垃圾焚燒廠滲瀝液回噴處理技術(shù)的實爐應(yīng)用

王志強

(上海金山環(huán)境再生能源有限公司, 上海 201512)

1 引言

上海金山環(huán)境再生能源公司項目機組為日處理量400 t/d的爐排型垃圾焚燒爐。入爐物料在爐膛內(nèi)進行高溫燃燒后進入余熱鍋爐。煙氣凈化系統(tǒng)采用半干法+活性炭/石灰粉噴射+袋式除塵器相組合的凈化工藝。該公司平均每天處置滲瀝液量在70～80 t/d，在梅雨季節(jié)時滲瀝液量會爆增到200～320 t/d，所以急需一套高效、快捷、穩(wěn)定、投資低廉且安全環(huán)保的滲瀝液處置系統(tǒng)以確保該公司滲瀝液池的液位穩(wěn)定與安全。

2 滲瀝液的特點及危害

滲濾液中的微生物營養(yǎng)元素比例失調(diào)[2]，主要是C、N、P的比例失調(diào)。一般的垃圾滲濾液中的BOD5：P大都大于300。

滲瀝液一但外漏，可使地面水體缺氧、水質(zhì)惡化、富營養(yǎng)化，威脅居民飲用水和工農(nóng)業(yè)用水水源，使地下水喪失利用價值，有機污染物進入食物鏈還將直接威脅人類健康。

3 滲瀝液的回噴焚燒蒸發(fā)的優(yōu)點

基于滲濾液中氨氮濃度高的這一特點，對其進行無害化回爐焚燒蒸發(fā)處理是解決滲瀝液處理費用高，處理困難的最經(jīng)濟性、最快捷、最安全環(huán)保的一種方式。且滲濾液回噴入爐膛焚燒蒸發(fā)，有以下幾方面優(yōu)點。

(2)滲濾液的回噴焚燒蒸發(fā)，能使?fàn)t溫降低，尾部受熱面進口溫度更容易得到控制，除對余熱鍋爐三過、二過受熱面防高溫腐蝕帶來正面效應(yīng)外，可進一步提高焚燒爐垃圾處理量；

(4)滲濾液的回噴，增加了煙氣濕度，在煙氣處理系統(tǒng)中可提高半干法脫硫系統(tǒng)的脫硫效果，減少石灰用量。

(5)滲濾液的爐內(nèi)回噴，減少滲濾水處理系統(tǒng)的處理量，可實現(xiàn)滲濾液低成本處理(設(shè)備運轉(zhuǎn)主要為電耗)。

4 滲瀝液的回噴焚燒蒸發(fā)技術(shù)及運行情況

西方發(fā)達國家垃圾熱值高,滲瀝液產(chǎn)量少,一般采用將滲瀝液回噴焚燒爐進行高溫焚燒蒸發(fā)處理[4]。滲瀝液的回噴焚燒蒸發(fā)技術(shù)的主要工作流程是將滲瀝液池中滲瀝液經(jīng)過一次過濾、二次過濾、收集、加壓霧化噴射這4步。

滲瀝液池中的滲瀝液經(jīng)過一道過濾后由滲瀝液泵打入回轉(zhuǎn)式自清洗過濾器進行二次過濾。過濾后的滲瀝液進入滲瀝液緩存箱進行緩存，再由加壓泵升壓后，通過設(shè)置于爐膛區(qū)域的防堵霧化噴槍霧化后噴入爐膛，滲瀝液氣霧與高溫延期混合后，小液滴經(jīng)蒸發(fā)后，含有的污染物，如生物質(zhì)、金屬、重金屬等經(jīng)過焚燒后，達到去除污染物的效果。滲瀝液回噴蒸發(fā)系統(tǒng)流程示意圖如圖1所示。

4.1 滲瀝液回噴焚燒蒸發(fā)系統(tǒng)運行的關(guān)鍵點

滲瀝液成分復(fù)雜，滲瀝液池中含有大量的漂浮物、懸浮物、油質(zhì)等，要使系統(tǒng)長周期穩(wěn)定、安全運行的關(guān)鍵在于以下幾點。

圖1 滲瀝液回噴流程示意

(1)滲瀝液回噴系統(tǒng)中，液相中的雜質(zhì)需要盡可能少，這樣有利于管道和噴槍的暢通。系統(tǒng)中的一次、二次過濾裝置需有自動清洗與反沖洗的功能。

(2)過濾后的滲瀝液中，還是含有細小顆粒的懸浮物、油質(zhì)、易沉淀顆粒物，在滲瀝液緩存罐中需要設(shè)置強排污設(shè)備，確保緩存罐中的細小沉淀物能夠定時的清除出系統(tǒng)。

(3)防堵霧化噴槍是系統(tǒng)最后一道關(guān)鍵，在滲瀝液中含有大量的油質(zhì)，噴槍頭部深入爐膛中，在高溫作用下，滲瀝液中的油質(zhì)會在噴槍頭部產(chǎn)生焦油，隨著運行時間的增加，噴槍頭部易產(chǎn)生堵塞的情況。采用可伸縮式防堵霧化噴槍是確保系統(tǒng)高效、長周期運行的關(guān)鍵。

(4)防堵霧化噴槍在爐膛區(qū)域安裝位置和噴射角度的選擇對于爐膛內(nèi)部防止飛灰結(jié)焦、結(jié)塊猶為重要。在滲瀝液霧化后，液滴需要一定的時間和距離進行蒸發(fā)，在爐膛內(nèi)的安裝位置和霧化噴射角度需要采用流場模擬進行評估。不合適的位置和霧化噴射角度容易使液滴刷墻，在墻面上形成飛灰結(jié)塊，結(jié)焦。

(5)滲瀝液的回噴量取決于爐內(nèi)溫度水平，滲瀝液回噴蒸發(fā)量越大，滲瀝液霧化液滴直徑越大[5]，蒸發(fā)時間和距離越長，爐內(nèi)呈現(xiàn)出來的溫度越低。所以控制爐內(nèi)溫度、煙氣量和滲瀝液回噴量之間的關(guān)系，對于焚燒爐的安全運行、環(huán)保指標(biāo)的達標(biāo)有著重要意義。

4.2 滲瀝液回噴焚燒蒸發(fā)系統(tǒng)運行情況

該公司于2017年1月安裝了全自動帶遠程控制模式的滲瀝液回噴焚燒蒸發(fā)系統(tǒng)。單臺焚燒爐設(shè)計額定回噴量為2.5 t/h。該系統(tǒng)于1月中旬投入運行。在實際的運行過程中系統(tǒng)運行穩(wěn)定，焚燒爐與余熱鍋爐均能安全穩(wěn)定運行。在回噴額定設(shè)計量的情況下，對焚燒爐、余熱鍋爐及煙氣排放的影響如下。

(1)滲瀝液的回噴能有效地降低焚燒鍋爐NOx的排放；在額定負荷不投運滲瀝液回噴焚燒蒸發(fā)系統(tǒng)的情況下，焚燒爐出口NOx排放折算值在220～230 mg/Nm3,滲瀝液回噴量在2.5 t/h時，NOx排放折算值在190 mg/Nm3左右。能有效降低15%左右的NOx排放。隨著滲瀝液回噴量的增加，NOx排放能進一步的降低，在試驗性工況下，滲瀝液回噴達4 t/h時NOx排放折算值在140 mg/Nm3左右，NOx排放降低36%。這驗證了滲瀝液中的氨能與NOx進行反應(yīng)起到選擇性非催化還原作用。

(2)額定回噴量對于爐膛溫度影響不大，且能有效降低四煙道進口溫度。在額定回噴量下，焚燒爐內(nèi)溫度基本上沒有太大影響，看不出其對爐膛溫度的降低作用。對于四煙道進口溫度，由原來的673 ℃降低約15～20 ℃左右，能有效降低四煙道進口溫度，對于四煙道過熱器管的高溫氯腐蝕能起到正面效應(yīng)，一般在四煙道進口煙氣溫度控制在650 ℃以下能有效緩解高溫氯腐蝕。在試驗工況下，爐膛溫度有了明顯降低，溫度降低量在50 ℃左右。

(3)一般認為滲瀝液的回噴會對增加四煙道進口位置三級過熱器的高溫腐蝕。但通過半年多的長周期運行后入爐檢查后發(fā)現(xiàn)，該位置的受熱面管外表面并沒有明顯的高溫腐蝕加劇，基本上看不出變化。主要因素還在于滲瀝液的回噴雖然導(dǎo)致煙氣中Cl離子增加但以酸類存在的Cl離子相對減小，且受熱面的環(huán)境溫度能得到有效的控制，溫度對于高溫腐蝕還是比較關(guān)鍵。所以回噴量的控制反而能控制受熱面高溫腐蝕的速度。

通過半年多的運行實踐表明，滲瀝液回噴對其他系統(tǒng)和參數(shù)的影響，除以上幾點外基本上沒有明顯的影響。

滲瀝液回噴焚燒蒸發(fā)系統(tǒng)半年來的運行，給該廠處理了滲瀝液量總計達11800 t左右，該系統(tǒng)每天用電量平均在64 kW·h，折算單小時用電功率在2.7 kW·h，極具經(jīng)濟效益。

5 結(jié)語

滲瀝液回噴焚燒蒸發(fā)能有效地降低焚燒爐出口NOx的排放，對控制四煙道進口溫度有著正面效應(yīng)，對于其他系統(tǒng)及參數(shù)沒有明顯的影響，但解決了該公司每次臨近梅雨季節(jié)滲瀝液滿池的情況。并且，滲瀝液回噴焚燒蒸發(fā)系統(tǒng)低成本的運行，對降低滲瀝液處置費用較為明顯，極具使用價值與經(jīng)濟、社會效應(yīng)。

[1]林榮榜.垃圾滲瀝液的危害及其處理[J].環(huán)境管理，2007(1).

[2]張祥丹，王家民.城市垃圾滲瀝液處理工藝介紹[J].給水排水，2000(6).

[3]黃 霞，劉 輝，吳少華.選擇性非催化還原(SNCR)技術(shù)及其應(yīng)用[J].電站系統(tǒng)工程，2008(7).

[4]劉 晉，蔣嵐嵐.垃圾焚燒廠滲瀝液處理技術(shù)的研究[J].環(huán)境工程，2010(9).

[5]郭 冏.滲瀝液回噴焚燒爐的可行性探討[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2013(11).