垃圾焚烧厂渗沥液回喷处理技术的实炉应用

王志强

(上海金山环境再生能源有限公司, 上海 201512)

1 引言

上海金山环境再生能源公司项目机组为日处理量400 t/d的炉排型垃圾焚烧炉。入炉物料在炉膛内进行高温燃烧后进入余热锅炉。烟气净化系统采用半干法+活性炭/石灰粉喷射+袋式除尘器相组合的净化工艺。该公司平均每天处置渗沥液量在70～80 t/d，在梅雨季节时渗沥液量会爆增到200～320 t/d，所以急需一套高效、快捷、稳定、投资低廉且安全环保的渗沥液处置系统以确保该公司渗沥液池的液位稳定与安全。

2 渗沥液的特点及危害

渗滤液中的微生物营养元素比例失调[2]，主要是C、N、P的比例失调。一般的垃圾渗滤液中的BOD5：P大都大于300。

渗沥液一但外漏，可使地面水体缺氧、水质恶化、富营养化，威胁居民饮用水和工农业用水水源，使地下水丧失利用价值，有机污染物进入食物链还将直接威胁人类健康。

3 渗沥液的回喷焚烧蒸发的优点

基于渗滤液中氨氮浓度高的这一特点，对其进行无害化回炉焚烧蒸发处理是解决渗沥液处理费用高，处理困难的最经济性、最快捷、最安全环保的一种方式。且渗滤液回喷入炉膛焚烧蒸发，有以下几方面优点。

(2)渗滤液的回喷焚烧蒸发，能使炉温降低，尾部受热面进口温度更容易得到控制，除对余热锅炉三过、二过受热面防高温腐蚀带来正面效应外，可进一步提高焚烧炉垃圾处理量；

(4)渗滤液的回喷，增加了烟气湿度，在烟气处理系统中可提高半干法脱硫系统的脱硫效果，减少石灰用量。

(5)渗滤液的炉内回喷，减少渗滤水处理系统的处理量，可实现渗滤液低成本处理(设备运转主要为电耗)。

4 渗沥液的回喷焚烧蒸发技术及运行情况

西方发达国家垃圾热值高,渗沥液产量少,一般采用将渗沥液回喷焚烧炉进行高温焚烧蒸发处理[4]。渗沥液的回喷焚烧蒸发技术的主要工作流程是将渗沥液池中渗沥液经过一次过滤、二次过滤、收集、加压雾化喷射这4步。

渗沥液池中的渗沥液经过一道过滤后由渗沥液泵打入回转式自清洗过滤器进行二次过滤。过滤后的渗沥液进入渗沥液缓存箱进行缓存，再由加压泵升压后，通过设置于炉膛区域的防堵雾化喷枪雾化后喷入炉膛，渗沥液气雾与高温延期混合后，小液滴经蒸发后，含有的污染物，如生物质、金属、重金属等经过焚烧后，达到去除污染物的效果。渗沥液回喷蒸发系统流程示意图如图1所示。

4.1 渗沥液回喷焚烧蒸发系统运行的关键点

渗沥液成分复杂，渗沥液池中含有大量的漂浮物、悬浮物、油质等，要使系统长周期稳定、安全运行的关键在于以下几点。

图1 渗沥液回喷流程示意

(1)渗沥液回喷系统中，液相中的杂质需要尽可能少，这样有利于管道和喷枪的畅通。系统中的一次、二次过滤装置需有自动清洗与反冲洗的功能。

(2)过滤后的渗沥液中，还是含有细小颗粒的悬浮物、油质、易沉淀颗粒物，在渗沥液缓存罐中需要设置强排污设备，确保缓存罐中的细小沉淀物能够定时的清除出系统。

(3)防堵雾化喷枪是系统最后一道关键，在渗沥液中含有大量的油质，喷枪头部深入炉膛中，在高温作用下，渗沥液中的油质会在喷枪头部产生焦油，随着运行时间的增加，喷枪头部易产生堵塞的情况。采用可伸缩式防堵雾化喷枪是确保系统高效、长周期运行的关键。

(4)防堵雾化喷枪在炉膛区域安装位置和喷射角度的选择对于炉膛内部防止飞灰结焦、结块犹为重要。在渗沥液雾化后，液滴需要一定的时间和距离进行蒸发，在炉膛内的安装位置和雾化喷射角度需要采用流场模拟进行评估。不合适的位置和雾化喷射角度容易使液滴刷墙，在墙面上形成飞灰结块，结焦。

(5)渗沥液的回喷量取决于炉内温度水平，渗沥液回喷蒸发量越大，渗沥液雾化液滴直径越大[5]，蒸发时间和距离越长，炉内呈现出来的温度越低。所以控制炉内温度、烟气量和渗沥液回喷量之间的关系，对于焚烧炉的安全运行、环保指标的达标有着重要意义。

4.2 渗沥液回喷焚烧蒸发系统运行情况

该公司于2017年1月安装了全自动带远程控制模式的渗沥液回喷焚烧蒸发系统。单台焚烧炉设计额定回喷量为2.5 t/h。该系统于1月中旬投入运行。在实际的运行过程中系统运行稳定，焚烧炉与余热锅炉均能安全稳定运行。在回喷额定设计量的情况下，对焚烧炉、余热锅炉及烟气排放的影响如下。

(1)渗沥液的回喷能有效地降低焚烧锅炉NOx的排放；在额定负荷不投运渗沥液回喷焚烧蒸发系统的情况下，焚烧炉出口NOx排放折算值在220～230 mg/Nm3,渗沥液回喷量在2.5 t/h时，NOx排放折算值在190 mg/Nm3左右。能有效降低15%左右的NOx排放。随着渗沥液回喷量的增加，NOx排放能进一步的降低，在试验性工况下，渗沥液回喷达4 t/h时NOx排放折算值在140 mg/Nm3左右，NOx排放降低36%。这验证了渗沥液中的氨能与NOx进行反应起到选择性非催化还原作用。

(2)额定回喷量对于炉膛温度影响不大，且能有效降低四烟道进口温度。在额定回喷量下，焚烧炉内温度基本上没有太大影响，看不出其对炉膛温度的降低作用。对于四烟道进口温度，由原来的673 ℃降低约15～20 ℃左右，能有效降低四烟道进口温度，对于四烟道过热器管的高温氯腐蚀能起到正面效应，一般在四烟道进口烟气温度控制在650 ℃以下能有效缓解高温氯腐蚀。在试验工况下，炉膛温度有了明显降低，温度降低量在50 ℃左右。

(3)一般认为渗沥液的回喷会对增加四烟道进口位置三级过热器的高温腐蚀。但通过半年多的长周期运行后入炉检查后发现，该位置的受热面管外表面并没有明显的高温腐蚀加剧，基本上看不出变化。主要因素还在于渗沥液的回喷虽然导致烟气中Cl离子增加但以酸类存在的Cl离子相对减小，且受热面的环境温度能得到有效的控制，温度对于高温腐蚀还是比较关键。所以回喷量的控制反而能控制受热面高温腐蚀的速度。

通过半年多的运行实践表明，渗沥液回喷对其他系统和参数的影响，除以上几点外基本上没有明显的影响。

渗沥液回喷焚烧蒸发系统半年来的运行，给该厂处理了渗沥液量总计达11800 t左右，该系统每天用电量平均在64 kW·h，折算单小时用电功率在2.7 kW·h，极具经济效益。

5 结语

渗沥液回喷焚烧蒸发能有效地降低焚烧炉出口NOx的排放，对控制四烟道进口温度有着正面效应，对于其他系统及参数没有明显的影响，但解决了该公司每次临近梅雨季节渗沥液满池的情况。并且，渗沥液回喷焚烧蒸发系统低成本的运行，对降低渗沥液处置费用较为明显，极具使用价值与经济、社会效应。

[1]林荣榜.垃圾渗沥液的危害及其处理[J].环境管理，2007(1).

[2]张祥丹，王家民.城市垃圾渗沥液处理工艺介绍[J].给水排水，2000(6).

[3]黄 霞，刘 辉，吴少华.选择性非催化还原(SNCR)技术及其应用[J].电站系统工程，2008(7).

[4]刘 晋，蒋岚岚.垃圾焚烧厂渗沥液处理技术的研究[J].环境工程，2010(9).

[5]郭 冏.渗沥液回喷焚烧炉的可行性探讨[J].环境卫生工程，2013(11).