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垃圾焚燒發電廠煙氣污染控制及防治對策簡析
2020-01-13 分享
 垃圾焚燒發電廠煙氣污染控制及防治對策簡析

    1 垃圾焚燒爐控制問題
  垃圾焚燒過程是煙氣污染問題產生的主要階段,在垃圾焚燒的過程中對污染氣體的控制是非常重要的。垃圾在焚燒爐內焚燒時所產生的二噁英、酸性氣體和重金屬物質等,會引起焚燒爐內壁的腐蝕,加速焚燒爐的損壞。因此,為了減少焚燒煙氣對焚燒爐的腐蝕,在垃圾焚燒前應該在垃圾上噴灑一層石灰以及在焚燒爐內部涂上CaO防護膜,以減少高溫條件下酸性氣體的腐蝕作用。同時,考慮到二噁英的化學性質,應該選擇性能良好的爐排爐或循環流化床焚燒爐,并在垃圾燃燒的過程中出現燃燒工況惡化時加入煤或天然氣保證燃燒工況良好進行。在焚燒爐內溫度達到一定的標準之后,垃圾能夠進行充分燃燒有效減少二噁英的產生,并且通過保證污染煙氣在焚燒爐內能夠停滯至少3秒鐘,可以保證焚燒過程中產生的二噁英能夠得到充分降解,然后再進行燃氣的排放,這樣能夠極大減少焚燒煙氣中二噁英的含量。在重金屬物質的控制方面,要注重控制焚燒爐中的排氣裝置,把握好氧氣的供給量,保證有氧燃燒充分,這樣可以有效地減少金屬氧化物的產生,相應的酸性氣體的產生也會大大減少。

  2 抑制煙氣污染物的產生
  要想做好垃圾焚燒發電廠煙氣污染的治理問題,無非要從兩個方面入手:一方面改進技術和設備,減少煙氣污染物的生成;另一方面就是要加大治理措施,有效治理煙氣的污染問題。在抑制煙氣污染物的產生方面,要注重的是做好垃圾焚燒爐的選擇和燃燒調整管理工作。

  先,在垃圾焚燒爐的選擇方面,我國目前應用為廣泛的焚燒爐主要有兩種,分別是機械爐排爐和循環流化床鍋爐。當前,機械爐排爐相關的技術和實際運行經驗都比較成熟和完備,相比其他焚燒爐而言具備更高的燃燒效率,滿足焚燒熱值比較大的垃圾焚燒發電廠的需求。同時也因為具備良好的減容效果,機械爐排爐在一些大型的垃圾焚燒發電廠中使用得比較廣泛。但是這一焚燒爐也存在一定的缺陷,因其規模比較大并且技術要求比較高,在施工前期的資本投入比較大,會給垃圾焚燒發電單位帶來比較大的經濟壓力。同時,在垃圾焚燒的過程中工作人員難以進行有效的干預,難以對垃圾焚燒的條件進行有效的控制,進而使得一旦焚燒爐內垃圾的熱值發生了變化,焚燒爐的溫度也會隨之發生變化,且變化的幅度比較大,這就使得二噁英分解的充分性得不到有效的保證。在這種情況下,發電單位為了保證煙氣污染問題的治理情況,必須配以完善的煙氣凈化措施。相比之下,循環流化床焚燒爐具備更好的適應性。循環流化床焚燒的調節區間比較大,流化床內的顆粒擾動比較劇烈,傳熱的效果優良,這樣有利于低熱值高水分垃圾的充分燃燒。同時,通過延長垃圾在循環流化床內停留的時間,可以實現垃圾的充分燃燒,進而有效減少污染煙氣的形成。但是,循環流化床對顆粒的要求比較高,并且要求工作人員要嚴格控制入爐垃圾的質量,不僅要對入爐垃圾進行一定的預處理,使之更加符合充分燃燒的條件,還要根據不同垃圾的性狀和發電單位所追求的焚燒環保目標來選擇一定的輔助燃料,通過垃圾與燃料的充分摻和來進一步提升焚燒效果,但是這樣就會增加垃圾焚燒發電廠的成本。目前,因我國垃圾分類情況不佳,爐排爐在許多大中型的垃圾焚燒發電廠得到廣泛應用,循環流化床焚燒爐在一些中型的垃圾焚燒發電廠中使用得比較廣泛。

  經過上述分析,可以認識到這兩種常見的垃圾焚燒爐都存在著一定的局限性,不僅無法實行在對垃圾進行充分燃燒的基礎上大限度減少污染煙氣的產生的要求,而且經濟性不夠突出,會給發電單位帶來更多的成本耗費。在這樣的背景下,一種新型的焚燒爐逐漸成熟和完善起來,這就是控氣型焚燒爐??貧庑头贌隣t充分借助了控制燃燒的原理,即當燃燒環境為中溫厭氧時,垃圾雖然沒有被充分燃燒,但是能夠被分解,然后產生大量的可燃性氣體。這樣就可以在高溫時垃圾被完全燃燒的基礎之上,利用焚燒爐的余熱并借助垃圾分解過程中生成的可燃性氣體實現剩余垃圾的充分燃燒,有效回收利用了剩余的熱量。當焚燒爐內的溫度達到1000℃以上時,在保證一定焚燒時間的基礎上,可以將二噁英進行充分的燃燒和分解,有效杜絕二噁英排放到空氣中的可能性。同時,控氣型焚燒爐中垃圾焚燒和分解過程的實現,需要借助第二燃燒室,這樣就可以有效降低煙塵的產生和排放量,發電單位也不用再增加成本耗費專門用于除塵凈化設備的建設,就可以保證焚燒爐所排放出來的煙塵氣體直接達到規定的排放標準。

  目前,控氣型焚燒爐在我國使用的還比較少,仍然處于研究和試用階段,還沒有得到大規模的推廣和使用。因此,要積極加大研究和開發力度,并且不斷改善當前我國垃圾的處理和分類工作,逐步發掘應用控氣型焚燒爐的巨大潛力。垃圾焚燒發電廠在選擇垃圾焚燒爐時,要注重結合自身的經濟情況和發電規模,選擇合適的垃圾焚燒設備和方式,并根據相關設備的優勢和不足及時采取相應的配套設施和技術來進行完善,比如加強焚燒爐質量的控制和管理工作、合理控制焚燒爐內的風速和氧含量以及焚燒混合材料的選擇等,不斷改善垃圾焚燒爐的性能,保證在垃圾得到充分燃燒的基礎上,實現對污染煙氣排放的有效控制。

  3 煙氣凈化工作控制分析
  煙氣凈化工作處于垃圾焚燒發電廠煙氣排放之后,是對煙氣污染進行有效控制和科學治理的關鍵措施。在當前我國垃圾發電廠的煙氣凈化工作方面,常用的是“煙氣冷卻+石灰中和+活性炭吸附+袋式除塵器”的組合工藝,通過這一系列工序的連續處理來實現對焚燒排放煙氣的有效處理,下面針對不同的凈化工藝展開具體的原理分析。

  煙氣冷卻。煙氣冷卻在減溫塔中進行,是對從垃圾焚燒爐中排放出來的煙塵氣體進行的步的凈化處理。借助減溫塔的作用,從垃圾焚燒爐中排放出來的高溫煙氣能夠迅速降溫至160℃~180℃,而二噁英再次形成的溫度條件是250℃~300℃,這樣就能夠有效避開二噁英形成的溫度區間,有效減少煙氣排放中二噁英的含量。

  石灰中和。在減溫塔進行煙氣冷卻的同時,可以添加脫酸劑,比如CaO等,能夠有效中和二氧化硫、氯化氫等酸性氣體,降低排放煙氣中酸性氣體的含量?;钚蕴课?。在實際的凈化過程中,活性炭吸附裝置應位于減溫塔和除塵器之間,專門用于對經過降溫處理的煙塵氣體進行進一步的凈化處理?;钚蕴课窖b置用來吸附煙塵氣體中所含的重金屬物質,并且其強大的吸附能力能夠對經過降溫處理的煙氣中所殘留的二噁英進行二次處理,也包括在減溫塔中又重新生成的二噁英物質,活性炭吸附裝置能夠有效將其吸附,進一步保證了排放煙塵的質量安全。

  袋式除塵器。經過焚燒爐燃燒的垃圾所產生的煙氣含沙量比較大,尤其是對于爐排爐、循環流化床焚燒爐而言,如果不能對煙氣中的煙塵進行有效的處理,就會引起嚴重的煙塵污染。袋式除塵器也是焚燒氣體凈化的后一個階段的裝置,是一種非常有效的除塵裝置。借助袋式除塵器不僅使一般直徑大小的顆粒物能夠得到有效的吸附,已經揮發的重金屬物質和一些酸化物、氧化物等可以直接凝結成氣溶膠的形式,被袋式除塵器吸捕,并且袋式除塵器能夠有效吸捕附著在灰分上的和之前在活性炭吸附環節附著在活性炭顆粒上的二噁英物質,進而實現對整個垃圾焚燒排放煙氣的終凈化過程。在袋式除塵階段,要注重控制好除塵的溫度不能超過200℃,否則將達到二噁英生成的溫度條件,也不利于有機類和重金屬污染物的吸除。

  雖然這一套煙氣凈化處理技術能夠實現對垃圾焚燒煙氣的充分有效的凈化,但是這一組合技術的應用也存在著一些問題。先,整個過程面臨著二次污染物重復產生的風險,為了保證煙氣能夠達到排放的標準,發電單位必須加大資金投入,建立完備的尾氣處理裝置,這就大大增加了垃圾焚燒發電廠的成本,進一步加劇了發電廠投資高、運營成本高的局面;其次,整個凈化過程需要耗費大量的石灰、活性炭,且這些石灰、活性炭無法循環再生,也會對環境造成一定的影響。

 
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