垃圾焚烧发电厂烟气污染控制及防治对策

2022-08-23罗培钟

科技风 2022年21期

苏雷罗培钟袁佳

大连深能环保有限公司辽宁大连 116000

近些年来，垃圾焚烧发电作为目前一种新型技术形态，获得了长足发展，发电装机容量逐步增加。数据显示，国内垃圾焚烧发电装机容量从2016年的549万千瓦增加到2020年的1533万千瓦，发电装机容量复合增长率29.27%。垃圾焚烧发电体系的逐步健全与完善，在丰富我国现有电力生产体系的同时，发电过程中产生的烟气诱发较高的污染风险[1]。基于清洁化、生态化发展要求，技术团队以及电力企业需要从技术层面、管理层面采取复合化手段，做好电厂烟气污染控制与防治系列工作。

1 垃圾焚烧发电厂技术构成与烟气成分概述

对垃圾焚烧发电厂技术构成与烟气主要成分开展全面梳理，有助于企业相关部门形成完整的工作认知，建立起垃圾焚烧发电技术应用与烟气防治之间的逻辑关系，为后续烟气污染防治主体思路的明确奠定坚实基础。

1.1 垃圾焚烧发电厂主要技术构成

垃圾焚烧发电作为新型发电形态，其较好地满足了新发展理念对于电力行业的发展要求，实现了资源重复利用。随着相关技术日益成熟，垃圾仓、炉排结构、通风系统、排灰系统以及烟气处理系统有序使用，逐步形成一整套完善的垃圾焚烧发电工艺流程[2]。即生活垃圾由专门车辆运输到发电厂，经过卸载、发酵后，注入焚烧设备，生活垃圾在850℃的高温环境下快速分解，产生大量有害气体，并且形成高温烟气，利用其加热炉水，产生过热蒸汽，完成发电任务。垃圾焚烧发电厂技术流程的健全与完善，使得垃圾焚烧发电效能稳步提升，很大程度上满足了现阶段电力资源产生诉求。

1.2 垃圾焚烧发电烟气主体成分分析

2 垃圾焚烧发电厂烟气污染防控主体思路

在垃圾焚烧发电厂烟气污染防控环节，考虑到总体防治效果，工作人员需要认真梳理好烟气污染防治主体思路，明确烟气污染防治要点，理顺工作流程，实现技术资源与管理要素的综合化应用。

2.1 发掘烟气污染防控技术优势

2.2 健全烟气污染防控管理体系

3 垃圾焚烧发电厂烟气污染防控基本策略

垃圾焚烧发电厂烟气污染防治涉及不同领域，涵盖多项内容，实际防治环节应当遵循技术规律，按照框定的烟气污染防控主体思路，采取系列技术举措，实现烟气污染物针对性防治，确保烟气排放达到规定标准。

3.1 垃圾焚烧发电厂烟气净化技术的实现路径

3.1.1 有效抑制烟气污染物的产生

基于燃烧工艺、燃烧设备与烟气污染物之间的关联性，在净化技术应用环节，应当着眼于燃烧设备，灵活配备相应的净化模块，以期兼顾发电效能与净化效果。现阶段国内主流的垃圾焚烧炉主要包括机械炉排炉与循环流化床锅炉两大类，其中机械炉排炉技术成熟，燃烧效率较高，垃圾减容明显，适合大中型城市的实用性。但是这种锅炉设备早期投资较大，炉温波动明显，难以完全分解垃圾焚烧产生的各类烟气污染物，因此在运行环节配备了烟气净化设备[5]。流化床锅炉对于垃圾的适应性较强，负荷调节范围较大，传热性能较好，但是流化床锅炉对于焚烧垃圾要求较高，往往需要工作人员对垃圾开展预处理，并且需要添加辅助燃料，推高了使用成本。针对燃烧设备，发电厂可以引入控制型锅炉，通过改进焚烧炉结构，增加一次风温度等方式，提升垃圾焚烧的充分程度，从而减少烟气污染产生。

3.1.2 全面构建烟气净化体系

3.2 垃圾焚烧发电厂烟气污染防控的管理方法

为持续提升垃圾焚烧发电厂烟气污染防控水平，管控整体烟气污染防控成本，减少烟气污染防控工作压力，发电企业应当充分发挥自身主观能动性，从制度建设、人员配置等角度出发，加强烟气污染防控管理效能，通过管理要素参与降低烟气污染等级。具体来看，发电厂管理者以及决策者，需要遵循烟气污染防控管理思路，吸收借鉴过往有益经验，进行垃圾焚烧发电运行制度体系建设，对焚烧垃圾分类、筛选等流程划定管理标准，确保焚烧垃圾低位热值达标，阻断烟气污染物产生路径。同时根据垃圾焚烧发电烟气净化设备构成设定检修方案，组织人员根据检修方案定期查看净化设备运行状态，并根据运行状态，做好烟气净化设备维护保养工作，确保烟气净化装置始终处于良性状态，提升烟气净化效能。

垃圾焚烧发电作为重大基础设施，涉及区域民生，在烟气污染防控中，工作人员需要加强与相关政府部门的协作力度，采取内部管理+外部监管的“双元”方式，堵塞垃圾焚烧发电烟气污染管理漏洞，确保发电企业对于突发情况可以快速响应，有序处理。考虑到垃圾燃烧发电厂烟气污染物防控的重要性，发电厂需要配齐管理人员，采取定性培养、定期培训、考核激励等举措，打造一支专业化的烟气污染防控管理队伍，通过专业管理人员全程参与，可以最大程度发挥管理优势，确保垃圾焚烧烟气净化各项任务得到全面落实。

3.3 健全垃圾焚烧发电厂烟气除尘技术方案

结合以往经验，垃圾燃烧发电厂在运行过程中，烟气中会形成大量的固体颗粒，为应对这种局面，实现烟气内固体颗粒物有效防治，减少颗粒物产生的环境危害。固体颗粒处置环节，技术人员应当有序做好烟气除尘技术应用，为确保除尘技术效果，应当综合考量垃圾焚烧特点，综合颗粒特性，在厘清环保政策要求、燃煤性质、飞灰性质、现场条件等各类条件，定向完成垃圾焚烧发电厂烟气除尘技术选择，强化除尘工作效能。以现阶段较为成熟的电除尘技术为例，电除尘借助高压电厂，将烟尘内悬浮的粉尘以及颗粒在电荷作用下，形成电极运动，被吸附到电极之上，达到除尘净化的目的。在实际技术应用环节，电除尘技术应当将电极电阻控制在1×104Ω·cm到5×1011Ω·cm区间范围内，这种特定参数极大地提升了烟气除尘技术对于温度与压力等外部环境适应能力，扩大烟尘浓度处理范围，确保电除尘技术应用效果。湿式电除尘技术应用环节，技术人员需要灵活运用各类技术设备，综合分析粒径分布、气流分布等相关因素，确保设备运转高效性，实现对颗粒精准化处置。

例如，在实际技术操作过程中，技术人员可以使用高频电源强化能源输出能力，对于高频电源使用纯直流供电，将二次电压纹波系数控制在3%以内，同时将工频电压提高25%～30%，将电源电流提高到标准电流一倍以上，借助高频电源合理化应用，可以强化电源应用效率，完善湿式电除尘技术体系，使其更好地服务于垃圾焚烧发电烟气中颗粒物处置能力，更好地满足现阶段垃圾焚烧发电绿化、生态生产要求，促进烟气颗粒物净化能力。

3.4 优化垃圾焚烧发电厂烟气脱硫技术方案

垃圾焚烧发电厂烟气脱硫过程中，根据脱硫任务定位，可以利用湿法、干法以及半干法等多元化技术手段，以持续提升烟气脱硫成效，有效降低硫化物产生体量，防范酸性物质产生。技术人员应当着眼于实际，有针对性地做好垃圾焚烧发电厂烟气脱硫技术应用环节优化调整工作，往往以湿法脱硫作为首选工艺路径，借助钙基、钠基、镁基等碱性物质作为液态吸收剂，实现对硫元素科学处置，达到脱硫净化任务目标。湿法脱硫技术还表现出协同除尘功效，捕捉烟气中的颗粒物，实现烟气颗粒超低排放，石灰石—石膏湿法脱硫作为主流的湿法脱硫技术方案，与其他技术相比，运用石灰石—石膏湿法脱硫，可操性较强，效果突出，在技术应用环节，应当设立吸收系统、烟气系统、吸收剂制备系统、石膏脱水、废水处理系统、除雾器系统、自动控制系统以及在线监测系统，借助体系化脱硫技术模块，有效改善石灰石—石膏湿法脱硫技术成效，将脱硫效率提升到98.5%。

完成上述整体性技术模块搭建工作后，以石灰石粉浆液作为吸收剂，快速吸收烟气内的二氧化硫、氯化氢等酸性气体，初步完成净化任务。除了做好上述硬件系统模块搭建之外，对于入口烟气温度、吸收塔运行温度、烟气流速、喷淋层数、石灰石纯度等做出整体性把控。入口烟气温度应当保持在140℃范围以内、吸收塔内运行温度应当保持在50～60℃之间，烟气流速则保持在3～3.5m/s的范围内，石灰石纯度应当控制在90%以上。

依托脱硫技术参数合理化调控，为后续垃圾焚烧发电厂烟气污染防治工作有序开展提供方向性引导，实现复合塔技术、pH分区技术科学化应用。具体来看，复合塔技术应用过程中，技术人员在脱硫塔底部浆液池和上部喷淋之间，增设托盘类等气液强化创质装置，建立起稳定持液层，持续提升脱硫效率，完成对二氧化硫等硫化物脱出，将二氧化硫排放量控制在标准范围之内。在做好技术工作之外，还可以借助协同捕集烟气设备组件，在烟气净化体系中增加高效除雾器，实现硫元素与颗粒物协同脱除，更好地满足垃圾焚烧过程中硫元素净化处置。