垃圾焚燒發(fā)電煙氣排放達(dá)歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)之技術(shù)措施
導(dǎo)讀：煙氣排放指標(biāo)中可自動(dòng)監(jiān)測(cè)的承諾值指標(biāo)，指日均值。從表1可以看出，除重金屬外，成都市九江環(huán)保發(fā)電廠的煙氣排放指標(biāo)必須達(dá)到歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)。為了保證焚燒爐的垃圾給料速度和配風(fēng)良好，本次在設(shè)計(jì)上對(duì)垃圾推料機(jī)的控制方法，根據(jù)美國(guó)卡萬(wàn)塔控股集團(tuán)公司的多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)(美國(guó)卡萬(wàn)塔控股集團(tuán)公司的垃圾焚燒發(fā)電廠最初也是采用德國(guó)馬丁公司的控制方法，發(fā)現(xiàn)存在推料行程控制不合理、垃圾料層厚度控制效果差等問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上提出改進(jìn)了的控制方法)在設(shè)計(jì)上進(jìn)行了改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：垃圾焚燒，發(fā)電，煙氣排放，技術(shù)措施
1.煙氣排放目標(biāo)值
在成都九江環(huán)保發(fā)電廠項(xiàng)目(成都市第二座焚燒市政生活垃圾發(fā)電的項(xiàng)目，正在建設(shè)中)上，成都市發(fā)改委與項(xiàng)目業(yè)主——成都九江環(huán)保發(fā)電有限公司簽訂的成都市九江發(fā)電廠項(xiàng)目《特許權(quán)協(xié)議》中煙氣排放要求如下表所列：
煙氣排放指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照表(表1)
| 序號(hào) | 項(xiàng)目 | 單位 | 《特許權(quán)協(xié)議》 承諾值（≤） | 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)值（≤） GB18485-2001《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》 | 歐洲標(biāo)準(zhǔn)值（≤） DIRECTIVE 2000/76/EC |
| 1 | 煙塵 | mg/Nm3 | 10 | 80 | 10 |
| 2 | 煙氣 黑度 | 林格曼黑度 | 1級(jí) | 1級(jí) | NA |
| 3 | CO | mg/Nm3 | 50 | 150 | 50 |
| 4 | NOX | mg/Nm3 | 200 | 400 | 200 |
| 5 | SOX | mg/Nm3 | 50 | 260 | 50 |
| 6 | HCl | mg/Nm3 | 10 | 75 | 10 |
| 7 | Hg | mg/Nm3 | 0.05 | 0.2 | 0.05 |
| 8 | Cd | mg/Nm3 | 0.1 | 0.1 | 0.05 |
| 9 | Pb | mg/Nm3 | 1.6 | 1.6 | |
| 10 | 二噁英 | ng TEQ/Nm³ | 0.1 | 1.0 | 0.1 |
注：1)以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下含11%O2的干煙氣為參考值換算。
2)煙氣最高黑度時(shí)間，在任何1h內(nèi)累計(jì)不得超過(guò)5min。。
3)煙氣排放指標(biāo)中可自動(dòng)監(jiān)測(cè)的承諾值指標(biāo)，指日均值。
從表1可以看出，除重金屬外，成都市九江環(huán)保發(fā)電廠的煙氣排放指標(biāo)必須達(dá)到歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)。
2.達(dá)歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)需加強(qiáng)控制的指標(biāo)
我們也可以通過(guò)對(duì)表1 所列中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)高于中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)值的項(xiàng)目除重金屬外，還有煙塵、CO、NOX、SOX、HCl、二惡因六項(xiàng)，目前中國(guó)已建成垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣排放指標(biāo)都能達(dá)到中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的要求，這是不容懷疑的，所以如果需要達(dá)到歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)，我們必須從設(shè)計(jì)上來(lái)確定選用什么樣的工藝和材料能夠?qū)崿F(xiàn)排放煙氣中的煙塵、CO、NOX、SOX、HCl、二惡因六項(xiàng)指標(biāo)也能滿(mǎn)足歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)的要求。
3.二惡因和CO排放達(dá)歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)保證措施
本次活性炭的噴入設(shè)計(jì)點(diǎn)選擇了兩處，一處在噴霧塔之前(此處煙溫為210℃，粉塵含量較大，酸性氣體尚未去除)，一處在噴霧塔和布袋除塵器之間(此處煙溫為150℃，粉塵含量大大減少，酸性氣體已經(jīng)去除)。將來(lái)運(yùn)行時(shí)，既可以選擇其中一處全量噴入，也可以選擇兩處在確？偭康那闆r下分別按一定比例噴入，共有三種運(yùn)行方式，為實(shí)現(xiàn)二惡因達(dá)歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)排放具備了多種調(diào)控手段，具體在運(yùn)營(yíng)期間如何進(jìn)行，完全取決于調(diào)試數(shù)據(jù)。
為了保證焚燒爐的垃圾給料速度和配風(fēng)良好，本次在設(shè)計(jì)上對(duì)垃圾推料機(jī)的控制方法，根據(jù)美國(guó)卡萬(wàn)塔控股集團(tuán)公司的多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)(美國(guó)卡萬(wàn)塔控股集團(tuán)公司的垃圾焚燒發(fā)電廠最初也是采用德國(guó)馬丁公司的控制方法，發(fā)現(xiàn)存在推料行程控制不合理、垃圾料層厚度控制效果差等問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上提出改進(jìn)了的控制方法)在設(shè)計(jì)上進(jìn)行了改進(jìn)。
4.工藝選擇和酸性氣體排放達(dá)歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)措施
美國(guó)卡萬(wàn)塔控股集團(tuán)公司所擁有的垃圾焚燒發(fā)電廠的煙氣處理工藝無(wú)一例外都采用半干法煙氣處理技術(shù)，即半干式噴霧塔+活性炭噴射+布袋除塵器。。
溫度為210℃左右的煙氣從余熱鍋爐尾部煙道進(jìn)入噴霧塔頂部，通過(guò)入口處的導(dǎo)流葉片使煙氣在噴霧塔內(nèi)旋轉(zhuǎn)、紊流流動(dòng)，同時(shí)向煙氣中噴入高比表面積的堿性中和劑—石灰漿液，與堿性中和劑進(jìn)行反應(yīng)以去除煙氣中的有害物質(zhì)(如HCl,HF,SO2等)。石灰漿液的量根據(jù)煙氣分析儀測(cè)量的酸性物質(zhì)(如HCl,HF,SO2)濃度進(jìn)行自動(dòng)控制，石灰漿液的稀釋水量根據(jù)噴霧塔的出口煙溫自動(dòng)調(diào)節(jié)。噴霧塔的進(jìn)口煙道上噴入比表面積極大和吸附能力非常強(qiáng)的活性炭，以除去煙氣中的二噁英和重金屬。。噴霧塔的出口煙氣進(jìn)入布袋除塵器以過(guò)濾煙氣中的粉塵，凈化后的煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)、煙囪達(dá)標(biāo)排放。
5.粉塵達(dá)歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)保證措施
無(wú)論是歐洲的垃圾焚燒發(fā)電廠，還是美國(guó)的垃圾焚燒發(fā)電廠，都使用布袋除塵器去粉塵裝置，其粉塵排放指標(biāo)都能很容易達(dá)到歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)的要求，國(guó)內(nèi)的垃圾焚燒發(fā)電廠也是使用布袋除塵器作為去粉塵裝置，而煙氣排放指標(biāo)卻很難長(zhǎng)期運(yùn)行達(dá)到歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)與國(guó)外專(zhuān)家、國(guó)內(nèi)外濾料供應(yīng)廠家進(jìn)行廣泛的溝通后取得了如下一致意見(jiàn)：在布袋除塵器的結(jié)構(gòu)和容量設(shè)計(jì)得到保證的情況下，粉塵排放能否達(dá)到歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵在于濾料的選擇，這主要是因?yàn)閲?guó)內(nèi)市政生活垃圾的含水量非常高，在垃圾池中存放期間會(huì)有10%～15%(比如重慶這樣的城市甚至在夏季這個(gè)數(shù)值高達(dá)40%)的滲濾液析出，而歐美等國(guó)家的市政生活垃圾沒(méi)有任何一點(diǎn)滲濾液析出，有時(shí)為了控制垃圾池的揚(yáng)塵，還噴水防塵。
因此，本次煙氣處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在確保布袋除塵器的結(jié)構(gòu)(取消了容易漏風(fēng)導(dǎo)致粉塵泄漏進(jìn)入凈煙氣的旁路煙道，這樣并且簡(jiǎn)化掉了操作控制不易的布袋除塵器進(jìn)口三通風(fēng)門(mén))和降低濾袋過(guò)濾風(fēng)速(增加過(guò)濾風(fēng)室面積，選擇離線清灰，即使在一個(gè)風(fēng)室處于離線吹灰期間，過(guò)濾風(fēng)速也僅為0.79米/分鐘，低于濾料廠家要求的0.9米/分鐘)的情況下，選擇了耐高溫(高達(dá)270℃)、耐潮解(無(wú)旁路的布袋除塵器啟停期間煙溫低、水分含量大)和耐酸的純PTFE濾料。
6.國(guó)內(nèi)案例佐證
福州紅廟嶺垃圾焚燒發(fā)電廠近期在美國(guó)卡萬(wàn)塔公司運(yùn)行技術(shù)專(zhuān)家的指導(dǎo)下，完全仿照美國(guó)卡萬(wàn)塔的煙氣處理工藝運(yùn)行條件，然后對(duì)煙氣排放指標(biāo)進(jìn)行了嚴(yán)格檢測(cè)(檢測(cè)單位：廈門(mén)環(huán)境煙氣檢測(cè)中心站)，福州紅廟嶺發(fā)電廠項(xiàng)目也沒(méi)有SNCR系統(tǒng)，其N(xiāo)OX能夠達(dá)到歐盟2000排放標(biāo)準(zhǔn)的原因在于垃圾熱值低(大約5000KJ/kg)，燃燒溫度相應(yīng)也低，NOX產(chǎn)生量相對(duì)就低。隨著將來(lái)垃圾熱值的上升(達(dá)到7000 KJ/kg～10000 KJ/kg)，燃燒中心溫度也會(huì)上升，在燃燒溫度高于1100℃，隨著燃燒溫度的進(jìn)一步提高，NOX產(chǎn)生量會(huì)大幅度增加。
7.展望成都市九江環(huán)保發(fā)電廠的煙氣排放指標(biāo)
通過(guò)以上論述和比較，我們完全可以相信，成都市九江環(huán)保發(fā)電廠項(xiàng)目雖然在煙氣處理工藝設(shè)計(jì)上仍舊選擇的是看上去非常普通的半干法(噴霧塔+活性炭噴射+布袋除塵器)，但是通過(guò)增加爐內(nèi)噴尿素工藝和選擇純PTFE濾料，煙氣排放指標(biāo)完全能夠達(dá)到歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)的要求。
讓我們拭目以待，成都市九江環(huán)保發(fā)電廠投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的那一天，將是中國(guó)垃圾焚燒處理環(huán)保事業(yè)劃時(shí)代的一刻，中國(guó)第一座達(dá)歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)的垃圾焚燒發(fā)電廠將從那一刻開(kāi)始運(yùn)行，首先，它將為成都這座美麗城市的可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)巨大的社會(huì)效益，其次，它也將為中國(guó)的垃圾焚燒處理事業(yè)樹(shù)立一個(gè)航標(biāo)燈，為縮短我國(guó)在垃圾焚燒處理上與歐美之間的差距指明方向。
8.結(jié)論
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)垃圾焚燒發(fā)電廠的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)遲早會(huì)提高到相當(dāng)于歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)的要求，目前加大對(duì)煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)研究和儲(chǔ)備，是一項(xiàng)必不可少的工作。把垃圾焚燒發(fā)電廠的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)提高到相當(dāng)于歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)的要求，并不是一項(xiàng)史無(wú)前例的工作，我們可以通過(guò)研究學(xué)習(xí)國(guó)外的技術(shù)，是有充分的信心做到這一點(diǎn)。但國(guó)內(nèi)垃圾焚燒相關(guān)的產(chǎn)業(yè)都要為此努力，并不僅僅是垃圾焚燒發(fā)電廠建設(shè)者的事情。
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