天津泰達(dá)環(huán)保有限公司承建的雙港垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng), 位于天津市津南開(kāi)發(fā)區(qū)雙港鎮(zhèn)西, 2005 年5 月正式運(yùn)行。無(wú)害化處理生活垃圾能力1200t/d, 利用焚燒垃圾的余熱發(fā)電, 年上網(wǎng)發(fā)電量1.2 億kWh, 實(shí)現(xiàn)了垃圾的減量化、無(wú)害化和資源化。

雙港垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)焚燒采用SN 型爐排技術(shù), 對(duì)于工藝流程中的關(guān)鍵問(wèn)題—煙氣處理, 采用“半干式吸收塔+活性炭+袋式除塵器”的組合工藝, 有效去除各種酸性氣體、二惡英及有害重金屬, 遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于我國(guó)規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn), 某些排放指標(biāo)達(dá)到歐盟的標(biāo)準(zhǔn), 達(dá)到了居民區(qū)的環(huán)保要求。

煙氣凈化工藝系統(tǒng)及工藝流程如圖1 所示。

半干法工藝原理為用CaO 粉劑或Ca(OH) 2 粉劑作為吸收劑。當(dāng)用CaO 粉劑作脫硫劑時(shí), 先進(jìn)入消化器中加水消化成Ca(OH) 2, 然后與布袋除塵器及機(jī)械預(yù)分離器除下的大量飛灰一起進(jìn)入增濕反應(yīng)器。在此加水增濕使混合灰的水份從2%增加到4%左右, 然后含Ca(OH) 2 的循環(huán)灰以流化風(fēng)為動(dòng)力, 借助煙道負(fù)壓進(jìn)入反應(yīng)器。由于有很大的蒸發(fā)表面, 水份蒸發(fā)很快, 在較短的時(shí)間內(nèi)使煙氣溫度從約200℃冷卻到約 130℃, 煙氣的相對(duì)濕度迅速增加, 形成一個(gè)較好的脫硫工況。

煙氣中的其它酸性氣體如HCl、HF 等由于比SO2 更易于與Ca( OH) 2 反應(yīng), 因此, 只要保持1s 左右的反應(yīng)時(shí)間, 幾乎所有的HCl、HF 都能被有效去除。此外, 因垃圾中含有大量的含氯有機(jī)物, 受垃圾焚燒爐型式和混合不均勻等問(wèn)題的限制, 在焚燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生微量但毒性極大的物質(zhì), 如二惡英(PCDD) 和呋喃 (PCDF) 。為了減少PCDD 和PCDF 的生成, 除在鍋爐系統(tǒng)應(yīng)保證燃燒溫度、保證停留時(shí)間外, 還在爐后采取以下措施: 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。另一方面, 向系統(tǒng)噴加具有高活性表面的木質(zhì)活性炭, 以吸附上述有毒物質(zhì)。

反應(yīng)塔由旋轉(zhuǎn)噴霧器和筒體以及錐斗底部的卸灰裝置組成, 在反應(yīng)塔里有以下幾個(gè)過(guò)程[7]: 1) 石灰漿液與煙氣混合反應(yīng), 去除酸性氣體和部分重金屬; 2) 水份氣化, 使煙氣得到冷卻; 3) 干燥反應(yīng)殘余物。 Ca( OH) 2 和水在反應(yīng)塔內(nèi)與煙氣接觸的化學(xué)反應(yīng)為:

2HCl + Ca( OH) 2 → CaCl2 + 2H2O

2HF + Ca( OH) 2 → CaF2 + 2H2O

SO2 + Ca( OH) 2 + 1/2O2 → CaSO4 + 2H2O

石灰漿制備系統(tǒng)制成的Ca(OH) 2 溶液由噴嘴或旋轉(zhuǎn)噴霧器噴入反應(yīng)塔中, 形成粒徑極細(xì)的堿性泥漿, 由水分的揮發(fā)以降低廢氣的溫度并提高其濕度, 使酸氣與石灰漿反應(yīng)成為鹽類(lèi), 掉落至底部。煙氣和石灰漿常采用順流設(shè)計(jì), 亦有少部分使用逆流設(shè)計(jì), 無(wú)論采取何種流動(dòng)方法, 其主要目的均為維持煙氣與石灰漿微粒充分反應(yīng)的接觸時(shí)間, 以獲得高去除效率。攜有大量粒狀物的煙氣從反應(yīng)塔出來(lái)進(jìn)入下游的袋式除塵器, 部分未反應(yīng)的石灰附在濾袋上與通過(guò)濾袋的酸氣再次反應(yīng), 使去除效率進(jìn)一步提高。

袋式除塵器安裝在半干法脫硫反應(yīng)塔與引風(fēng)機(jī)之間, 其工作原理是利用布袋濾料纖維的攔截作用使濾帶上面先附上一層粉塵, 再用附著的一次塵過(guò)濾二次塵, 也就是用粉塵過(guò)濾粉塵, 因此凈化效率高。來(lái)自反應(yīng)器的含塵煙氣進(jìn)入除塵器后, 粉塵被一次塵捕集在濾袋外, 凈化后的氣體從濾袋內(nèi)部自下而上進(jìn)入凈氣室, 然后經(jīng)過(guò)引風(fēng)機(jī)從煙囪排入大氣。當(dāng)濾帶達(dá)到設(shè)定阻力時(shí), 就需清灰。清灰分室輪流進(jìn)行。清灰時(shí), 先關(guān)閉該氣室, 然后通過(guò)脈沖向布袋噴入壓縮空氣, 使灰很快從布袋的一次塵外剝離, 清下的灰落入下部的集灰槽。由流化床焚燒鍋爐排出的煙氣, 經(jīng)反應(yīng)器除去SO2 和 HCl, 尾氣進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)一步除塵, 經(jīng)上述處理后的煙氣, 通過(guò)煙囪排入大氣。可提高脫硫效率10%以上。

系統(tǒng)運(yùn)行后, 污染物排放濃度見(jiàn)下表。

津環(huán)監(jiān)驗(yàn)字(2005) 第004 號(hào)驗(yàn)收?qǐng)?bào)告結(jié)果顯示, 雙港垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)排出的廢氣, 如二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、鉛、鎘、汞、氯化氫、硫化氫、氨氣、臭氣, 其濃度分別符合《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》和《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的限值。而廠(chǎng)界環(huán)境顆粒物周界外濃度最高點(diǎn)也符合《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的濃度限值; 廢水排放符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定; 噪聲影響廠(chǎng)界聲級(jí)符合《工業(yè)企業(yè)廠(chǎng)界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定。中科院大連化學(xué)物理研究所現(xiàn)代分析中心對(duì)二惡英的排放進(jìn)行了檢測(cè), 檢測(cè)結(jié)果顯示, 本項(xiàng)目中二惡英的排放平均值為 0.065ng/m3, 優(yōu)于歐盟規(guī)定的二惡英排放標(biāo)準(zhǔn), 低于我國(guó)排放標(biāo)準(zhǔn)的1/10。

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