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2013年垃圾焚烧发电厂污染控制的对策

    1、概况

    用焚烧方式回收其中能量的垃圾处理技术在近20年得到了迅速发展,在许多发达国家产生了良好的环境效益与经济效益。焚烧垃圾,回收能源,以实现城市生活垃圾的减量化、无害化和资源化被认为是我国处理城市生活垃圾的一个重要方向。但是,在垃圾焚烧的同时,会对环境产生下列二次污染:烟气、灰渣、恶臭、工艺废水及噪声。其中,最为重要的是烟气和灰渣带来的污染。

    和其它燃料燃烧一样,垃圾焚烧也产生常规的SO2、NOx、CO和粉尘等大气污染物及灰渣等固体废物,这类污染并不严重,经过现有的污染控制手段可对其进行有效控制。但垃圾成分复杂,燃烧处理时会产生其它燃料烧烧时所少有的污染物。当垃圾中有含氯塑料或其他有机物及无机物时,不仅会产生HCl等有毒气体,而且会产生有机氯化物特别是二恶英,后者具有强烈致癌、致畸作用。

    当垃圾中含有电池、电器元件等废品时,会大大增加焚烧生成物中的重金属含量,重金属能在生物体内富集或形成毒性更强的化合物,通过食物链最终对人体造成很大危害。

    这个二次污染问题,在发达国家较早地引起了重视,目前,在我国也已经给予很大关注,制定了相关的标准,本文讨论的对二次污染的控制依据即是国家环保总局颁布的标准(GWKB3-2000)。在国家建设部颁布的建标2001-213号中引用的也是GWKB3-2000的内容,下面分别以与烟气、灰渣、恶臭、工艺废水及噪声等5种二次污染控制相关的几个问题,进行分析。

    2、对垃圾收集方式的要求

    (1)按国标GWKB3- 2000 要求,禁止危险废物进入焚烧用生活垃圾。应积极开展垃圾分类收集,首先建立独立系统,收集、运输和处理废电池、日光灯管、杀虫剂容器等。

    (2)按建标2001- 213 号要求,进炉垃圾平均低位热值高于5000kJ/ kg,以保证垃圾稳定地完全燃烧,有利于控制污染。如果垃圾热值不足且季度波动大时,适宜选用流化床焚烧技术,因为此时可掺烧一定比例的煤,使混合燃料低位热值>5000kJ/ kg。

    3、选择高效的垃圾焚烧系统

    垃圾焚烧系统是垃圾焚烧发电厂最重要的组成部分,焚烧炉的燃烧状况是焚烧污染控制的关键因素。炉型的选择按国标GWKB3- 2000 应符合下列要求:

    (1) 焚烧炉内烟气出口温度≥850 ℃ ;

    (2) 焚烧炉内烟气停留时间≥2s;

    (3) 炉渣热灼减率≤5% 。

    目前能满足上述要求并经过运行考验的国产焚烧炉,主要有两种:杭州锅炉厂引进三菱重工技术的炉排式; 由浙江大学和杭州锅炉厂共同研制的异重循环流化床方式。前者1997 年在深圳投运,日处理垃圾150t; 后者1998 年在余杭锦江热电有限公司投产,最大日处理垃圾216t ,采用掺煤助燃方式。实际运行表明:异重循环流化床式焚烧炉保证烟气温度在850 以上并停留5s 以上,对减少二恶英有利,最终排污浓度为0. 9ng/m3,符合要求; 同时炉内投入一定量石灰以脱氯和脱硫。而炉排式焚烧炉运行中,炉温为750 ~840℃。由于我国垃圾高水份、低热值,难以保证入炉时低位热值高于5000kJ/ kg 的水平,应用流化床焚烧炉可掺煤助燃更为合适。流化床式的缺点为飞灰处理量大。总体上说,推荐异重循环流化床炉,是因为它能使关键污染物原始排放浓度降到最低。

    4、烟气净化系统

    燃气净化系统是城市生活垃圾焚烧污染控制的关键,使烟气净化后向大气排放各种污染物的浓度达到GWKB3- 2000 的规定。烟气中污染物主要有:颗粒物、酸性气体(HCl、HF、SO2、NOx等) 、重金属(Hg、Pb、Cd 等) 及二恶英等有机类四种。危害最大的污染物排放限值为:二恶英类1.0ng/ m3,Hg0. 2mg/ m3,Pb1. 6mg/ m3,Cd0. 1mg/ m3。

    (1) 除尘

    除尘器是烟气净化系统的末端设备,它不仅收捕一般颗粒物,而且收除挥发性重金属或其氯化物、硫酸盐或氧化物凝结成直径≤0.5μm的气溶胶,还能收除吸附在灰份或活性炭颗粒上的二恶英等有机类污染物。

    除尘器有电除尘器及布袋除尘器两种,布袋除尘器可与半干法烟气处理工艺相结合使用,对粒径1m以下的颗粒物收尘效果优于电除尘器。布袋除尘器对烟尘、重金属、二恶英等有机类污染物均有较好的去除效果,研究表明,布袋除尘器去除二恶英的效果最好,设计中应优先选用。在布袋除尘器选型时,对于滤袋材料的选择非常重要。布袋除尘器的缺点是:烟气的含水较高时,易导致清灰困难;烟气温度较高时,需用耐高温的滤袋材料。

    (2)酸性气体的脱除

    酸性气体(HCl,SO2,HF)的脱除采用碱性介质吸收法,最常用的吸收剂为消石灰Ca(OH)2,推荐采用的方法为半干法工艺。半干法工艺是将一定浓度的石灰浆喷入雾化反应器并通过喷水控制反应温度,该法对氯化氢的去除率为90%~99%。

    (3)二恶英类和重金属控制

    除了焚烧前及焚烧中控制外,焚烧后烟气中此类污染物的控制方法有:(a) 减少烟气在200~350℃浓度区的滞留时间,有利于减少二恶英类污染物再次生成,控制除尘器入口烟气温度小于200℃,有利于有机类及重金属污染物的脱除,即在设计及运行中采用“温度控制”;(b) 在烟气中喷入活性炭或多孔性吸附剂,可吸附二恶英类及重金属污染物,再用布袋除尘器捕集。

    (4)脱硝

    氮氧化物(NOx ) 的去除,宜采用焚烧中控制方法,在此基础上再考虑是否设置NOx 去除装置。一般用氨(NH3) 作还原剂以脱除NOx,使其变为N2 及H2O。

    总之,为了满足国标GWKB3- 2000 对污染物排放限值的要求,作者建议对烟气净化系统设计采用:布袋除尘器+ 半干法脱除酸性气体工艺+温度控制。如再采用喷入活性炭技术,二恶英类污染物排放浓度还可下降一个数量级。

    5、对炉渣及飞灰分别处理的灰渣处理系统

    GWKB3- 2000 对垃圾焚烧灰渣的处置要求是:垃圾焚烧炉渣与除尘设备收集的焚烧飞灰应分别收集、贮存和运输; 垃圾焚烧炉渣按一般固体废物处理,焚烧飞灰应按危险废物处理,其它尾气净化装置排放的固体废物按GB5085. 3危险物废物鉴别标准判断是否属于危险废物,如属于危险废物,则按危险废物处理。

    灰渣处理系统由两个独立的子系统,炉渣处理系统及飞灰处理系统组成。炉渣处理系统收集与冷却炉渣,将其输送至炉坑,再由运输车送往填埋场作最终处理,炉渣中的铁分可用磁分选方法回收,炉渣如果其毒性测试合格可用作建筑原料。

    飞灰处理系统收集飞灰,经过调湿后送至灰斗贮存,再送出填埋。由于飞灰中含有大量重金属及有机类污染物是危险废物,填埋前必须先进行固化处理或稳定化处理。

    6 、工艺废水垃圾渗沥液处理系统

    工艺废水包括垃圾渗沥液及生产废水。生产废水包括洗车废水、卸料场地冲洗废水、除灰渣废水及锅炉废水等。工艺废水处理的重点是垃圾渗沥液。

    垃圾渗沥液主要产生于垃圾贮坑,是垃圾发酵腐烂后,垃圾内水分排出造成的,含有较多难降解有机物,可以喷入焚烧炉内,用燃烧法处理。生产废水经过废水处理系统处理,处理后的水应优先考虑循环再利用,必须排放时,水中污染物允许值按GB8978《污水综合排放标准》执行。

    7、恶臭污染的控制

    垃圾焚烧发电厂产生恶臭的地方有垃圾贮坑,从贮坑向焚烧炉加料过程以及在焚烧过程中,由于恶臭对厂区周围的影响非常大,必须加以有效处理。氨、硫化氢、甲硫醇和臭气浓度厂界排放限值根据厂址所在区域,应分别按照GB14554《恶臭污染物排放标准》表I 相应级别的指标执行。

    恶臭污染控制与防治主要采用隔离与抽气的方法,常用的措施有:

    (1)垃圾贮坑上方抽气作为助燃空气,使贮坑区域形成负压,以防止恶臭外泄;

    (2)采用封闭式垃圾运输车;

    (3)垃圾卸料平台的进出口处设置风幕门;

    (4)设置自动卸料门,使垃圾贮坑密闭化。

    8、噪声污染的控制

    垃圾焚烧发电厂噪声应符合GB12348《工业企业厂界噪声标准》,噪声控制与防治在设计中按照下列原则进行:

    (1)选用符合国家噪声标准的设备;

    (2)合理布置总平面,利用建筑物及绿化减弱噪声;

    (3)合理布置及固定各种汽、水、烟、风管道;

    (4)对无法根治的生产噪声,分别按不同情况采用消声、吸声、隔声、隔振等措施。
 

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2024-2030年中国垃圾焚烧处理行业市场运营态势及发展趋向研判报告
2024-2030年中国垃圾焚烧处理行业市场运营态势及发展趋向研判报告

《2024-2030年中国垃圾焚烧处理行业市场运营态势及发展趋向研判报告》共九章,包含垃圾焚烧处理产品价格分析,垃圾焚烧处理所属行业整体运行指标分析,垃圾焚烧处理行业经营及投资建议等内容。

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