威美環(huán)保轉(zhuǎn)生活垃圾焚燒廠(chǎng)煙氣脫硝脫酸案例分析

發(fā)布時(shí)間：2018-7-26

根據(jù)《中國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒2016年》的數(shù)據(jù)，目前我國(guó)運(yùn)行的生活垃圾焚燒廠(chǎng)已達(dá)249座，處理能力超過(guò)25萬(wàn)t/d，年處理量達(dá)到7378.44萬(wàn)t，焚燒占無(wú)害化處理總量已經(jīng)上升到37.59%。隨著容量的持續(xù)增長(zhǎng)和市場(chǎng)的不斷成熟，社會(huì)對(duì)焚燒廠(chǎng)整體運(yùn)營(yíng)水平也提出了更高的要求.其中垃圾焚燒煙氣脫硝與煙氣脫酸是生活垃圾焚燒廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)*重要的環(huán)節(jié)之一，NOx、HC1與SO，這3個(gè)參數(shù)也是焚燒廠(chǎng)排放日常監(jiān)測(cè)的重要數(shù)據(jù)。尤其2014年7月，生活垃圾焚燒迎來(lái)新國(guó)標(biāo)《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18485—2014)發(fā)布實(shí)施，修訂后的新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)生活垃圾焚燒廠(chǎng)二氧化硫、氮氧化物、氯化氫等污染物排放限值大幅收緊。為了探究新標(biāo)發(fā)布后焚燒廠(chǎng)煙氣排放狀況，對(duì)國(guó)內(nèi)某新運(yùn)營(yíng)生活垃圾焚燒廠(chǎng)在調(diào)試和運(yùn)營(yíng)期間進(jìn)行了跟蹤檢測(cè)，本文將主要對(duì)日常監(jiān)測(cè)的NOx與HC1與SO，這3個(gè)重要?dú)怏w污染物排放數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，評(píng)估排放效果與脫除效率。

▲ 來(lái)源：《環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展》作者：歐陽(yáng)創(chuàng)

本文對(duì)國(guó)內(nèi)某新運(yùn)營(yíng)的焚燒廠(chǎng)排放的氮氧化物和酸性氣體進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測(cè)。數(shù)據(jù)顯示,運(yùn)營(yíng)期間焚燒廠(chǎng)NOx的排放濃度均值為101.39mg/m^3,去除率達(dá)到64.98%;主要酸性氣體HCl與SO2排放濃度均值為1.01mg/m3和2.07mg/m3,去除率分別達(dá)到99.85%,和98.26%%。氮氧化物和酸性氣體都取得了非常好的脫除效率。

1、材料與方法

1.1焚燒廠(chǎng)基本情況介紹

本次測(cè)試的焚燒廠(chǎng)日處理規(guī)模2000t/d(50Ot/dx4)，煙氣凈化工藝采用“SNCR+半干法(旋轉(zhuǎn)噴霧反應(yīng)塔)+干法(碳酸氫鈉)+活性炭噴射+袋式除塵器十煙氣再加熱+SCR”，但是在調(diào)試和運(yùn)行初期階段，SCR脫硝工藝并未入投用。焚燒廠(chǎng)在1—5月期間主要處于調(diào)試運(yùn)營(yíng)階段.5月下半月開(kāi)始進(jìn)入正式運(yùn)營(yíng)階段，數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)截止8月。

1.2檢測(cè)方法

1.2.1測(cè)試方案

為了測(cè)試各不同技術(shù)對(duì)煙氣中的酸性氣體及氮氧化物的單獨(dú)脫除效果，理論上應(yīng)控制其他參數(shù)不變，通過(guò)測(cè)試其中一個(gè)參數(shù)的變化來(lái)尋找其獨(dú)立效果。但在實(shí)際工程運(yùn)行中，該項(xiàng)工作無(wú)法單獨(dú)進(jìn)行，因此本次測(cè)試通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)施：

其一，采集煙氣在線(xiàn)分析儀CEMS中記錄下來(lái)的數(shù)據(jù)，選取合適的采集間隔時(shí)間，以保證合適的數(shù)據(jù)量又能反映實(shí)際運(yùn)行情況。在工程運(yùn)行日志的基礎(chǔ)上.選取能反映煙氣凈化技術(shù)應(yīng)用效果且運(yùn)行穩(wěn)定的時(shí)間區(qū)間。本部分?jǐn)?shù)據(jù)是選取天為一個(gè)時(shí)段，數(shù)據(jù)間隔為15min。

其二，利用輔助測(cè)試煙氣分析儀Testo340采集布袋除塵器煙氣出口及煙囪處的煙氣數(shù)據(jù)，與在線(xiàn)分析儀數(shù)據(jù)作對(duì)比分析，結(jié)果顯示基本一致。

其三。跟蹤項(xiàng)目生產(chǎn)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)日?qǐng)?bào)，表中有用于煙氣凈化的藥劑(如消石灰、碳酸氫鈉、氨水等)的日常使用量，判斷運(yùn)行工況的穩(wěn)定性。

1.2.2測(cè)試儀器

該焚燒廠(chǎng)在省煤器出口和煙囪處均安裝有煙氣在線(xiàn)分析儀CEMS。可在線(xiàn)測(cè)量煙氣溫度、流量、HC1、SO，、NH、NOx煙塵量等，測(cè)量顯示數(shù)據(jù)已按照標(biāo)況下l1%含氧量換算。但位于省煤器出口的CEMS由于處于原始煙氣環(huán)境較為惡劣，除了調(diào)試初期數(shù)據(jù)顯示正常，后期測(cè)試顯示的SO2、NOx數(shù)據(jù)并不準(zhǔn)確，HCI可以作為基本趨勢(shì)參考可用。

煙氣分析儀Testo340屬于便攜式檢測(cè)儀，它有一個(gè)可伸縮、*長(zhǎng)可達(dá)lm的金屬細(xì)桿.桿頭部裝有探頭。它標(biāo)配O傳感器，并配有CO、NO以及s0傳感器，該儀器為輔助測(cè)試儀器。

2、結(jié)果與分析

2.1NOx

焚燒廠(chǎng)在爐內(nèi)3T控制NOx產(chǎn)生的基礎(chǔ)上，脫除NOx技術(shù)為SNCR(采用爐內(nèi)噴氨水)+SCR，同時(shí)加上煙氣再循環(huán)技術(shù)，但數(shù)據(jù)采集時(shí)間段內(nèi)SCR技術(shù)還未投入使用。本次分析的數(shù)據(jù)時(shí)間段分別是相對(duì)穩(wěn)定階段的調(diào)試期4月份和運(yùn)營(yíng)期8月份。

在4月225日和8月7—11日2個(gè)時(shí)間段的NOx變化趨勢(shì)如圖1所示。NOx濃度*大值、平均值、*小值情況具體數(shù)據(jù)情況參照表1所示。在4月份時(shí)間段處于調(diào)試期.NOx整體波動(dòng)較大，但整體均值為165.96mg,/m3.要優(yōu)于GB18485—2014規(guī)定的日均限值250mg/m3。在8月份運(yùn)營(yíng)階段，煙囪出I：1NOx排放均值只有101.39mg/m.經(jīng)過(guò)“SNCR+煙氣再循環(huán)”技術(shù)處理后甚至完全優(yōu)于歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)，能將NOx排放濃度控制在100mg/m3左右。在上述兩個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)間段內(nèi)，生活垃圾焚燒后NOx產(chǎn)生的原始濃度未能直接檢測(cè)，但調(diào)試初期，SNCR、SCR、和煙氣再循環(huán)系統(tǒng)都未投運(yùn)情況下.CEMS從省煤器出口測(cè)試的NOx初始濃度的均值是289.52mg/m。

由于原始垃圾在短時(shí)間內(nèi)成分不會(huì)有較大變動(dòng)，因此計(jì)算“SNCR+煙氣再循環(huán)”脫銷(xiāo)效率時(shí)候，這里預(yù)估原始濃度為289.52mg/In。因此計(jì)算焚燒廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)期間在未投入SCR情況下，NOx的脫除效率如下：

在4月225日和8月7—11日2個(gè)時(shí)間段的NOx變化趨勢(shì)

2.2HCl

焚燒廠(chǎng)脫除HCI主要工藝是“半干法(噴石灰漿)+干法(噴NaHCO)”，煙氣排放設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)遵循歐盟2000，當(dāng)HC1濃度超過(guò)lOmg/m，增加脫酸藥劑投入量，且優(yōu)先加投石灰漿溶液。

HC1排放數(shù)值取值時(shí)間段與NOx一樣.都是在4月20—25日和8月7—11日2個(gè)時(shí)間段。HC1變化趨勢(shì)如圖2所示。HC1濃度*大值、平均值、*小值情況具體數(shù)據(jù)情況見(jiàn)表2。在4月份時(shí)間段雖處于調(diào)試期，HC1排放值整體波動(dòng)也不大，5天均值僅為6.06rag/m3，遠(yuǎn)優(yōu)于GB18485—2014規(guī)定的50mg/m日均限值，也要優(yōu)于歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的10mg,/IT/日均限值。在8月份運(yùn)營(yíng)穩(wěn)定階段.煙囪出口HC1排放均值更是只有1.Olmg/in.經(jīng)過(guò)“干法+半干法”工藝技術(shù)處理后也完全優(yōu)于歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)，處理效果非常好。

在上述兩個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)間段內(nèi).位于省煤器出口CEMS測(cè)試數(shù)據(jù)顯示原始濃度均值分別是379.52mg/m3和345.26mg/m3.現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員告知這部分檢測(cè)數(shù)據(jù)不是很準(zhǔn)確，總體偏低。在調(diào)試初期，省煤器出口CEMS正常時(shí)候測(cè)試的HC1初始濃度均值是670.78mg/m3，和設(shè)計(jì)值也較為接近。因此在原始垃圾短時(shí)間內(nèi)成分不會(huì)有較大變動(dòng)基礎(chǔ)上，計(jì)算“半干法+干法”去除HC1效率時(shí).這里預(yù)估原始濃度為670.78mg/m3。HC1在正常運(yùn)營(yíng)階段的脫除效率如下：

HC1排放數(shù)值取值時(shí)間段與NOx一樣.都是在4月20—25日和8月7—11日2個(gè)時(shí)間段。HC1變化趨勢(shì)

2.3 SO2

作為垃圾焚燒后產(chǎn)生的另一主要酸性氣體，焚燒廠(chǎng)脫除SO2，的工藝與HC1一樣，主要依靠“半干法(噴石灰漿)+干法(噴NaHCO)”。按照歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)SO2，濃度超過(guò)50mg/m3，增加脫酸藥劑投入量，且優(yōu)先加投石灰漿溶液。

SO2，排放數(shù)據(jù)取值時(shí)間段也與NOx一樣，在4月20—25日和8月7一l1日2個(gè)時(shí)間段。SO2變化趨勢(shì)如圖3所示，SO2濃度*大值、平均值、*小值情況具體數(shù)據(jù)情況參照表3所示。在4月份時(shí)間段處于調(diào)試期，有極少數(shù)時(shí)刻瞬時(shí)排放值較大，但整體波動(dòng)也不是很大，排放均值僅為6.94mg/m3。，也遠(yuǎn)優(yōu)于GB1848—2014規(guī)定的80mg/m3日均限值，和遠(yuǎn)優(yōu)于歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的50mg/m3日均限值。在8月份運(yùn)營(yíng)穩(wěn)定階段。煙囪出口SO2排放均值只有2.07mg/m3，經(jīng)過(guò)“干法+半干法”工藝技術(shù)處理后完全優(yōu)于歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)，SO2處理也取得了非常好效果。

SO2排放變化情況

測(cè)試數(shù)據(jù)顯示原始濃度均值分別是48.63mg/m3和36.88mg/m3和HC1測(cè)試值一樣，相比實(shí)際值也是偏低。在調(diào)試初期，省煤器出口CEMS正常時(shí)候測(cè)試的sO，初始濃度均值是115.7mg/m3。因此在原始垃圾短時(shí)間內(nèi)成分不會(huì)有較大變動(dòng)基礎(chǔ)上，計(jì)算“半干法+干法”去除SO2效率時(shí)，這里預(yù)估原始濃度為115.7mg/m3。SO2在正常運(yùn)營(yíng)階段的脫除效率如下：

SO2在正常運(yùn)營(yíng)階段的脫除效率

3、研究結(jié)論

目前，垃圾焚燒廠(chǎng)落地難的“鄰避”困境依然存在，因此運(yùn)營(yíng)焚燒廠(chǎng)的二次污染物高標(biāo)準(zhǔn)控制排放顯得尤為重要。從本文跟蹤的焚燒廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)情況來(lái)看.主要的氣體污染物NOx、HC1和SO，的排放濃度控制的效果非常好，不僅要遠(yuǎn)優(yōu)于新標(biāo)GB18485—2014規(guī)定的排放限值，也要明顯優(yōu)于歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的排放限值。

(1)基于“SNCR+煙氣再循環(huán)”工藝，將NOx的排放值控制在100mg/m3左右，平均去除效率可達(dá)64.98%，能將NOx污染物的排放控制在一個(gè)比較高的水平。

(2)利用“半干法(噴石灰漿)+干法(噴NaHCO)”脫酸工藝。HC1和SO2，排放的平均濃度控制在1.01mg/m3和2.07mg/m3，去除效率分別達(dá)到了99.85%和98.26%，取得了非常好的控制效果。