生活垃圾焚燒廠煙氣處理系統提標改造
摘要：以江蘇某垃圾焚燒發電廠為例，介紹了環保提標改造的方案，并比較改造前后環保和經濟效益，對生活垃圾焚燒廠煙氣處理系統提標改造具有一定的參考意義。
0引言
現階段國內生活垃圾焚燒廠設計、建設、調試、驗收和運行控制均依據《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485~2001)要求。截止2011年底全國投入運行的生活垃圾焚燒發電廠有120座，總處理能力達10.2萬t/d，預計到“十二五”末我國生活垃圾焚燒項目將超過300座，13焚燒垃圾量達30.7萬t，煙氣排放量將會增加。
隨著公眾關注度和環保意識的增加，環保部頒布了《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485—2014)(以下簡稱2014版標準)，與2001版標準相比，不僅大幅收嚴了二氧化硫、氮氧化物、顆粒物等常規污染物和二口惡英、重金屬等特征污染物的排放限值，還增加了一氧化碳等工況控制指標，并且同時還對入爐廢物、監測要求等做出了相應的修訂，要求所有的已建、在建和將建的生活垃圾焚燒項目從2016年1月1日開始執行2014版標準。
本文分析江蘇某垃圾焚燒發電廠煙氣處理系統存在的問題及提標改造難點，根據煙氣中各組分處理原理及相關煙氣處理系統改造案例提出改造方案，并對改造后環保及經濟效益分析說明，為垃圾焚燒發電廠煙氣處理系統提標改造提供一種思路。
江蘇某垃圾焚燒發電廠用于處理生活垃圾，于2006年9月投入運行，年處理生活垃圾規模28萬t。公司裝備3×250t爐排焚燒爐(3×22t/h余熱鍋爐)，配備2X6MW中溫中壓純凝汽輪發電機組。煙氣處理系統采用的工藝為“急冷塔+干法(消石灰)+活性炭+布袋除塵器”，見圖1，飛灰經螯合穩定化處理后，送人生活垃圾填埋場填埋。
2煙氣處理系統存在問題
2.1煙氣排放指標改造問題
(1)煙氣排放HCl和SO2方面煙氣出口設計HCl和SO2排放指標分別為75mg/m3和260mg/m3，而目前運行狀況煙氣中HCI和S02排放質量濃度分別在10～65mg/m3和40～100mg/m3范圍內波動，煙氣中HCl和SO2排放濃度不能完全滿足2014版標準HC1日均≤50mg/m3和SO2日均≤80mg/m3的要求。
(2)煙氣排放顆粒物指標方面
布袋除塵器設計出口煙氣顆粒物質量濃度為<80mg/m3。根據監測結果，煙氣排放顆粒物質量濃度一般在20～30mg/m3，不能完全滿足2014版標準顆粒物日均≤20mg/m3的要求。本項目布袋除塵器過濾面積為1850m2，設計氣布流速<1m/min(實際0.81m/min)，而南海綠電垃圾焚燒項目布袋除塵器氣布流速為0.65m/rain，其煙氣排放顆粒物濃度測量值一般<5mg/m3。分析認為煙氣顆粒物濃度偏大是氣布流速設計取值較高造成的。
(3)煙氣排放NO指標方面
煙氣出口設計NO排放指標為400m#m3，而目前煙氣NO排放指標一般在150～350mg/m3，不能完全滿足2014版標準NO日均≤250me/m3的要求。
(4)煙氣處理HC1處理能力
原煙氣處理系統設計HC1處理能力人口質量濃度為1500mg/m3，2014版標準增加經消毒的醫療廢物可入廠焚燒，而根據實際運行發現醫療廢物經焚燒后產生HCI質量濃度高達40OO～5000mg/m3;原設計脫酸劑消石灰反應效率低，一般在70%左右;為保證脫酸效率，鈣硫比高達2.5以上，消石灰耗用量特別高，同時也增加了飛灰螯合穩定系統運行負擔。
2.2煙氣在線監測設備
1#、2、3#煙氣處理系統出口各設一臺煙氣在
線監測裝置，其中核心部件均為德國原裝產品，當出現故障后國內公司無修復能力，需返回德國原廠檢修，檢修周期一般為2—3個月。因此，當煙氣在線監測裝置核心部件出現故障后，會造成2—3個月內煙氣指標無法監測和顯示的情況，對煙氣處理系統的調整和煙氣排放指標極為不利，更不符合環保管理要求。
另外，在起停爐溫度控制方面，多次起停爐試驗，在不投垃圾情況下，現有的燃燒器只能將爐溫保持在650左右，無法滿足2014版標準——起爐溫度850再垃圾入爐的要求。同時，目前活性炭輸送管道常發生堵管現象，影響煙氣重金屬和二嗾去除效果。
3煙氣處理原理
在煙氣進入急冷時噴入NaOH稀溶液，降低煙氣溫度同時去除煙氣部分so2和HC1，后續采用碳酸氫鈉粉作為脫酸劑進一步脫除酸性氣體，吸附雜質后的碳酸氫鈉附著在袋式除塵器濾袋表面，可以保護除塵器。
因本次提標改造考慮選擇反應效率高的脫酸劑來提高處理效率，現在使用Ca(OH)2反應效率低而不能完全達到2014版標準煙氣排放濃度。垃圾焚燒廠中碳酸氫鈉干法脫酸工藝目前在法國、德國超過48個焚燒廠的應用業績，國內的上海江橋生活垃圾焚燒廠技改工程增設以NaI-ICO作為酸藥劑的干法工藝，使改造后的酸性氣體排放指標達到歐盟2000標準及2014版標準。根據發達國家運行情況發現，溫度和自身化學反應活性會影響Ca(OH)2吸收效率，低溫有利于Ca(OH)2吸收效率提高，但是煙氣中HCl，SO2濃度較低時，ca(OH)2吸收效率就會降低，而NaHCO基本不受煙氣溫度和自身化學反應活性的影響。干法脫酸劑選擇碳酸氫鈉粉末對煙氣脫酸效果比較好。
袋式除塵器是干式濾塵裝置，它適用于捕集細小、干燥、非纖維性粉塵。煙氣脫氮反應原理：在第—燃燒室850～950oC溫度區間內，噴人氨水稀溶液，起到脫除NO的目的。經研究發現：焚燒過程中產生的二哩英，當爐堂溫度超過850、煙氣停留時間超過2S以上時，二口騏會被充分燃燒分解成為水和二氧化碳，提高起爐溫度可以減少煙氣中二噁英排放量。
4改造方案
4.1HCl和SO2處理改造方案
(1)增加NaOH稀釋系統，NaOH使用滲濾液處理站NF膜系統產淡水稀釋，稀釋后的NaOH溶液通過噴水減溫系統噴人急冷塔與煙氣充分混合，NaOH與煙氣中的酸性氣體發生中和反應，就達到了去除部分HCl、SO2和煙氣降溫的二個目的。
(2)從原消石灰儲倉到吸收塔再增加一路噴射管路，堵管時便于及時切換。脫酸劑由氫氧化鈣改為碳酸氫鈉，能提高整個系統的脫酸效率。
4.2顆粒物處理改造方案
借鑒南海綠電垃圾焚燒煙氣改造經驗，調整布袋除塵器氣布流速為0.65m/min。對布袋除塵器進行改造，增加過濾面積175m2(即增加58只160×6000PTFE腹膜濾袋)，能夠降低煙氣顆粒物濃度。
4.3NO改造方案
增加SNCR(氨水)系統一套，包括氨水溶液制備儲存模塊、在線稀釋模塊、計量與分配模塊、噴射模塊、壓縮空氣模塊、監視和反饋控制模塊，具體實現NOx達標排放和氨水耗量的最優控制功能，保證煙氣。
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