张爱庆
摘 要:近年来,随着人们生活水平的提高,城市化进程的发展,生活垃圾的问题变得越来越严峻。垃圾焚烧行业呈现出井喷式的增长,在不断发展的过程中需要对工艺进一步优化,以达到最大程度的利用资源,推动垃圾焚烧行业健康有序的发展。
关键词:垃圾焚烧
引言
随着我国城市人口增多,人们的生活水平提高,各种各样的生活垃圾越来越多,如果处理不当不仅会占用很大的土地面积,而且会污染大气,水源,土壤等。欧洲和日本的垃圾焚烧已很成熟,而我国的垃圾发电行业正处于蓬勃发展的阶段,理论、工艺、技术上还有很大的进步空间。垃圾焚烧的系统优化对于垃圾处理无害化、减量化和资源化有着重要的意义。
垃圾焚烧厂处理系统主要有:上料接收及储存系统、垃圾焚烧系统、烟气净化系统、余热利用系统、渗沥液处理系统、水处理系统、炉渣处理系统、飞灰处理系统、上网系统、辅助系统等。
1.上料接收系统
地磅是垃圾焚烧厂的第一道工序,涉及到垃圾车的信息的采集,称重等,十分重要。因此,在地磅系统的设计过程中要注意如何安全稳定的保证地磅系统的连续平稳的运行。以设计值为1800t的垃圾焚烧厂为例,每天进厂垃圾约2000t左右,进厂车辆将近500车次。这么频繁的记录如果是采用人工操作,工作效率将会非常的低。现在较为方便快捷的记录方式可以实现无人值守,采用车牌识别功能,将进出厂车辆的毛重和皮重进行称重,得到相应的信息后将车辆自动放行,在这过程中将相应的信息存储到系统中并上传到所管辖的政府部门,实现监管同步。磅体设计为两用一备双向可以过磅,地磅记录系统工控机设计为两用一备,这样就能保证了地磅系统稳定可靠的运行。地磅系统的设计为防滑行磅体表,磅房及磅体设计顶棚,如果是在南方可以避免雨水的侵袭,阳光的暴晒,而在北方也可以防止冬季雨雪造成磅體的湿滑,可以大大降低垃圾车的在磅体处的交通事故。
2.垃圾仓的管理
垃圾仓是垃圾焚烧厂的原料供应站,这里的管理关系到焚烧炉燃烧工况的连续稳定,关系到渗沥液的处理,如果管理不当将会直接影响焚烧厂的正常运行。生活垃圾被运到垃圾仓后,一般要存放5-7天,待沥出水分,充分沥水后再投入焚烧炉进行焚烧。垃圾池内的垃圾要划区域管理,新垃圾和陈腐垃圾要区分开,推放期间要注意防止垃圾坍塌。
在垃圾仓的管理中,垃圾渗沥液的导排是一项重要工作之一。以北方为例,夏季经过垃圾转运站运到垃圾焚烧厂的垃圾含水率一般在20%以上,雨季含水率会更高。以设计值为1800t的垃圾焚烧厂为例,每天进厂垃圾约2000t左右,平均每日沥出的渗沥液约400t左右,如果渗沥液导排不畅,垃圾池内就会存放大量的渗沥液,垃圾将浸泡在渗沥液中,将会大大降低垃圾的热值,影响垃圾在焚烧炉内的燃烧或燃烧不充分,热效率降低。因此,对于垃圾仓的管理的另一项重点工作就是要定期检查垃圾池下的排水格栅及收集沟道,做到及时疏通,及时清理,避免垃圾仓内积累过多的渗沥液,使垃圾在垃圾仓内能充分沥水。由于垃圾池、渗沥液收集沟道均属于有限空间,工作环境差、危险性高,因此在清理作业时必须严格执行有限空间操作规程。
3.垃圾焚烧厂的异味控制
垃圾焚烧厂作为一个环保型企业,不但要保证各项污染物排放指标的达标,同时更要有效的控制异味。垃圾异味的来源主要是垃圾运输通道、垃圾卸料平台,垃圾仓,焚烧炉、渗沥液处理站等。
对于垃圾焚烧厂的异味控制的原则是源头控制。控制的方法主要有主动控制和被动控制。
主动控制的方法有:工艺技术控制,包括:一次风抽取、应急除臭、区域固定除臭喷淋、负压或正压取风或送风。
被动控制的方法主要有: 密闭门窗或通道、人工清理或清洗、人工临时性除臭作业。
第一控制的是源头,垃圾卸料平台采用至植物液喷淋技术,喷头分布在卸料平台的顶棚,通过自动控制系统控制植物液的喷量和时间,可以有效的控制异味。垃圾卸料平台与垃圾仓相连,在垃圾车进入引桥的地方设置快速关闭门,当垃圾车进入引桥后,快速关闭们关闭,避免长时间异味外溢。
第二将一次风风口设计在垃圾仓,卸料平台和垃圾仓形成负压,使垃圾仓和引桥的异味空气进入焚烧炉内,在起到助燃垃圾的同时,又能将异味空气进行充分燃烧。焚烧炉的二次风口设计在厂房焚烧炉上方,这样将厂房内的异味空气得到利用,使其引导焚烧炉内进行充分燃烧,也起到了异味控制的作用。
第三是控制焚烧炉的入炉垃圾,将垃圾滤干充分发酵后再投入焚烧炉内,保证焚烧炉内温度和工况的稳定,垃圾得到充分燃烧,就会大大减少异味外溢。
第四是设置应急除臭系统。以设计规模3台焚烧炉为例,当焚烧炉运行时,一次风机将垃圾池内被垃圾恶臭物质污染的空气送入焚烧炉内,甲烷、硫化氢、甲硫醚等恶臭物质在焚烧炉内燃烧、分解,从而达到除臭的目的。由于一次风机抽取垃圾池内大量空气,维持了垃圾池的负压状态,因此垃圾池内臭气不向外逸散,可以很好保证垃圾焚烧发电厂所在区域的空气质量。当有2台锅炉停止运行或3台锅炉全部停止运行时,焚烧炉不再抽取垃圾池内空气,或抽取的空气不能维持垃圾池的负压,在这两种情况下,运行垃圾池应急除臭系统。垃圾池应急除臭系统抽取的垃圾池的空气首先经过光氧催化废气净化装置的催化氧化分解,将高分子有机物分解为SO2、SO3、CO2等低分子无机物,最后再经过箱式活性碳吸附装置内的活性炭吸附处理,起到除臭的作用。
4.烟气排放指标的有效控制
垃圾焚烧厂排放的废气主要来自于焚烧过程所产生的烟气,其主要污染物为粉尘、氯化氢(HCl)、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)、一氧化碳(CO)、有机污染物、二恶英及重金属等。通过控制系统可以实现垃圾焚烧、热能利用、烟气处理等过程的高度自动化,控制设定的燃烧条件。炉膛温度在850℃到1050℃,烟气停留时间大于2秒,可以对二恶英进行有效的控制,达到初级减排的目的,这就需要在锅炉设计的过程中进行计算,炉膛要有足够的高度。在运行中,运行人员也要严格控制炉膛温度,使其炉膛温度在850℃到1050℃内。
目前国内常用的烟气处理工艺是SNCR+半干法+干法+活性炭吸附+布袋除尘+SCR。
1)SNCR技术是向烟气中喷氨或尿素等含有NH3基的还原剂,在高温(烟道气流中产生的氨自由基与NOx反应,把NO还原成N2和H2O。一般来说,SNCR脱硝效率可达80%。
2)半干法脱酸是采用(CaO)或者(Ca(OH)2)为原料,制备氢氧化钙溶液,利用喷嘴或旋转雾化器将氢氧化钙溶液喷入反应塔内,通过雾化轮转动形成很小的液滴与酸性气体进行反应。
3)干法脱酸一般用药剂(如NaHCO3、Ca(OH)2)与酸性气体进行中和反应,一般放在反应塔前后,作为反应塔故障时的备用脱酸设备。
4)活性炭的作用是吸附有机物(二恶英等)和重金属。
5)布袋除尘器一般会布置多个仓室,烟气在通过滤袋的过程中能够有效的吸附颗粒物、有机物(二恶英等)和重金属。
6)SCR选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction,SCR):在催化剂(如V2O5/TiO2和V2O5WO3/TiO2)作用下,还原剂NH3在290-400℃下将NO和NO2还原成N2,而几乎不发生NH3的氧化反应,从而提高了N2的选择性,减少了NH3的消耗。氮氧化合物在催化剂表面转化成氮气和水SCR具有很高的脱硝效率(70-90%),它是成熟的脱硝工艺,是脱硝应用最广泛的技术。
5.结语
目前,我国部分城市已开展垃圾分类,通过分类将使垃圾的种类更明确,这也将有助于垃圾焚烧行业的发展。垃圾焚烧优势很明显,既可以避免侵占大量的土地,又可以利用垃圾焚烧产生的热能进行发电获得可观的经济利益。因此,在中国城市化发展过程中,垃圾焚烧将会结伴而行,它将推动城市化建设朝着环保,健康有序的方向发展。