生活垃圾焚烧发电厂烟气排放标准的分析.doc

生活垃圾焚烧发电厂烟气排放标准的分析1 前言目前国内已建成运营的生活垃圾焚烧厂烟气排放均执行生活垃圾焚烧污染控制标准（GB18485-2001）或欧盟1992标准。随着环保要求的日益严格及国家有关节能减排政策的实施，国内已有部分筹建的生活垃圾焚烧厂烟气排放执行EU2000/76/EC（欧盟2000）标准。垃圾焚烧厂烟气排放标准GB18485-2001、欧盟1992标准、EU2000/76/EC见表1。 注：1）本表规定的各项标准限值，均以标准状态下含11%O2的干烟气为参考值换算。2）烟气最高黑度时间，在任何1h内累计不得超过5min。3）GB18485-2001中HCl、HF、SOX、NOX、CO为小时均值，而欧盟1992、EU2000/76/EC为日均值。其余污染物均为测定均值。2 焚烧厂常用的烟气处理工艺描述垃圾焚烧厂烟气处理工艺主要是对酸性气体（HCl，HF，SOx）、氮氧化物（NOx）、颗粒物、有机物（包括二恶英）及重金属等进行控制。2.1 NOx去除工艺目前国内已运行的生活垃圾焚烧厂均未设置专门的脱氮装置，烟气中的NOx排放浓度一般可控制在300400mg/Nm3，能够达到GB18485-2001中400mg/Nm3的排放限值，但达不到EU2000/76/EC中200mg/Nm3的排放限值，必须设置专门的脱氮设施。NOx去除工艺主要有选择性非催化还原法（SNCR）和选择性催化还原法（SCR）。SCR法是在催化剂作用下NOx被还原成N2，为达到SCR法还原反应所需的200的温度，烟气在进入催化脱氮器前需加热。SCR法可将NOx排放浓度控制在50mg/Nm3以下。SNCR是以NH4OH（氨水）或(NH2)2CO（尿素）作为还原剂，将其喷入焚烧炉内。NOx在高温下被还原为N2和H2O。SNCR法可将NOx排放浓度控制在200mg/Nm3以下。与SNCR法相比，SCR法脱氮效果更好，但需要消耗昂贵的催化剂，加热还需耗用大量热能，处理成本远大于SNCR法。因此，SCR法一般应用在对NOx排放控制更严的经济发达国家。工程上SNCR的应用更多。2.2 颗粒物去除工艺颗粒物去除主要有电除尘器和袋式除尘器。电除尘器由于不能满足去除有机物（二恶英等）、重金属的需要，现已基本不作为垃圾焚烧厂的除尘设备。国家标准GB18485-2001中明确规定生活垃圾焚烧炉除尘装置必须采用袋式除尘器。2.3 重金属及二恶英去除工艺重金属以固态、液态和气态的形式进入除尘器，当烟气冷却时，气态部分转化为可捕集的固态或液态微粒。目前常用的重金属及二恶英去除工艺是“活性炭吸附袋式除尘器”。2.4 脱酸工艺酸性气体去除工艺分为干法、半干法和湿法三种。1）干法干式脱酸有两种方式。一种是干性药剂（一般采用消石灰）和酸性气体在反应塔内进行反应；另一种是在进入除尘器前的烟气管道中喷入干性药剂，在此与酸性气体反应。消石灰与酸性气体起中和反应，要有一个合适温度（140170），而余热锅炉出口的烟气温度往往高于这个温度，为提高脱酸效率，一般需通过喷水降低烟温。2）半干法半干法脱酸一般采用氧化钙（CaO）或氢氧化钙（Ca(OH)2）为原料，制备成氢氧化钙溶液。利用喷嘴或旋转喷雾器将氢氧化钙溶液喷入反应器中，形成粒径极小的液滴，与酸性气体进行反应。反应过程中水分被完全蒸发，故无废水产生。3）湿法湿法脱酸的药剂一般采用烧碱（NaOH），以提高除酸效率。配置好的烧碱溶液喷入湿式洗涤塔，与烟气中的酸性气体进行反应。洗涤塔产生的废水需经专门处理后排放，处理后的烟气需再加热。由前述分析，烟气脱酸除尘工艺有半干式反应塔袋式除尘器、干式反应塔袋式除尘器、袋式除尘器湿式反应塔三种组合形式。三种形式的优缺点及性能比较见表2，表3。 3 国内部分垃圾焚烧厂烟气处理工艺及排放指标3.1 国内部分垃圾焚烧厂烟气处理工艺汇总 3.2 烟气排放指标分析从以上数据分析得到：1） 从国内已运营的焚烧厂的实际情况来看，“半干法活性炭喷射布袋除尘器”的烟气处理工艺在满足国标的基础上，已全面满足欧盟92标准。此种处理工艺是现正运营或正在建设的垃圾焚烧电厂的普遍选择。2） 已运营焚烧厂的实际烟气排放指标明显优于规划焚烧厂的排放指标。比如江桥、太仓焚烧厂的各种污染物排放指标均有大幅的下降。可以看到在焚烧厂设计时，烟气排放指标趋于保守。3） 国内生活垃圾焚烧界已达成共识，湿法完全可以达到欧盟2000标准。江桥扩能工程将成为国内第一个采用此种工艺的生活垃圾焚烧厂。4） 排放指标需要达到欧盟2000标准，无论采用干法、半干法、湿法，建议配备SNCR系统，确保NOx指标达标。但据广州李坑焚烧厂实际运营数据，未采用SNCR系统时NOx排放指标在400左右，而在仅仅增加了SNCR系统的基础上，NOx排放指标可以稳定在200左右。而JFE认为，只要有合理的燃烧管理，加上JFE焚烧炉特有的二次回流式焚烧炉技术，只要通过合理的燃烧管理，不需要采取SNCR系统也能够达到180的排放标准。（摘自：青岛焚烧厂技术交流会资料2008.8.25）5） 当烟尘降至20左右，HCl降至40左右，NOx降至300左右等关键点时，此时半干法的效用就已经发挥到了极致，如果需要继续严格的排放指标，必须考虑添加辅助处理工艺。我想这也正是欧盟2000标准在标准阀值设置上的考虑。4 影响烟气排放指标的其他因素分析当烟气处理工艺相差不大时，生活垃圾焚烧厂的烟气排放指标将受入炉垃圾的性质、焚烧炉的炉型和运营的水平来决定。1）生活垃圾来源的不同不同城市的生活垃圾性质彼此不可能完全相同，客观上就存在差异。对于烟气处理工艺的选择而言，垃圾的不同也会产生一定的影响。2）焚烧炉的型式不同JFE的二次回流气体流动技术的特征是燃烧室内布置中间隔板，烟气在隔板上部再次合流而产生气体涡流，使未燃气体和燃烧气体能够充分混合搅拌。因此，在低空气比的情况下也能实现完全燃烧，可以大幅度地减少氮氧化物和二恶英等有害物质的原始产生浓度。对于其他的炉型而言，JFE焚烧炉出口的污染物含量将会有一定程度的降低。3）实际运营对其影响在实际运营过程中，仍有许多可控参数将导致烟气排放指标的变化。如半干法适当多喷入Ca(OH)2溶液，干法适当多喷射Ca(OH)2粉末等，自动燃烧控制系统ACC的投用与否都可以在一定程度上改变烟气排放指标，灵活性较强。但这种控制是有一定极限的，不可能对排放指标作出根本性的改变。同时，在进炉垃圾性质相差过大的情况下，可以适当减少进炉垃圾量，多喷入辅助燃料，达到稳定、降低污染物排放等目的。这在上海御桥焚烧厂曾有过先例。5 结论采用“半干法活性炭喷射布袋除尘器”完全可以达到欧盟92标准。实际运营的焚烧厂和设备供应商的观点保持一致。相比较江桥、苏州、常熟焚烧厂的排放指标，可以发现各指标相差甚大。在垃圾性质相差有限（均位于长三角区域）和烟气处理工艺相同（均为半干法活性炭喷射布袋除尘）的情况下，各厂家的设备选型、焚烧厂运营水平的高低是影响焚烧厂污染物排放的关键因素。