垃圾焚燒煙氣凈化工藝在一般工業(yè)固廢焚燒發(fā)電項目的適用性分析

鄧飛飛，項敏，譚方良

（中機(jī)第一設(shè)計研究院有限公司，合肥 230601）

1 引言

一般工業(yè)固體廢物系指未列入《國家危險廢物名錄》或者根據(jù)國家規(guī)定的危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定其不具有危險特性的工業(yè)固體廢物[1]。

本文以江蘇某一般工業(yè)固廢焚燒發(fā)電項目（以下簡稱本項目）為例，對此類項目的煙氣凈化工藝“旋轉(zhuǎn)噴霧脫酸塔+消石灰干粉噴射+活性炭吸附+布袋式除塵器”進(jìn)行分析。

2 項目基本情況

2.1 燃料特性

本項目主要燃料為造紙輕渣和服裝廠廢棄物（廢布），并還有少量污泥。

造紙輕渣是廢紙造紙過程中排出的軟塑料、橡膠及硬塑料、紙纖維、鋁渣、廢鐵絲、布條、泡沫、泥沙、木塊等混合物。

廢布主要分為天然纖維與化學(xué)纖維；天然纖維的主要成分是纖維素和蛋白質(zhì)，它們都是天然有機(jī)高分子化合物，其主要含有C、H、O，以及少量N、S；化學(xué)纖維主要包括人造纖維和合成纖維。

污泥來自市政污水處理廠，有機(jī)成分中含有大量的蛋白質(zhì)、脂肪、礦物油、洗滌劑、腐殖質(zhì)、細(xì)菌，其中也包含了寄生蟲或卵、微生物。城市污泥的無機(jī)成分主要是硅、鋁、鐵、鈣、磷、鎂等的氧化物和一些微量重金屬元素。

本項目燃料配比如表1所示。

表1 燃料成分分析

設(shè)計燃料按造紙輕渣∶廢布∶污泥=47∶43∶10配比，設(shè)計熱值達(dá)到15 884 kJ/kg，遠(yuǎn)高于生活垃圾的熱值。配比后燃料水分比較低，滲濾液較少。

2.2 焚燒設(shè)備

固廢吊將垃圾從固廢坑抓起并投入給料裝置，給料裝置與給料爐排相連，通過給料爐排的往復(fù)推送運動，將固廢送入焚燒爐膛中著火燃燒直至燃燼。

焚燒爐采用480 t/d規(guī)模的多級順推水冷焚燒爐。相比與垃圾焚燒發(fā)電爐排爐，由于一般工業(yè)固廢熱值高，爐排增加了水冷系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 爐排冷卻水循環(huán)系統(tǒng)

2.3 煙氣排放執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

環(huán)評批復(fù)一般固廢處置項目鍋爐煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 18485—2014《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》，煙氣排放設(shè)計小時值按《歐盟工業(yè)排放指令》（2010/75/EC）的標(biāo)準(zhǔn)。

本項目煙氣處理工藝采用常規(guī)生活垃圾焚燒爐煙氣處理工藝：SNCR脫硝+旋轉(zhuǎn)噴霧脫酸塔+消石灰干粉噴射+活性炭吸附+布袋式除塵器，預(yù)留SCR。

3 對比分析

3.1 燃料成分

3.1.1 重金屬

本項目燃料重金屬含量及其他成分如表2所示。

表2 一般工業(yè)固廢項目燃料重金屬含量與生活垃圾對比mg/kg

對比本項目和生活垃圾項目燃料成分中重金屬含量，從表2可以看出，一般工藝固廢燃料的重金屬含量相對于生活垃圾低1～2個數(shù)量級。污泥中部分重金屬指標(biāo)較高，但污泥處置量只占燃料的10%，不會造成煙氣飛灰中重金屬含量的增加。

生活垃圾焚燒煙氣凈化工藝去除重金屬效果比較好，各地運行的垃圾電廠煙氣中重金屬指標(biāo)排放均合格，因此，本項目采用垃圾焚燒煙氣凈化工藝可以保證煙氣中重金屬指標(biāo)達(dá)標(biāo)排放。

3.1.2 氯元素

以中國天津的家庭生活垃圾為例，生活垃圾中的塑料和廚余垃圾是氯的主要來源，廚余占44%，塑料類占34%(PVC占20%)。織物由于廢鞋子中含有大量的PVC而占了16%。天津垃圾樣品的總氯含量為3.89 mg/g，即垃圾中氯離子含量約4‰[3]，考慮到時代和地域的變化，生活垃圾氯離子平均含量可按5‰計。

表1燃料成分分析中本項目燃料中氯離子含量為0.54%，與生活垃圾氯離子含量接近。從3.1.1節(jié)分析可以看出項目燃料中金屬、重金屬含量遠(yuǎn)低于生活垃圾。因此，從形成二 惡英的條件判斷，本項目二英形成的概率要低于生活垃圾焚燒發(fā)電項目。

此外，本項目采用的爐型與垃圾發(fā)電爐型類似，焚燒爐爐膛溫度1 100℃高于生活垃圾焚燒爐850℃，煙氣停留時間大約2 s，即可認(rèn)為兩者在避免形成二英形成采用“3T+E”燃燒條件類似。

燃料成分中形成二 惡英的組分較生活垃圾少，二 惡英形成條件低于垃圾發(fā)電項目，燃燒工況優(yōu)于垃圾發(fā)電項目，因此，本項目二英初始濃度應(yīng)低于垃圾發(fā)電項目。

3.2 其他污染成分

本項目常規(guī)污染物初始排放濃度與典型800 t/d生活垃圾發(fā)電項目對比見表3。

表3 本項目常規(guī)污染物初始排放濃度與典型800 t/d生活垃圾發(fā)電項目對比

本項目煙氣常規(guī)污染物如顆粒物、SO2、HCl初始濃度不高于垃圾發(fā)電項目。表1中本項目配比燃料的灰分為11.13%，而生活垃圾灰分約25%，可以看出本項目灰分遠(yuǎn)低于垃圾發(fā)電項目。因此本項目顆粒物初始粉塵濃度低于垃圾發(fā)電項目，完全可以實現(xiàn)低于10 mg/m3（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）的要求，布袋除塵器同樣適用于本項目。

3.3 含水率

本項目煙氣含水率為7.8%，生活垃圾發(fā)電項目煙氣含水率約為20%，因此，本項目煙氣含水率遠(yuǎn)低于垃圾發(fā)電項目。煙氣含水量低，露點溫度也會降低，煙氣腐蝕性也會降低，所以本項目煙氣條件要優(yōu)于垃圾發(fā)電項目。

4 結(jié)論與討論

綜合比較，生活垃圾發(fā)電項目的煙氣凈化工藝即“旋轉(zhuǎn)噴霧脫酸塔+消石灰干粉噴射+活性炭吸附+布袋式除塵器”適用于一般工業(yè)固廢焚燒發(fā)電項目。

一般工業(yè)廢物原料成分波動大，極端情況有害物質(zhì)含量較高時，煙氣凈化工藝需進(jìn)一步核實。

由于一般工業(yè)固廢焚燒發(fā)電項目在我國項目數(shù)量還比較少，因此，暫無專門的煙氣凈化排放標(biāo)準(zhǔn)，目前，其排放標(biāo)準(zhǔn)主要參考垃圾焚燒發(fā)電項目的排放標(biāo)準(zhǔn)。后期還須相關(guān)部門根據(jù)行業(yè)發(fā)展情況研究制定專門的針對一般工業(yè)固廢焚燒發(fā)電項目的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)。