生活垃圾焚燒廠的VOC廢氣治理方案

酈賽忠

（利晟（杭州）科技有限公司，浙江 杭州 310052）

在生活垃圾產(chǎn)生量不斷增加的情況下，如何有效、減量解決垃圾問題，成為保證國民生活環(huán)境的重要制約條件。在這種情況下產(chǎn)生的垃圾焚燒技術(shù)，由于對垃圾的無害化、減量化處理條件下還可以產(chǎn)生清潔能源，垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)成為當(dāng)下主流的垃圾處理方式。

1 生活垃圾焚燒概述

作為一種高溫的化學(xué)處理技術(shù)，垃圾焚燒技術(shù)的原理就是垃圾中的可燃組份與空氣中的氧進行化學(xué)反應(yīng)，從而釋放出一定的熱量，并將其轉(zhuǎn)化成煙氣或者穩(wěn)定的殘渣。通常情況中，會使用余熱鍋爐來對焚燒中產(chǎn)生的熱能進行回收，然后產(chǎn)生一定量的蒸汽，由此來帶動汽輪發(fā)電機來進行發(fā)電。而所產(chǎn)生的煙氣也會通過對其進行中和，并且除塵等凈化處理才能向空氣中排放。該方法優(yōu)勢還是比較顯著的，其減容效果能夠達(dá)到90%減重效果也能達(dá)到80%。而且通過高溫燃燒還能有效的降解有害的有機物，并且使其中的一些病原性生物予以殺死，使其變成一種比較穩(wěn)定的、無害的灰渣類物質(zhì)。

2 生活垃圾焚燒廠的VOC廢氣治理方案

以一家生活垃圾焚燒處理廠為例，項目建設(shè)2條600t/d垃圾焚燒生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線配置1套煙氣凈化系統(tǒng)（“選擇性非還原脫硝+旋轉(zhuǎn)噴霧半干法脫硫+熟石灰/碳酸氫鈉干粉脫硫+活性炭吸附+布袋除塵器”的煙氣凈化工藝），配置1臺25MW 汽輪發(fā)電機組。

2.1 工藝選擇

氮氧化物的去除，SNCR系統(tǒng)保證NOx初始濃度小于等于400mg/m3時，投用SNCR系統(tǒng)后，NOx排放值濃度低于200mg/m3。SNCR系統(tǒng)噴槍布置在鍋爐爐膛上，濃度約為20%的氨水溶液通過稀釋水系統(tǒng)稀釋至濃度5% ～8%氨水溶液，噴入爐膛內(nèi)在850～1100℃的高溫條件下與NOx反應(yīng)，將NOx轉(zhuǎn)化成氮氣。

2.2 旋轉(zhuǎn)噴霧器的選擇

本項目選用美國K-S的旋轉(zhuǎn)噴霧器，轉(zhuǎn)速最高可達(dá)16000r/min，變頻調(diào)節(jié)，霧化顆粒細(xì)度可小于50μm。HCl去除率達(dá)99%，SO2達(dá)95%。

1）二噁英及重金屬的脫除，由于垃圾焚燒過程中會有二嘿英的產(chǎn)生與排放，二噁英是劇毒物質(zhì)，對人體有巨大的危害；在整個流程中對二嘿英和重金屬的去除尤為重要，本工藝中利用活性炭的多空結(jié)構(gòu)特性對二噁英進行吸附，在最終粉塵去除前在煙氣中混入活性炭，并通過彎頭及導(dǎo)流板等混流措施使煙氣與活性炭充分接觸，除去二嘿英。

2）粉塵的去除，采用袋式除塵器對煙氣中的固體顆粒物（灰塵、熟石灰粉末、活性炭等）進行過濾，經(jīng)研究細(xì)小粉塵對重金屬有攜帶作用，所以布袋除塵器對微小粉塵的去除率也決定了重金屬的去除率低壓脈沖袋式過濾器通過濾袋外表面的PTFE膜或本體的纖維結(jié)構(gòu)對煙氣進行過濾，粉塵在這個過程中被去除，之后經(jīng)定期的清灰落入灰斗中被收集，凈化后的氣體通過引風(fēng)機及煙囪排放。

最終本項目的工藝流程如圖1所示。

圖1 煙氣處理工藝流程框圖

2.3 主要工藝參數(shù)

1）SNCR系統(tǒng)，數(shù)量1套，設(shè)置氨水儲罐50m3一臺；稀釋水箱1m3l套；氨水輸送計量系統(tǒng)各1套；可伸縮噴槍12只；配套的電氣儀表、管道及支架等；氨水消耗100kg/h；氮氧化物的去除率大于50%。

2）SDA反應(yīng)塔，數(shù)量：1座，反應(yīng)塔頂部通過流場模擬及計算設(shè)置專門的煙氣導(dǎo)流措施，反應(yīng)塔的設(shè)計考慮煙氣的停留時間、酸堿中和反應(yīng)以及反應(yīng)產(chǎn)物干燥所需時間等，既要防止煙氣短路又要避免漿液載壁；本項目設(shè)計直徑10m，反應(yīng)塔高度12m；煙氣停留時間≧18s以上；氫氧化鈣消耗量為250kg/h。

3）漿液制備系統(tǒng)，數(shù)量：1套，漿液制備系統(tǒng)為半干法脫酸系統(tǒng)提供所需的脫酸反應(yīng)用的石灰漿液，本項目設(shè)置200m3的石灰倉1臺，滿足7d的用量，制漿系統(tǒng)將熟石灰粉通過攪拌制備成15%濃度左右的石灰漿液，通過石灰漿液泵輸送到反應(yīng)塔的塔頂，輸送系統(tǒng)設(shè)置1用1備。

4）活性炭噴射系統(tǒng)，數(shù)量：1套，設(shè)計活性炭倉30m3；滿足系統(tǒng)7d的用量；活性炭通過管道由羅茨風(fēng)機/壓縮空氣正壓輸送到系統(tǒng)煙道中；活性炭消耗量為15kg/h；活性炭系統(tǒng)通過計量稱重方式精確給料，控制運行費用。

2.4 煙氣脫硫脫硝除塵效果

通過在鍋爐高溫段噴入氨水/尿素溶液，對NOx的去除率可達(dá)60%；SDA反應(yīng)塔和布袋表面未反應(yīng)完全的熟石灰綜合處理酸性氣體（包括二氧化硫和氯化氫）；二氧化硫和氯化氫去除率可到95%以上；布袋除塵器采用低流速的設(shè)計，對粉塵的截留可以達(dá)到99.9%以上。

3 結(jié)語

綜上，對于垃圾焚燒后的煙氣采用旋轉(zhuǎn)噴霧半干法工藝+熟石灰/碳酸氫鈉干粉的進一步反應(yīng)，可以達(dá)到對酸性氣體的達(dá)標(biāo)處理；對于垃圾焚燒產(chǎn)生的氮氧化物，在國標(biāo)排放要求200mg/m3時，采用SNCR工藝可以達(dá)到氮氧化物的達(dá)標(biāo)排放。