马鞍山市生活垃圾焚烧发电项目烟气治理

2015-01-28杜益平

资源节约与环保 2015年3期

杜益平

（中冶华天工程技术有限公司安徽马鞍山 243005）

马鞍山市生活垃圾焚烧发电项目主要处理马鞍山市区和当涂县范围内产生的生活垃圾，总投资5.19亿元，建设总规模1200t/d，其中一期处理规模800t/d。该项目拟采用“机械炉排式垃圾焚烧炉+余热锅炉+凝汽式汽轮发电机组+组合工艺式烟气处理装置”工艺，建设地点位于马鞍山市雨山区向山镇陶村山东岘自然村，313省道向北300m，占地面积6.4hm2。该项目经过依法公开招标程序，由中国光大国际有限公司中标，由光大江东环保能源（马鞍山）有限公司和江东控股集团有限公司共同出资建设。光大江东环保能源（马鞍山）有限公司负责该项目建设及运行，生活垃圾收集和运输供应由马鞍山市城市卫生管理处负责。

目前，公众对于生活垃圾焚烧发电项目最关心的问题是生活垃圾焚烧烟气对大气环境、群众健康及生活影响，特别是对二恶英等特征污染物尤为关注。本文以马鞍山市生活垃圾焚烧发电项目为例简单介绍生活垃圾焚烧发电项目的废气防治措施，以及相应的管理措施，并提出一些相关建议。

1 生活垃圾焚烧烟气产生情况[1]

生活垃圾焚烧烟气中除了过量空气、二氧化碳外，还含有对人体和环境有害的烟气污染物。根据这些污染物的化学、物理性质及对人体和环境的危害程度不同，主要分为酸性气体、重金属、颗粒物、有机污染物4大类。

酸性气体主要是氮氧化物、硫氧化物、氯化氢、氟化氢。其中，氮氧化物主要由生活垃圾中含氮的有机物焚烧产生；硫氧化物主要来源于生活垃圾中含有的硫与氧气在高温条件下的氧化反应；氯化氢、氟化氢是生活垃圾中的氯化合物、氟化合物如聚氯乙烯、厨余、纸、布等在焚烧过程中生成的。

重金属类污染物主要来源于生活垃圾中含有的废旧电池，废旧电子元件及各种重金属废料所含的部分重金属及其化合物在焚烧过程中的蒸发。

颗粒物主要是生活垃圾经焚烧后，一部分体积小、质量轻的不可燃物在气流携带的作用下，与焚烧产生的高温气体一起在炉膛内上升，形成含有颗粒物的烟气流，经过各烟道后从锅炉尾部排出。

有机污染物主要是多氯二苯并二恶英(PCDDs)、多氯二苯并呋喃(PCDFs)，分别有75种PCDD异构体和135种PCDF异构体，统称为二恶英类[1]。二恶英类一部分在焚烧过程中生成，但在高温环境中绝大部分会被裂解，还有一部分会在焚烧炉尾部烟道中重新合成，其合成温度范围为200℃～500℃[2]。

2 生活垃圾焚烧烟气防治措施

2.1 酸性气体控制

针对烟气中的HCl、SO2等酸性气体，采用“半干法脱酸+干法脱酸+袋式除尘”的组合工艺，其中半干法脱酸是将吸收剂雾化后喷入反应塔中，酸性气体与吸收剂反应的同时，利用烟气余热使吸收剂中的水分蒸发，可使碱性吸收剂与酸性气体进行充分的传质传热，产物以干态固体的形式排出。干法脱酸是将石灰粉通过喷射系统喷入降温塔出口烟道内，在除尘器滤袋附近与酸性气体接触反应，生成固态化合物，再由除尘器将其与飞灰一起捕集下来。

针对烟气中的氮氧化物，采用炉内脱硝系统，选用20%氨水作为还原剂。系统启动时由喷射泵根据NOX排放浓度定量送至炉前分配装置。在喷入炉膛前，再经过分配装置分配至每个喷枪，然后经喷枪喷入炉膛，进行NOX还原反应。

2.2 二恶英类控制

源头控制：垃圾入厂前尽量分选出垃圾中铁、铜、镍等金属，切断生活垃圾焚烧过程中的催化介质，同时减少含氯有机物的量，从源头减少生活垃圾焚烧生成二恶英类的来源。

燃烧控制：采用“3T”焚烧工艺，即保证焚烧炉出口烟气的足够温度（Temperature）、烟气在燃烧室内停留足够的时间（Time）、燃烧过程中适当的湍流（Turbulence），以保证烟气在不低于850℃的温度下停留时间不小于2秒，可使二恶英类大量分解[3]。此外，焚烧炉烟气经过余热锅炉时，烟气温度快速从850℃以上骤冷至200℃以下，从而减少烟气在200℃～500℃温度区的停留时间，避免炉外低温区二恶英再生成。

末端治理：在布袋除尘器入口前烟道设置活性炭喷射装置，活性炭入口设在紧靠反应塔的出口管道上，以加强混合并增加反应时间。当活性炭粉与烟气一起进入袋式除尘器后，停留在滤袋上的活性炭粉继续同缓慢通过滤袋的烟气充分接触，最大限度净化烟气中的二恶英类及重金属离子；通过在布袋除尘器上形成“活性炭肺”对二恶英类进行的吸附，活性炭吸附的二恶英类被布袋除尘器捕获并作为飞灰排出。

2.3 重金属污染物

焚烧烟气中的少量重金属污染物随着烟气的降温而重新凝结成固体颗粒，或与烟气中的固体颗粒物相互碰撞吸附，随着烟尘在除尘设备中的去除而除去；仍以气态方式存在于烟气中的重金属物质，可以吸附于飞灰的表面或吸附于活性炭粉末的表面，而由除尘设备在去除飞灰和活性炭时一并去除。

综上所述，马鞍山市生活垃圾焚烧发电项目烟气净化系统拟采用“SNCR炉内脱硝+机械旋转喷雾干燥净化塔＋干法消石灰喷射+活性炭喷射＋布袋除尘”的处理工艺，并采用“3T”焚烧工艺。类比光大集团投资的同类项目实际运行情况（如常州、苏州生活垃圾焚烧发电厂），生活垃圾焚烧烟气经该烟气净化系统处理后，可达到EU2000/76/EEC欧盟标准。

3 生活垃圾焚烧烟气管理措施

3.1 由专人负责日常环境管理工作，制订“环保管理人员职责”和“环境污染防治措施”制度，加强焚烧炉废气治理设施的监督和管理。

3.2 焚烧炉运行状况在线监测，监测项目至少包括焚烧炉燃烧温度、炉膛压力、烟气流量、温度、压力、烟气湿度、出口氧气含量，同时在显著位置设立标牌（标识牌位置位于中控室入口），自动显示焚烧炉运行工况的主要参数和烟气主要污染物的在线监测数据。

3.3 焚烧烟气配备SO2、NOX、CO、HCl、粉尘的自动监测系统，对废气污染治理效果进行在线监测，与马鞍山市环保局联网的同时，在对外公示的显著位置设立标牌。对于二恶英等特征污染物，企业委托有资质单位定期进行例行检测。

3.4 马鞍山市城市卫生管理处对项目废气防治进行定期监测，监测内容包括但不限于：烟气、烟气黑度、CO、NOX、SO2、HCl、氟化物、烟气温度、停留时间、二恶英、恶臭污染物、活性炭添加量等。

3.5 加强项目集中控制，包括主体关键装置采用分散控制系统(DCS)进行集中监视和控制，在DCS发生全局性或重大故障时，能进行紧急停炉、停机操作；对独立的控制系统和控制设备，能在集中控制室进行系统工艺和运行工况监视和独立操作；对随主设备配套供货的独立控制系统通过通讯或硬接线接口与DCS进行信息交换。

3.6 加强与影响范围内公众的沟通与交流，定期公布项目所在地周边的环境质量数据。