垃圾焚烧烟气净化工艺在一般工业固废焚烧发电项目的适用性分析

2022-08-24邓飞飞项敏谭方良

工程建设与设计 2022年15期

关键词：垃圾焚烧烟气燃料

邓飞飞，项敏，谭方良

（中机第一设计研究院有限公司，合肥 230601）

1 引言

一般工业固体废物系指未列入《国家危险废物名录》或者根据国家规定的危险废物鉴别标准认定其不具有危险特性的工业固体废物[1]。

本文以江苏某一般工业固废焚烧发电项目（以下简称本项目）为例，对此类项目的烟气净化工艺“旋转喷雾脱酸塔+消石灰干粉喷射+活性炭吸附+布袋式除尘器”进行分析。

2 项目基本情况

2.1 燃料特性

本项目主要燃料为造纸轻渣和服装厂废弃物（废布），并还有少量污泥。

造纸轻渣是废纸造纸过程中排出的软塑料、橡胶及硬塑料、纸纤维、铝渣、废铁丝、布条、泡沫、泥沙、木块等混合物。

废布主要分为天然纤维与化学纤维；天然纤维的主要成分是纤维素和蛋白质，它们都是天然有机高分子化合物，其主要含有C、H、O，以及少量N、S；化学纤维主要包括人造纤维和合成纤维。

污泥来自市政污水处理厂，有机成分中含有大量的蛋白质、脂肪、矿物油、洗涤剂、腐殖质、细菌，其中也包含了寄生虫或卵、微生物。城市污泥的无机成分主要是硅、铝、铁、钙、磷、镁等的氧化物和一些微量重金属元素。

本项目燃料配比如表1所示。

表1 燃料成分分析

设计燃料按造纸轻渣∶废布∶污泥=47∶43∶10配比，设计热值达到15 884 kJ/kg，远高于生活垃圾的热值。配比后燃料水分比较低，渗滤液较少。

2.2 焚烧设备

固废吊将垃圾从固废坑抓起并投入给料装置，给料装置与给料炉排相连，通过给料炉排的往复推送运动，将固废送入焚烧炉膛中着火燃烧直至燃烬。

焚烧炉采用480 t/d规模的多级顺推水冷焚烧炉。相比与垃圾焚烧发电炉排炉，由于一般工业固废热值高，炉排增加了水冷系统，如图1所示。

图1 炉排冷却水循环系统

2.3 烟气排放执行标准

环评批复一般固废处置项目锅炉烟气排放标准执行国家标准GB 18485—2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》，烟气排放设计小时值按《欧盟工业排放指令》（2010/75/EC）的标准。

本项目烟气处理工艺采用常规生活垃圾焚烧炉烟气处理工艺：SNCR脱硝+旋转喷雾脱酸塔+消石灰干粉喷射+活性炭吸附+布袋式除尘器，预留SCR。

3 对比分析

3.1 燃料成分

3.1.1 重金属

本项目燃料重金属含量及其他成分如表2所示。

表2 一般工业固废项目燃料重金属含量与生活垃圾对比mg/kg

对比本项目和生活垃圾项目燃料成分中重金属含量，从表2可以看出，一般工艺固废燃料的重金属含量相对于生活垃圾低1～2个数量级。污泥中部分重金属指标较高，但污泥处置量只占燃料的10%，不会造成烟气飞灰中重金属含量的增加。

生活垃圾焚烧烟气净化工艺去除重金属效果比较好，各地运行的垃圾电厂烟气中重金属指标排放均合格，因此，本项目采用垃圾焚烧烟气净化工艺可以保证烟气中重金属指标达标排放。

3.1.2 氯元素

以中国天津的家庭生活垃圾为例，生活垃圾中的塑料和厨余垃圾是氯的主要来源，厨余占44%，塑料类占34%(PVC占20%)。织物由于废鞋子中含有大量的PVC而占了16%。天津垃圾样品的总氯含量为3.89 mg/g，即垃圾中氯离子含量约4‰[3]，考虑到时代和地域的变化，生活垃圾氯离子平均含量可按5‰计。

表1燃料成分分析中本项目燃料中氯离子含量为0.54%，与生活垃圾氯离子含量接近。从3.1.1节分析可以看出项目燃料中金属、重金属含量远低于生活垃圾。因此，从形成二恶英的条件判断，本项目二英形成的概率要低于生活垃圾焚烧发电项目。

此外，本项目采用的炉型与垃圾发电炉型类似，焚烧炉炉膛温度1 100℃高于生活垃圾焚烧炉850℃，烟气停留时间大约2 s，即可认为两者在避免形成二英形成采用“3T+E”燃烧条件类似。

燃料成分中形成二恶英的组分较生活垃圾少，二恶英形成条件低于垃圾发电项目，燃烧工况优于垃圾发电项目，因此，本项目二英初始浓度应低于垃圾发电项目。

3.2 其他污染成分

本项目常规污染物初始排放浓度与典型800 t/d生活垃圾发电项目对比见表3。

表3 本项目常规污染物初始排放浓度与典型800 t/d生活垃圾发电项目对比

本项目烟气常规污染物如颗粒物、SO2、HCl初始浓度不高于垃圾发电项目。表1中本项目配比燃料的灰分为11.13%，而生活垃圾灰分约25%，可以看出本项目灰分远低于垃圾发电项目。因此本项目颗粒物初始粉尘浓度低于垃圾发电项目，完全可以实现低于10 mg/m3（标准大气压）的要求，布袋除尘器同样适用于本项目。