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垃圾焚烧发电超低排放烟气处理工艺

信息来源:www.cqfscl.com | 发布时间:2020年03月31日

  采用炉排炉焚烧垃圾、余热利用进行发电是目前比较主流的垃圾减量化、资源化处理方式。焚烧后垃圾减容量可达90%、减重量可达80%以上,大大减少了垃圾填埋处置用地,节约土地资源,降低环境污染,提高环保效益。随之而来,烟气能否达标排放、灰渣能否安全处置就成了最关键的问题。烟气中含有烟尘、二噁英、重金属、酸性气体等有害物质,对居民健康、生存环境影响深远,必须有效去除。

  随着近年来烟气的处理工艺不断发展,普遍认同的较为经济可靠的烟气净化工艺为:SNCR炉内脱氮+半干法脱酸+干法脱酸+活性炭吸附+布袋除尘”,它具有净化效率高、无须对反应产物进行二次处理的优点,处理后的烟气,可满足《生活垃圾焚烧处理污染控制标准》(GB18485-2014),部分指标可达到欧盟2010/75/EC要求。随着国家对环保要求的进一步提高,一些大中型城市的环保部门对烟气排放指标提出了更高的要求。以杭州为例,新建垃圾焚烧发电项目的烟尘、SO2、NOX的排放指标分别要求控制在10mg/Nm3、50mg/Nm3、75mg/Nm3以下,并且要求烟囱脱白(消除冬季气温较低时烟囱冒白烟现象)。针对不断提标的排放指标,烟气处理工艺也相应增加。

  烟气处理工艺
  上述三个指标中,采用布袋除尘器对飞灰的脱除效率是能够满足要求的,但是对SO2、NOX就需要采取进一步的脱除设施。针对SO2主要是在干法或半干法(消石灰)基础上增加湿法(NaOH)烟气脱酸工艺,针对NOX主要是在SNCR基础上增加低温SCR,即对应每一种污染物均有2~3级工艺对其进行深度脱除,以确保达到烟气排放指标。
  除尘采用2级脱除:布袋除尘+湿法;脱硫采用3级脱除:半干法+干法+湿法;脱硝采用2级脱除:SNCR+SCR;二噁因采用2级脱除:活性炭吸附+SCR。目前主流的工艺方案均为如此,本文对具体的脱除工艺不再赘述,但是系统布置顺序是采用“前催化剂工艺”还是“后催化剂工艺”仍有较大的争议。下面通过详细的分析、计算来比较其利弊,推荐较优的工艺。
3论述工艺方案

  针对上述处理工艺,有多种组合顺序,目前较多采用的方案为以下三种:方案一(图1):烟气净化工艺为:炉内SNCR+半干法+活性碳吸附+干法+布袋除尘+GGH+湿法塔+SGH+SCR。

 

  从余热锅炉出口烟气温度约200℃,进入半干法脱酸塔,出布袋达到150℃,此时烟气中重金属及二噁英类随烟尘一并被去除,HCl及SO2被去除大部分,经GGH降温后进入湿法塔,去除绝大部分酸性污染物,烟气温度降至65℃,经SGH加热升温至175℃进入SCR催化反应,去除最后的NOx及二噁英后清洁排放。该方案排烟温度较高,可达170℃,排烟温度高虽然可保证脱白效果,但对能源利用来说有些浪费,在此基础上发展了方案二。方案二(图2):烟气净化工艺为:炉内SNCR+半干法+活性碳喷射+干法+布袋+GGH1+湿法塔+GGH2+SGH+SCR。

  方案二仍是SCR在湿法塔后,是在方案一的基础上增加了二级GGH,充分利用烟气的余热,减少为了满足SCR反应温度所需的加热蒸汽量。排烟温度为150℃,可保证全年无白烟。

 

  方案三(图3:SCR在湿法塔前):烟气净化工艺为:炉内SNCR+半干法+活性碳喷射+干法+布袋除尘+SGH1+SCR+GGH+湿法塔+SGH2。

 

方案三的SCR在湿法塔前,脱硫除尘后的烟气温度约150℃,此时烟气中SO2含量基本达到SCR催化剂允许运行范围,先由SGH加热至175℃进入SCR催化反应,去除NOx及二噁英,再进入湿法塔进一步脱酸,使用GGH提高烟气排放温度至135℃。该方案在春秋季可不脱白,仅在冬季需要二级SGH将烟气加热至150℃,使烟囱出口无白烟。