城市生活垃圾焚烧过程中二次污染物的生成与控制

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都会生涯垃圾焚烧发电手艺的研究及应用

北极星垃圾发电网  
泉源:中国环保产业    
2020/11/5 11:27:16  我要投稿  
  关键词:生涯垃圾焚烧发电 生物质能 垃圾焚烧炉

北极星垃圾发电网讯:摘要：基于我国都会生涯垃圾多水分、低热值的特点，某市都会生涯垃圾焚烧发电项目，接纳新型“顺推干燥+逆推燃烧燃尽”结构的复合式机械炉排炉。运用“SNCR脱硝+半干法脱酸+消石灰干粉喷射+活性炭喷射装置+布袋除尘器”烟气净化系统处置、炉渣有用行使+飞灰接纳稳固剂+水泥固化/稳固化的灰渣处置系统，“预处置+混凝沉淀+厌氧+外置式MBR（膜生物反应器）+NF（纳滤）/RO（反渗透）”渗滤液处置系统，解决了焚烧发电发生的废气、废渣、废水问题。

关键词：生涯垃圾；垃圾焚烧发电；机械炉排炉；烟气净化

弁言

随着都会人口日益增添，生涯垃圾逐年上升。生涯垃圾带来的环境污染日趋严重。2016年10月国家能源局印发《生物质能生长“十三五”设计》指出：在人口麋集、具备条件的大中都会稳步推进生涯垃圾焚烧发电项目建设。激励建设垃圾焚烧热电联产项目。加速应用现代垃圾焚烧处置及污染防治手艺，提高垃圾焚烧发电环保水平。到2020年，生物质能基本实现商业化和规模化行使。城镇生涯垃圾焚烧发电750万千瓦。2016年12月，国家生长和革新委员会、住房和城乡建设部团结印发《“十三五”天下城镇生涯垃圾无害化处置设施建设设计》指出：到2020 年底，设市都会生涯垃圾焚烧处置能力占无害化处置总能力的50%以上，其中东部地区达60%以上。生涯垃圾焚烧发电是现在海内外实现生涯垃圾“无害化、减量化、资源化”的重要途径。

1、工程概况

某都会生涯垃圾焚烧发电厂项目接纳炉排炉焚烧手艺，设计生涯垃圾总处置规模为1500t/d。一期规模为1000t/d，平均年处置生涯垃圾45.34万t，建设两条2×500t/d的生涯垃圾焚烧线及余热锅炉+1×18MW凝汽式汽轮发电机组。机、炉的参数选定为中温、中压（锅炉4.0MPa、400°C；汽机3.83MPa、395°C）。预留1×500t/d的生涯垃圾焚烧线及配套系统扩建园地。工程年处置原生垃圾36.5万t，年发电量约为9.77×107kW・h。项目由主体工程（包罗焚烧炉、余热锅炉、汽轮机、发电机、主厂房）、公用工程（包罗供水、排水、电力等系统）、辅助工程（包罗燃油设施、压缩空气系统、化学水系统、垃圾贮存系统、门卫室）、环保工程（包罗烟气净化系统、炉渣处置系统、飞灰处置系统、渗透液处置系统等）组成。

2、工艺系统

该项目接纳炉排焚烧，焚烧工艺分为八大系统：垃圾吸收储存与运送系统、垃圾焚烧系统、热能行使系统、烟气净化系统、炉渣处置系统、飞灰处置系统、渗滤液处置系统、循环冷却水系统。

垃圾车经地磅秤称重后进入垃圾卸料平台，卸入垃圾贮坑。封闭式的垃圾贮坑正常运行时为负压，以确保坑内臭气不外逸。垃圾在垃圾贮坑内存放发酵后，通过垃圾吊车抓斗进入焚烧炉给料斗，经溜槽进入焚烧炉内燃烧。垃圾燃烧的助燃空气一次风取自垃圾贮坑，经蒸气空气预热器加热后送入炉内。二次风（从锅炉房上部吸收）加压后进入炉膛，使炉膛烟气发生强烈湍流，用于消除化学不完全燃烧损失，有利于飞灰颗粒的燃尽。焚烧炉的焚烧燃烧器供焚烧升温用。当垃圾热值偏低、水分较高，炉膛出口烟气温度不能维持在850°C以上时，为保证炉温，用柴油作为辅助燃料，启动辅助燃烧器。垃圾在炉排上通过干燥、燃烧、燃尽三个区域，充实燃烧，灰渣进入出渣机，炉渣送入灰渣贮坑，装车外运举行综合行使，不能行使部门送入填埋场处置。垃圾燃烧发生的高温烟气经余热锅炉接纳热能发生蒸气供汽轮发电机组发电。烟气冷却后进入烟气净化系统处置后通过烟囱排放至大气。飞灰集中到灰库，经离子矿化稳固固化后至填埋场处置。垃圾渗滤液入渗滤液网络和处置系统，处置达标后回用。

3、手艺特点

该项目一期两条2×500t/d的生涯垃圾焚烧线路焚烧炉接纳机械炉排手艺。该焚烧炉是在我国多年垃圾焚烧炉运行履历的基础上，连系海内垃圾多水分、低热值的特点，对外洋焚烧炉举行优化自主研发的新型焚烧炉。针对垃圾焚烧发生的废气、废渣、飞灰、渗滤液等污染物，接纳先进、科技、环保的手艺处置工艺。烟气净化接纳SNCR脱硝+半干式脱酸+干法活性炭喷射装置+布袋除尘组合工艺。飞灰接纳稳固剂+水泥固化/稳固化处置工艺，渗滤液处置接纳除渣预处置+混凝沉淀+厌氧+外置式MBR（膜生物反应器）+NF（纳滤）/RO（反渗透）组合处置工艺。

3.1 自主研发机械炉排焚烧炉

焚烧炉是垃圾焚烧处置工艺的焦点装备。海内现在使用的焚烧炉主要有4种：机械式炉排炉、回转式焚烧炉、流化床焚烧炉、静态延续焚烧炉。机械炉排炉是现在世界上手艺成熟、处置规模较大的生涯垃圾焚烧炉。我国的生涯垃圾、污泥、餐厨垃圾组成的复合型垃圾，高水分、低热值、不分拣，对焚烧炉手艺要求较高。该项目接纳的焚烧炉是在外洋焚烧炉设计的履历上，连系海内生涯垃圾的特点，自主研发的新型顺推干燥+逆推燃烧燃尽结构的复合式机械炉排炉。炉排炉主要由进料装置、推料装置、顺推炉排、逆推炉排、落渣灰斗、出渣机及液压站组成。

接纳顺推段干燥+逆推段燃烧、燃尽的结构设计。顺推段烘干垃圾，各段之间存在落差，可使垃圾跌落散开；顺推、逆推均为往复炉排，垃圾可有用地翻转、搅拌，延长了垃圾在炉内的停留时间，使垃圾燃烧更高效。热灼减率≤2.6%。烟气在炉膛内温度≥850°C的停留时间不少于2s，二�f英排放远低于0.1ng/Nm3的欧盟排放尺度，NOx排放浓度较传统炉排炉降低30%以上。同时接纳计算机软件CFD对焚烧炉举行模拟剖析，保证产物平安稳固。燃烧控制系统接纳ACC手艺，实现产物自动化控制。

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3.2 烟气净化系统

烟气净化系统主要针对酸性气体（HCl、HF、SOx、NOx）、二�f英、重金属及颗粒物等举行控制，其工艺装备主要由四部门组成：即NOx的去除、除NOx外的其他酸性气体（以下简称为酸性气体）脱除、二�f英的去除和颗粒物捕集，其中NOx的去除在锅炉部位举行，其他在烟气治理部门。另外，烟气中有机物、重金属等污染物在以上工艺治理过程中同时加以捕集。该项目烟气净化系统接纳现在最成熟的半干式烟气处置系统，工艺流程为：SNCR脱硝+半干法脱酸+消石灰干粉喷射+活性炭喷射装置+布袋除尘器。烟气净化系统工艺流程见图1。

烟气净化系统部署在每台余热锅炉之后，依次是反应塔、布袋除尘器、引风机和烟囱。反应塔和布袋除尘器部署在室内，引风机部署在室外。SNCR脱硝用于脱除烟气中的NOx，脱除率为45%～55%。半干法脱酸脱除烟气中HCl、HF、SOx等气体。干粉喷射是对半干法脱酸的填补。活性炭喷射装置用于吸附烟气中的重金属和二�f英。布袋除尘器捕捉粉尘的同时，还可以对附着粉尘进一步脱酸、吸附重金属和二�f英。净化达标后的烟气，再经引风机和烟囱排入大气。

3.3 灰渣处置系统

该项目灰渣处置系统包罗：炉渣、炉排漏渣、反应塔排灰、锅炉尾部烟道灰和除尘器网络的飞灰等。底渣和飞灰的处置以机械运送方式为主，灰渣外运接纳汽车运输。锅炉尾部烟道灰排入湿渣系统一起处置。该工程对炉渣和飞灰划分举行网络和处置。炉渣处置系统主要包罗除渣机、渣坑、炉渣抓斗起重机、制砖机等装备。炉渣属一样平时废弃物，经除渣机水冷后，外运至厂外制砖或做蹊径基材。飞灰处置系统主要包罗飞灰运送机、灰仓、混炼机、水泥仓、药剂配送装置、飞灰打包机等装备。飞灰属危险废弃物，接纳稳固剂+水泥固化/稳固化的飞灰处置工艺，即水+水泥+螯合剂夹杂搅拌，养护并经检测及格后，再送填埋场或指定地址填埋。

3.4 渗滤液处置系统

渗滤液处置系统主要设施、装备包罗调治池、厌氧处置站、好氧生物膜处置装置、超滤、纳滤、反渗透装置及其他辅助设施等。接纳预处置+混凝沉淀+厌氧+外置式MBR（膜生物反应器）+NF（纳滤）/RO （反渗透）组合系统。浓缩液量小于15%，出水水质到达回用尺度。污泥含水率＜75%后进入垃圾池，产水用于厂区生产和杂用水。浓缩液接纳半干法脱酸制浆、飞灰稳固化处置加湿，多余回喷焚烧炉。沼气回焚烧炉焚烧。臭味气体网络进垃圾池，一次风进焚烧炉高温消解臭味。

4、运行情形

该都会生涯垃圾焚烧发电项目于2016年12月完工并投入试生产，工程的生产装备与环保设施运行正常。2016年11月、12月及2017年7月，对该项目的废气、废水、噪声举行了现场监测（见下表）。工程排放的废气、锅炉排水、循环冷却水排水、噪声各污染因子均相符国家相关环保尺度限值要求，固体废物获得妥善处置。该工程2018年2月通过省环保厅的完工验收。

5、结论

该都会生涯垃圾焚烧发电项目，针对都会生涯垃圾多水分、低热值的特点，接纳新型顺推干燥+逆推燃烧燃尽结构的复合式机械炉排炉。焚烧发生的烟气，接纳SNCR脱硝+半干法脱酸+消石灰干粉喷射+活性炭喷射装置+布袋除尘器组合烟气净化系统处置。炉渣经除渣机水冷后，外运至厂外制砖或做蹊径基材。飞灰属危险废弃物，接纳稳固剂+水泥固化/稳固化的飞灰处置工艺，即水+水泥+螯合剂夹杂搅拌，养护并经检测及格后，再送填埋场或指定地址填埋。渗滤液接纳预处置+混凝沉淀+厌氧+外置式MBR（膜生物反应器）+NF（纳滤）/RO （反渗透）组合系统处置。项目接纳高尺度、先进手艺、现代化治理，注重环保和资源再生、循环经济效益，实现都会生涯垃圾减量化、资源化、无害化、产业化处置。手艺先进、成熟、可靠，值得推广及应用。

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