氣濕度、出口氧氣含量，同時(shí)在顯著位置設(shè)立標(biāo)牌（標(biāo)識(shí)牌位置位于中控室入口），自動(dòng)顯示焚燒爐運(yùn)行工況的主要參數(shù)和煙氣主要污染物的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

3.3 焚燒煙氣配備SO2、NOX、CO、HCl、粉塵的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)廢氣污染治理效果進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，與馬鞍山市環(huán)保局聯(lián)網(wǎng)的同時(shí)，在對(duì)外公示的顯著位置設(shè)立標(biāo)牌。對(duì)于二惡英等特征污染物，企業(yè)委托有資質(zhì)單位定期進(jìn)行例行檢測(cè)。

3.4 馬鞍山市城市衛(wèi)生管理處對(duì)項(xiàng)目廢氣防治進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括但不限于：煙氣、煙氣黑度、CO、NOX、SO2、HCl、氟化物、煙氣溫度、停留時(shí)間、二惡英、惡臭污染物、活性炭添加量等。

3.5 加強(qiáng)項(xiàng)目集中控制，包括主體關(guān)鍵裝置采用分散控制系統(tǒng)(DCS)進(jìn)行集中監(jiān)視和控制，在DCS發(fā)生全局性或重大故障時(shí)，能進(jìn)行緊急停爐、停機(jī)操作；對(duì)獨(dú)立的控制系統(tǒng)和控制設(shè)備，能在集中控制室進(jìn)行系統(tǒng)工藝和運(yùn)行工況監(jiān)視和獨(dú)立操作；對(duì)隨主設(shè)備配套供貨的獨(dú)立控制系統(tǒng)通過(guò)通訊或硬接線(xiàn)接口與DCS進(jìn)行信息交換。

3.6 加強(qiáng)與影響范圍內(nèi)公眾的溝通與交流，定期公布項(xiàng)目所在地周邊的環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)。

4 相關(guān)建議

4.1 馬鞍山市城市衛(wèi)生管理處應(yīng)借鑒全國(guó)實(shí)施垃圾分類(lèi)城市的操作經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步做好垃圾分類(lèi)工作。在城市垃圾送焚燒廠之前，分選出鐵、銅、鎳等金屬類(lèi)催化介質(zhì)和含氯有機(jī)物，從而減少二惡英類(lèi)生成的催化介質(zhì)和氯來(lái)源。

4.2 建設(shè)單位應(yīng)與市容管理部門(mén)積極配合，加強(qiáng)垃圾分類(lèi)工作，嚴(yán)格控制生活垃圾中氯和重金屬含量高的物質(zhì)混入焚燒的垃圾。

4.3 建設(shè)單位應(yīng)積極與附近群眾交流和互動(dòng)，對(duì)于非技術(shù)性崗位可優(yōu)先招聘附近村民，改善附近村莊的基礎(chǔ)設(shè)施等。

4.4 以馬鞍山市生活垃圾焚燒發(fā)電廠為契機(jī)，進(jìn)一步完善廢棄物循環(huán)利用體系，發(fā)展靜脈產(chǎn)業(yè)園。

[1]劉義清,胡飛.生活垃圾焚燒廢氣的治理研究[J].廣東化工,2010.37(12)：105-106.

[2]賀毅．生活垃圾焚燒二嗯英的形成及控制[J]．能源與節(jié)能,2014(4)：116-117,179．

[3]趙大明,潘偉．垃圾焚燒工程中二惡英的控制[J]．上海電力,2010(3)：235-238．