摘要：介紹了紹興新民熱電有限公司煤和垃圾混燒循環(huán)流化床技術(shù)處理城市生活垃圾,焚燒煙氣經(jīng)活性炭吸附、半干法和布袋除塵器凈化工藝處理后,煙氣中二惡英接近零排放。

關(guān)鍵詞：垃圾焚燒,循環(huán)流化床,二惡英,零排放

1 　概述

城市生活垃圾的處理目前已向資源化、無(wú)害化、減容化的方向發(fā)展。生活垃圾焚燒發(fā)電綜合利用,已受到普遍重視,一批垃圾焚燒發(fā)電廠相繼建成。垃圾焚燒處理已成為城市生活垃圾處理最有效的手段之一。但城市生活垃圾在焚燒過(guò)程中,若處理不當(dāng),極易產(chǎn)生劇毒物質(zhì)二惡英,并隨煙氣排放到大氣中。二惡英是一類(lèi)劇毒物質(zhì),其毒性相當(dāng)于氰化鉀的1 000 倍,并且是非常穩(wěn)定的親油性固體化合物,難以自然降解,對(duì)人體的健康危害極大。控制垃圾焚燒煙氣中的二惡英排放量已成為當(dāng)務(wù)之急。

2 　二惡英的產(chǎn)生源

生活垃圾焚燒過(guò)程中二惡英生成的主要原因是燃燒不均勻。二惡英的產(chǎn)生與否取決于3 個(gè)要素:燃燒溫度、停留時(shí)間和湍流度,這3 個(gè)要素是反映焚燒爐性能的主要指標(biāo)。

當(dāng)垃圾在350～500 ℃的溫度區(qū)不完全燃燒時(shí), 最容易產(chǎn)生二惡英。垃圾中的含氯有機(jī)物如聚氯乙烯、氯代苯、五氯苯酚等二惡英類(lèi)前體物在適宜溫度下可與O2 、HCl 等物質(zhì)反應(yīng)。通過(guò)重排、自由基縮合、脫氯等過(guò)程生成二惡英。這部分二惡英在高溫下常常大部分會(huì)分解,在煙氣溫度高于800 ℃的爐膛內(nèi), 停留時(shí)間2 s 以上,約9919 %的二惡英會(huì)分解。

此外,銅、鐵等元素的催化作用也會(huì)對(duì)二惡英的形成產(chǎn)生一定的影響。垃圾焚燒過(guò)程中,如果產(chǎn)生過(guò)多的未燃燒物質(zhì),并存在適量的觸媒物質(zhì)如CuCl2 、 FeCl3 時(shí),在300～500 ℃的溫度下會(huì)產(chǎn)生二惡英。而如果爐膛內(nèi)存在一定數(shù)量的SO2 時(shí),銅元素將首先被 O2 、SO2 結(jié)合成CuSO4 ,從而阻斷銅元素對(duì)二惡英的觸媒作用。煙氣處理技術(shù)與二惡英的生成也有一定的關(guān)系,如果除塵裝置采用電除塵。那么爐內(nèi)高溫分解的二惡英(分解后轉(zhuǎn)變成SO2 、H2O 和HCl) ,將會(huì)由于電場(chǎng)的作用重新合成。

3 　處理技術(shù)介紹

紹興市新民熱電有限公司400 tPh 垃圾焚燒處理系統(tǒng)采用煤助燃循環(huán)流化床技術(shù),每天處理城市生活垃圾約400 t 。

循環(huán)流化床燃燒室溫度控制在850～950 ℃,煙氣在爐膛中停留時(shí)間在4 s 以上,來(lái)自垃圾坑的臭氣作為一次風(fēng),使床料(石英砂) 流化垃圾,以流化的床料為動(dòng)力,在床內(nèi)不停攪拌并借助二次風(fēng)充分燃燒?？紤]到我國(guó)目前的城市生活垃圾熱值較低,含水量高,而且分揀條件尚不具備,不規(guī)則的形態(tài)造成入爐垃圾量的不連續(xù)性和爐溫的不穩(wěn)定。如果純燒垃圾,爐膛溫度會(huì)經(jīng)常上下波動(dòng)。該工程采用燃煤助燃,垃圾和煤混燒,垃圾燃煤比例為80∶20 ,爐膛溫度穩(wěn)定。且爐膛內(nèi)存在一定數(shù)量的SO2 ,有利于破壞Cu 等重金屬元素對(duì)二惡英的觸媒作用。

煙氣處理系統(tǒng)采用浙江××公司生產(chǎn)的多組分有毒廢氣綜合治理設(shè)施,利用半干法和袋式除塵器工藝。該處理系統(tǒng)有混合器、半干法反應(yīng)器、石灰粉給料系統(tǒng)、活性炭系統(tǒng)、布袋除塵器、輔助系統(tǒng)和輸灰系統(tǒng)等裝置。

在爐后煙氣處理中采取了以下措施來(lái)降低二惡英排放量。因二惡英、呋喃在低溫(200 ℃以下) 都是以固態(tài)的方式吸附在粉塵的表面,因而噴水降溫即能大大減少在氣態(tài)中的含量。該工程采用半干法工藝, 在脫硫反應(yīng)器內(nèi),通過(guò)噴加增濕水,在較短的時(shí)間內(nèi)使煙氣溫度從200 ℃降低到130 ℃左右,采用低溫進(jìn)行高效脫除二惡英。另一方面,利用木質(zhì)活性炭微孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、具有極大表面積、有較高的吸附性能的特性,該工程在脫硫反應(yīng)器前增設(shè)一活性炭噴射吸附系統(tǒng)?；钚蕴肯到y(tǒng)設(shè)料倉(cāng)1 座,容量015 m3 ,下設(shè)變頻加料螺旋,活性炭由一高壓離心風(fēng)機(jī)吹入脫硫反應(yīng)器入口的煙道內(nèi),使煙氣與活性炭充分混合和接觸,將煙氣中有害物質(zhì)吸附掉。由于采用半干法脫硫,實(shí)現(xiàn)循環(huán)灰的多次循環(huán),活性炭也參與循環(huán),故其利用率也很高,二惡英的去除率也較高,活性炭消耗量約 15 kgPh。

煙氣采用布袋除塵器除塵,布袋除塵的高效除塵效率也能夠去除吸附在粉塵上的二惡英。

4 　運(yùn)行處理情況

該套處理裝置于2001 年8 月正式投入運(yùn)行。 2001 年11 月對(duì)凈化后的尾氣中的二惡英進(jìn)行檢測(cè), 檢測(cè)結(jié)果為灰中二惡英含量0100482 TEQngPNm3 ,氣相中二惡英濃度為0100023 TEQngPNm3 。

2004 年7 月12～13 日,對(duì)該套裝置進(jìn)行復(fù)查。結(jié)果顯示:廢氣中二惡英濃度010033 TEQ ngPNm3 ,遠(yuǎn)低于(GB18485 —2001)《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的限值(110 TEQngPNm3 ) 。

5 　結(jié)論

該套裝置從投產(chǎn)至今已正常運(yùn)行3 a 多時(shí)間,根據(jù)運(yùn)行的情況看,系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,焚燒煙氣中二惡英接近于零排放。該技術(shù)能有效扼制二惡英的排放,是一種投資省、效率高、運(yùn)行成本低、符合我國(guó)國(guó)情的一種新型垃圾焚燒處理技術(shù),極具推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

1 　王華. 二惡英零排放化城市生活垃圾焚燒技術(shù). 北京:冶金工業(yè)出版社,2001.

2 　張益,趙由才. 生活垃圾焚燒技術(shù). 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000.

3 　劉德昌,閻維平. 流化床燃燒技術(shù). 北京:中國(guó)電力出版社,2001.

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