垃圾焚烧电厂烟气污染及控制

垃圾焚烧电厂烟气污染及控制垃圾焚烧电厂烟气污染及控制摘要:垃圾焚烧会产生二次污染,特别是焚烧烟气中含有剧毒物质二恶英,使原本极为推崇的垃圾焚烧发电项目倍受质疑。通过对垃圾焚烧电厂烟气排放标准的解读以及对烟气污染源特性的分析,探讨烟气污染防治对策及降低烟气污染物的有效途径。关键词关键词:垃圾焚烧电厂,排放标准,二恶英,烟气控制城市垃圾常规处理方法有填埋、焚烧和堆肥等。垃圾焚烧因其无害化较彻底、减容量大、处理时间短、可回收利用热能率高、占地面积小等优点被国内外大量采用。垃圾焚烧技术的核心是燃烧的合理组织和二次污染的防治,焚烧过程中烟气污染问题是制约垃圾焚烧电厂发展的最重要的原因。一、垃圾焚烧厂烟气排放标准一、垃圾焚烧厂烟气排放标准垃圾焚烧厂烟气排放应执行GB18485-2001标准。事实上,随着环保要求的日益严格及国家有关节能减排政策的实施,国内已有很多筹建的生活垃圾焚烧厂在烟气排放指标中将执行EU2000/76/EC(欧盟2000)标准。见表1。结合国内已运营企业的实际情况,我们简单对标准进行如下解读:1.现阶段,我国标准与欧盟标准相比还有很大距离,国内垃圾发电厂应确保烟气中的SO2、NOX、HCl等酸性气体及其他常规烟气污染物达到GB18485-2001标准,但对二恶英类物质的排放浓度,我们认为应参照执行EU2000/76/EC欧盟标准,即0.1TEQng/m3。2.通过低温燃烧技术在不装脱硝设施的情况下,烟气中NOX可满足GB18485-2001排放要求,但我们认为,在大城市或对氮氧化物有特殊控制要求的地区建设垃圾焚烧发电项目,还应加装脱硝装置,其他地区须预留脱除氮氧化物的空间。3.垃圾焚烧厂必须安装烟气自动连续监测装置,并与地方环保部门联网,由环保部门实时监控,确保排放真正达标。4.各企业应针对各自实际情况(如垃圾特性)对二恶英的辅助判别措施提出要求,对炉内燃烧温度、CO、含氧量等实施监测,对异常情况及时做出反应并处理。二、垃圾焚烧电厂工艺流程及污染源分析二、垃圾焚烧电厂工艺流程及污染源分析1.工艺流程工艺流程现以武汉青山地区垃圾焚烧发电厂为例,说明其工艺流程,如图1所示。该厂焚烧炉采用机械炉排炉。图1垃圾焚烧电厂工艺流程及产污环节垃圾收集后由封闭式垃圾运输车送至垃圾焚烧发电厂,称重后进入主厂房卸料大厅,卸下的垃圾进入垃圾库,垃圾库内的垃圾经吊车投入加料料斗,然后经推料装置送到焚烧炉中燃烧。垃圾在炉内依次通过炉排的干燥段、燃烧段和燃烬段,实现负压燃烧并达到完全燃烧。炉渣经水封式除渣装置排入炉渣坑,由炉渣抓斗将炉渣抓入密封汽车运往灰渣综合利用用户或垃圾填埋场处置。燃烧用的空气来自垃圾库内的气体,经风机及空气预热器预热后进入炉内燃烧。为最大限度地减少二恶英的排放,控制烟气在炉内温度为850℃以上且停留2s时间或更长。垃圾焚烧产生的高温烟气与余热锅炉发生热交换,余热锅炉吸收热量产生过热蒸汽,再由汽轮发电机变成电能。余热锅炉排出的烟气,进入急冷反应塔经喷水后,烟气温度从220℃急剧降到170～180℃,消石灰和助剂混合物喷入急冷反应塔与布袋除尘器间烟道,达到脱除酸性气体、吸附重金属和二恶英类物质的目的。随后通过布袋过滤,将烟气中的灰尘、反应生成物加以捕捉脱除,烟气中的污染物达标后,经引风机排入80m烟囱。除尘器脱除的飞灰在厂内固化后由汽车运往协议确定的危废填埋场处理。2.大气污染源分析大气污染源分析垃圾焚烧厂的废气是指垃圾在焚烧过程中产生的烟气,烟气中的主要污染物可以分为粉尘(颗粒物)、酸性气体(HCl、HF、SOX等)、重金属(Hg、Pb、Cr等)和有机剧毒性污染物(二恶英等)等几大类。国内外现有的技术无法完全解决垃圾焚烧过程中产生二恶英类物质,这已成为制约垃圾焚烧电厂发展的一个根本问题。多氯二苯异二恶英(polychlorinateddibenzo-p-dioxin简称PCDD)、多氯二苯异呋喃(polychlori2nateddibenzofuran,简称PODF)分别由75个和135个同族体(congener)构成,它们的化学结构相似,常写成PCDD/Fs,俗称二恶英(dioxin)。由于二恶英类物质所特有的剧毒性、稳定性和长期残留性,所以它是废弃物中需特别注意的有害成分。通常认为,二恶英产生机理如下。一是直接产生:焚烧物中含有石油产品、含氯塑料(聚氯乙烯、聚氯亚乙烯、聚氯树脂等)是二恶英的前体(precursor),在燃烧过程中经热分解后,分子重排形成二恶英及前驱物(CHLOROPHE2NOL、CHLOROBENENE),此类反应发生的温度在600℃左右。二是前驱物转化:厨房垃圾中含有NaCl、KCl、MgCl2等盐,与烟气中的SO2发生一系列反应,使烟气中HCl浓度增加,同时垃圾中的Cu将被氧化生成Cu的氧化物后与HC