摘要：垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣處理系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)于二次污染的控制至關(guān)重要，但煙氣處理系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)缺少足夠的技術(shù)參考資料，文章結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目情況，分析了垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)問(wèn)題，對(duì)相應(yīng)的改進(jìn)措施進(jìn)行了探討和總結(jié)。
關(guān)鍵詞：垃圾焚燒；煙氣處理；半干法設(shè)計(jì)
引言
垃圾焚燒發(fā)電對(duì)于實(shí)現(xiàn)城市垃圾資源化、無(wú)害化和減量化具有重要意義，也是目前解決“垃圾圍城”最有效的途徑。但是垃圾焚燒發(fā)電的二次污染問(wèn)題也經(jīng)常成為社會(huì)公眾關(guān)注的熱點(diǎn)。事實(shí)上經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，垃圾焚燒發(fā)電廠污染控制的工藝技術(shù)已經(jīng)比較成熟，并不存在太大的問(wèn)題，關(guān)鍵在于項(xiàng)目的具體設(shè)計(jì)、工程實(shí)施以及項(xiàng)目的有效運(yùn)營(yíng)管理等方面。為了推動(dòng)及規(guī)范國(guó)內(nèi)垃圾焚燒發(fā)電廠的建設(shè)，國(guó)家先后頒布了一些規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，其中與設(shè)計(jì)有關(guān)的有：《生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范》（CJJ90-2009）、《生活垃圾焚燒廠評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJT137-2010）、《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485-2001），主要提出了總綱式的要求，但對(duì)垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣處理系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)并無(wú)太多描述，這就需要設(shè)計(jì)單位在實(shí)際的項(xiàng)目設(shè)計(jì)及實(shí)施中進(jìn)行總結(jié)與探討。
煙氣凈化技術(shù)的現(xiàn)狀
近30年來(lái), 經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò)試驗(yàn)和工程實(shí)踐, 在垃圾焚燒煙氣凈化技術(shù)方面取得了顯著成效, 并制定了生活垃圾焚燒煙氣污染物濃度排放標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)的城市生活垃圾焚燒技術(shù)起步較晚。近幾年來(lái), 國(guó)內(nèi)部分經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的城市已建成或正在籌建一定規(guī)模的生活垃圾焚燒處理廠。為了推動(dòng)我國(guó)垃圾焚燒技術(shù)的發(fā)展, 國(guó)家環(huán)?？偩忠延?000年6月1日頒布了《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》 (GWKB3―2000), 建設(shè)部于2002年6月3日發(fā)布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范》(CJJ90 2002 J184- 2002), 并于2002年9月1日實(shí)施。目前,垃圾焚燒處理廠的焚燒煙氣凈化工藝和設(shè)備種類較多。常用的煙氣凈化工藝系統(tǒng)有濕法、半干法和干法三種,每種凈化工藝都有其特點(diǎn)。
濕法煙氣凈化系統(tǒng)
濕法煙氣凈化系統(tǒng)采用的工藝組合形式有:“噴射干燥器+布袋除塵器+一級(jí)文丘里洗滌器+二級(jí)文丘里洗滌器”、“預(yù)處理洗滌塔+文丘里洗滌器+吸收塔+電濾器”、“洗滌塔+混合器+煙氣加熱器”。凈化系統(tǒng)具有同時(shí)凈化顆粒污染物和氣體污染物的功能, 且其凈化的污染物去除效率較高,是應(yīng)用比較廣的煙氣凈化系統(tǒng)。但是, 濕法煙氣凈化工藝系統(tǒng)復(fù)雜, 工程投資和運(yùn)行費(fèi)用較高, 存在后續(xù)廢水的再處理問(wèn)題。凈化后的煙氣溫度很低, 不易擴(kuò)散且易形成白霧, 所以凈化后煙氣須加熱后再排放。
半干法煙氣凈化系統(tǒng)
半干法煙氣凈化系統(tǒng)采用的工藝組合形式為:“噴霧吸收塔+布袋除塵器”。石灰吸收劑加入一定量的水形成石灰漿液, 以霧狀的形式在噴霧吸收塔內(nèi)完成對(duì)氣態(tài)污染物的凈化。漿液中的水分在高溫作用下蒸發(fā), 殘余廢棄物以干態(tài)的形式從噴霧吸收塔的底部排出。帶有大量顆粒物的煙氣從噴霧吸收塔排出進(jìn)入布袋除塵器, 凈化后的煙氣經(jīng)煙囪排入大氣。半干法煙氣凈化系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單,無(wú)需對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行二次處理。但該工藝系統(tǒng)對(duì)有害物質(zhì)脫除效率低, 吸收劑消耗大且其利用率不高, 其凈化的污染物去除效率比濕法低。
干法煙氣凈化系統(tǒng)
干法煙氣凈化系統(tǒng)采用的工藝組合形式為:“干法反應(yīng)吸收塔+布袋除塵器”。消石灰吸收劑以霧狀的形式在干法反應(yīng)吸收塔內(nèi)完成對(duì)氣態(tài)污染物的凈化。帶有大量顆粒物的煙氣從干法反應(yīng)吸收塔排出進(jìn)入布袋除塵器, 凈化后的煙氣經(jīng)煙囪排入大氣。干法煙氣凈化系統(tǒng)對(duì)污染物的凈化效率同濕法煙氣凈化系統(tǒng)相當(dāng)。由于吸收劑是在除塵器和吸收塔之間循環(huán), 延長(zhǎng)了吸收劑和煙氣污染物的接觸時(shí) 間, 吸收劑可以得到充分的利用。干法煙氣凈化系統(tǒng)無(wú)需對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行二次處理。
煙氣處理系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)介
以南方某垃圾焚燒發(fā)電廠項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目的生活垃圾焚燒處理能力為2250t/d（750t/d×3條線），屬于特大類垃圾焚燒廠規(guī)模，煙氣處理系統(tǒng)采用半干法（旋轉(zhuǎn)噴霧脫酸+活性炭噴射+布袋除塵）煙氣凈化工藝，按照每條垃圾焚燒生產(chǎn)線配置一套煙氣凈化裝置，該工程共設(shè)置了3套煙氣凈化系統(tǒng)（流程見(jiàn)下圖），主要操作過(guò)程包括：生石灰、熟石灰、活性炭的上料過(guò)程，石灰漿液制造及輸送過(guò)程，飛灰收集輸送過(guò)程，活性炭和熟石灰的輸送噴射過(guò)程，氨水的運(yùn)輸及操作過(guò)程等。
工藝流程圖
煙氣處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題分析及改進(jìn)
該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)將煙氣凈化車(chē)間大部分放在了室內(nèi)，并分成了反應(yīng)塔區(qū)、除塵器區(qū)、制漿間區(qū)、灰?guī)靺^(qū)、風(fēng)機(jī)區(qū)域、煙囪區(qū)、氨罐區(qū)，基本上能符合功能要求。在項(xiàng)目進(jìn)入施工、調(diào)試運(yùn)行階段時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一些與設(shè)計(jì)相關(guān)的細(xì)節(jié)問(wèn)題，進(jìn)行了設(shè)計(jì)修改。
反應(yīng)塔
反應(yīng)塔頂部無(wú)安裝平臺(tái)且平臺(tái)無(wú)法與煙氣分配器踏步板連通，旋轉(zhuǎn)霧化器四周無(wú)踏步板，無(wú)法進(jìn)行霧化器上連接管道及電纜的拆卸，運(yùn)行時(shí)拆裝霧化器比 較困難。改進(jìn)措施：設(shè)置分配器內(nèi)部檢修小平臺(tái)，并與頂部平臺(tái)聯(lián)通。
反應(yīng)塔頂部霧化輪保護(hù)水流量開(kāi)關(guān)，流量超過(guò)最大工作流量或者水中含雜質(zhì)時(shí)，均會(huì)造成開(kāi)關(guān)卡死。如開(kāi)關(guān)卡死在開(kāi)的狀態(tài)，識(shí)別不出故障，須在現(xiàn)場(chǎng)將手動(dòng)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉方能判斷故障，但關(guān)閉調(diào)節(jié)閥后，則不能重新開(kāi)啟到要求的流量。改進(jìn)措施：增加帶流量顯示的流量開(kāi)關(guān)。
反應(yīng)塔底部的重力翻板閥密封不好，排料有故障。改進(jìn)措施：換用星型旋轉(zhuǎn)下料閥，或考慮采用雙層重力翻板閥。
反應(yīng)塔頂部旋轉(zhuǎn)霧化器部分閥門(mén)的安裝位置較高，造成操作、檢修不便。改進(jìn)措施：增設(shè)可用于檢修的小平臺(tái)。
用于反應(yīng)塔檢修的葫蘆尺寸過(guò)大；起吊極限高度接近于霧化器的檢修支架 + 霧化器高度；檢修支架滾輪過(guò)大變形，支撐不穩(wěn)；頂部平臺(tái)狹窄，滾輪變向時(shí)易損壞。改進(jìn)措施：檢修葫蘆選用較小的起吊重量，減小葫蘆尺寸；所有支架均使用活動(dòng)滾輪支架，滾輪應(yīng)尋找合適規(guī)格的滾輪，選用更小尺寸，增加強(qiáng)度。
布袋除塵器
布袋進(jìn)風(fēng)口的手動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制不方便。改進(jìn)措施：更換為自動(dòng)調(diào)節(jié)閥。
除塵器個(gè)別灰斗會(huì)出現(xiàn)積灰。原因：卸灰閥切換到手動(dòng)一直運(yùn)行，控制系統(tǒng)中倉(cāng)壁振動(dòng)器不能與卸灰閥運(yùn)行連鎖，且DCS也不能手動(dòng)啟動(dòng)振動(dòng)器，導(dǎo)致倉(cāng)壁清灰裝置均無(wú)運(yùn)行。改進(jìn)措施：振動(dòng)器與該倉(cāng)室清灰聯(lián)鎖啟動(dòng)；DCS上增加倉(cāng)壁振動(dòng)器手動(dòng)運(yùn)行控制。
除塵器灰斗捅灰孔位置不合理，在4m平臺(tái)處無(wú)法利用捅灰孔清灰。改進(jìn)措施：調(diào)整捅灰孔位置與平臺(tái)適應(yīng)。
制漿及干法噴射系統(tǒng)
制漿系統(tǒng)的漿液振動(dòng)篩在使用期間，出料連接軟管處易震動(dòng)破裂，出現(xiàn)滲漏。改進(jìn)措施：振動(dòng)篩與儲(chǔ)漿罐的連接處改成漏斗形式，軟管插入漏斗中，但不 做硬連接，以免連續(xù)振動(dòng)拉破軟管造成泄漏。
生石灰倉(cāng)首次下料時(shí)，在星形閥處堵塞。原因可能在于進(jìn)料時(shí)間長(zhǎng)，物料受潮擠壓成塊。改進(jìn)措施：增加生石灰倉(cāng)的捅灰孔，選購(gòu)帶檢修門(mén)的星形閥。
制漿車(chē)間無(wú)完善的排污設(shè)施，石灰漿積渣池沒(méi)有積水回收設(shè)備，導(dǎo)致污水、廢漿液無(wú)處可去，污染車(chē)間環(huán)境。改進(jìn)措施：在制漿間內(nèi)設(shè)置清掃排水地溝，及時(shí)外排污水，定期清理渣池。
熟石灰的低料位計(jì)位置過(guò)低，低料位時(shí)僅剩余2.2m3，凈重約2t，加上倉(cāng)體底部物料分配不均，低料位報(bào)警時(shí)，已基本沒(méi)料。改進(jìn)措施：在約10m3位置增加一低料位，原低料位保留作為低低料位。
熟石灰進(jìn)場(chǎng)量超過(guò)容量時(shí)，對(duì)于藥劑上料人員，滿倉(cāng)信息得不到及時(shí)反饋。改進(jìn)措施：增加滿倉(cāng)現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警提醒。
活性炭、熟石灰、石灰漿輸送管道各處均無(wú)安裝分段法蘭，管道如果堵塞無(wú)法清理。改進(jìn)措施：在噴射出口、噴射和管道彎頭等方便操作處加設(shè)分段法蘭。
干粉噴頭煙道處沒(méi)有檢修平臺(tái)及檢修門(mén)。改進(jìn)措施：增加檢修平臺(tái)及檢修門(mén)。
石灰漿制漿罐排氣風(fēng)機(jī)出口的排氣管直接排空，可能造成粉塵污染。改進(jìn)措施：接排氣管通往車(chē)間外。
儲(chǔ)漿罐漿料出口未設(shè)置手動(dòng)閥，不方便控制閥維修。改進(jìn)措施：程序增加漿泵切換連鎖；電動(dòng)閥前增加手動(dòng)閥。
活性炭、生石灰倉(cāng)頂壓縮空氣管使用軟管連接接頭破損。改進(jìn)措施：采用的鋼管、鋼管法蘭及接頭，在選購(gòu)時(shí)要注意壓力等級(jí)。
制漿罐密度計(jì)常出現(xiàn)誤報(bào)，極低1.03～1.05/極高1.5+。原因：密度計(jì)裝在制漿罐圓筒隔板內(nèi)，此處漿液流動(dòng)性較差，探桿上石灰結(jié)垢，密度計(jì)量程選型過(guò)寬。改進(jìn)措施：定期清洗密度計(jì)，更換選型時(shí)可考慮將量程范圍取窄（1～1.5kg/m3 ），以降低誤差。
飛灰輸送及灰?guī)煜到y(tǒng)
飛灰輸送系統(tǒng)的斗提機(jī)無(wú)伴熱系統(tǒng)，容易產(chǎn)生結(jié)露，導(dǎo)致結(jié)塊堵塞。改進(jìn)措施：加裝伴熱系統(tǒng)。
斗提機(jī)鏈條檢修孔位置較高，且未設(shè)置操作檢修平臺(tái)。改進(jìn)措施：將檢修孔的位置移至斗提機(jī)的1.5m處。
灰?guī)煸O(shè)置在室外，長(zhǎng)時(shí)間未增設(shè)外維護(hù)結(jié)構(gòu)，雨水會(huì)滲入灰?guī)旒拜斔蜋C(jī)的防水層，影響保溫效果，并導(dǎo)致飛灰結(jié)塊。改進(jìn)措施：設(shè)計(jì)建設(shè)灰?guī)靽艽胧?/p>
（4）灰?guī)旄吡衔挥?jì)的設(shè)置不合理，不能及時(shí)反映滿料情況。改進(jìn)措施：安裝在頂部應(yīng)移動(dòng)至頂部斗提機(jī)下料口旁，并加長(zhǎng)阻旋料位計(jì)的長(zhǎng)度。
SNCR系統(tǒng)
氨水進(jìn)料時(shí)的氨氣泄漏問(wèn)題，氨水進(jìn)料口過(guò)高，上料管內(nèi)的氨水不能完全卸除。改進(jìn)措施：降低氨水泵進(jìn)料口的安裝高度，進(jìn)料口設(shè)置專用的進(jìn)料接頭。
其他問(wèn)題
煙氣壓縮空氣儲(chǔ)氣罐安全排氣口無(wú)引出管，啟動(dòng)時(shí)容易造成人員傷害。改進(jìn)措施：儲(chǔ)氣罐避開(kāi)人員通道，并在出氣管的頂部設(shè)安全閥。
現(xiàn)場(chǎng)灰?guī)旌褪覀}(cāng)未設(shè)置流化風(fēng)裝置，排灰發(fā)生故障時(shí)無(wú)法有效清灰。改進(jìn)措施：增加流化裝置。
結(jié)束語(yǔ)
煙氣凈化工藝形式較多, 主要分為濕法、半干法和干法三種,且各有其優(yōu)缺點(diǎn)。由于干法煙氣凈化系統(tǒng)對(duì)污染物的凈化效率較高, 吸收劑利用率高,無(wú)需對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行二次處理, 因此設(shè)計(jì)中優(yōu)選采用干法煙氣凈化工藝系統(tǒng)。經(jīng)干法煙氣凈化工藝系統(tǒng)凈化處理后的煙氣污染物排放濃度均滿足相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。
評(píng)論