章益焘
(浙江融智能源科技有限公司 浙江杭州 310030)
垃圾焚烧发电厂的烟气处理装置是一个一次性、绿色环保性投入,是顺应可持续发展的表现,其在垃圾焚烧发电厂的整个工程建设中占据很大比重,其造价约占整个工程造价的三分之一,因此如何顺应资源节约和环境保护的发展趋势,选择科学合理的烟气净化方案是十分重要的。只有选择合适的烟气净化技术才能以最小的投入成本换来更高的社会效益和经济效益。
垃圾焚烧的烟气处理工艺就是对烟气中的酸性气体、氮氧化物、烟尘颗粒物及其他会对空气环境造成污染的气体的防治和消减,避免其散发到空气中,对空气环境造成污染。首先是氮氧化物的去除工艺,其主要有两种方式,即选择性非催化还原法(SNCR)和选择性催化还原法(SCR),选择性非催化还原法是以氨水或尿素溶液作为还原剂,通过喷枪直接喷入炉膛,在高温下与氮氧化物反应生成氮气和水从而降低氮氧化物的排放浓度,选择性催化还原法是在催化剂作用下,将氮氧化物还原成氮气和水从而来控制氮氧化物排放浓度,两者相比选择性催化还原法的脱氮效果更好,但其成本也较高,从国内已有投产项目运营情况分析,配备SNCR系统基本满足氮氧化物排放要求[1];其次是酸性气体的脱除工艺,主要分干法、半干法、湿法三种,干法的一种是在烟气管中喷如脱酸药剂,另一种是在反应塔内进行反应,都是通过药剂与酸性气体发生中和反应从而达到降低酸性的效果,半干法是用氧化钙和氢氧化钙结合制成氢氧化钙溶液与酸性气体进行反应,湿法是用配置好的烧碱溶液与酸性气体反应;还有烟尘处理工艺、重金属处理工艺、有害气体处理工艺等等都是通过一定的化学反应来降低对空气有害气体的浓度。
干式脱酸法与半干式脱酸法相比很相似,但是脱酸效果没有半干式脱酸法好,半干法的最大特点是充分利用烟气中的余热使吸收剂中的水分蒸发,避免了湿法净化技术的缺点,其净化过程是使碱性吸收剂与酸性气体发生反应而得到干燥的盐类反应物,再利用除尘器加以吸收,这样不仅提高了脱酸效率,而且得到了易于回收的粉状固态物质利于后期工作的进行。半干式脱酸法的优点有净化效率高,设备简单,对负荷波动适应性好,操作方便,水耗量小,易于回收等等。半干式脱酸法在国内外焚烧厂取得的良好业绩有效的证明了其可靠性和可持续发展性。
静电除尘器和布袋除尘器均能达到污染物排放标准,静电除尘器的可提升空间不大,但布袋除尘器采用新型材质,除了脱除微小颗粒物的效果良好,对重金属及一些有害物质也具有一定脱除作用[2]。随着国际对可持续发展的重视和绿色环保节能思想的提倡,对垃圾焚烧排放烟气的要求标准也更高,然而采用布袋除尘器,在不断的升级换代中只需要在系统中添加活性炭,增加对其他物质的吸附并由布袋除尘器收集整理即可,无需对系统做较大的改动,减少在更新升级过程中的再投入。布袋除尘器除了能够明显减少压力损失,还能提高对物质酸度控制能力,由此看来布袋除尘器显然比静电除尘器有利。
根据烟气处理和污染排放标准,烟气处理系统由脱酸系统和除尘设备组成,现行的工艺组合常见有四种:第一种是静电或布袋除尘器与湿式洗涤塔;第二种是半干式脱酸塔与布袋除尘器;第三种是半干式脱酸塔与静电除尘器;第四种是干式脱酸塔与布袋式或静电式除尘器。这四种组合方式各有特点,哪种是最有效的组合方式还要视实际情况而定。
半干式脱酸塔有多种形式,如喷雾干燥吸收塔、气体悬浮式吸收塔、增湿吸收塔、循环灰吸收法等等[3]。喷雾干燥吸收塔优点是净化效率高,操作运行简便,但雾化效果相对较差;气体悬浮式吸收塔设备体积较大且复杂;增湿吸收塔设备简单,操作方便维修量小,其过程更清洁,生成物易于处理,更加符合可持续发展和环保节约的理念;循环灰吸收法相比过程较复杂,且脱酸效率较低。
综上所述,垃圾焚烧的烟气净化处理是垃圾焚烧电厂需要解决的一个关键问题,对于净化方案的选取要从多个方面进行分析,全面考虑各种方式的优点和缺点。垃圾焚烧所产生的烟气如果不及时处理和得到净化,对空气会造成严重污染,因此必须严格执行净化工艺使烟气的净化达到最佳效果。本文针对垃圾焚烧发电厂烟气处理的方案选择提出了建设性建议,仅供相关人员参考。