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近年來,垃圾焚燒成為我國生活垃圾處理的主要方式,但該處理過程易產生二次污染,如酸性氣體、重金屬及有機污染物等,都嚴重影響城市居民的健康,尤其是焚燒過程中產生的二惡英,作為一級致癌物,已經引起高度關注。
焚燒處理技術的核心是燃燒的合理組織和二次污染的防治。垃圾焚燒對環境的二次污染物主要源于焚燒過程中產生的煙氣。焚燒煙氣中含有大量酸性氣體(HCl、SO2、HF、HBr、NOx等)、有機類污染物(PCDDs、PCDFs等)、顆粒物及重金屬等。
垃圾焚燒尾氣處理方式通常有半干法、干法、濕法脫酸,對于濕法脫酸煙羽較大,吸收塔中堿液中和反應過程中大量的鹽溶膠、水汽、有機物等隨著煙氣一起排出,會形成明顯的煙帶,周邊形成一定的霧霾。通常認為單純的白色煙羽對環境質量沒有直接的影響,但根據研究表明白色煙羽中仍有二次顆粒物PM2.5,是造成霧霾的主要元兇。煙氣脫白的認識,有兩層含義:首先是比較徹底去除煙氣中有害成分,包括減少氮氧化物、硫化物、各種煙塵顆粒物、氣溶膠、超細結晶鹽顆粒物的排放;其次是降低煙氣中的含濕量,降低露點溫度減少白煙的視覺觀感。嚴格意義的“消白”應該是有色煙羽的治理+消白。
垃圾焚燒過程中產生的污染物主要包括四大類:
1、顆粒物,如煙灰,粉塵等;
2、酸性氣體,如CO、NOX、SO2、HCl等;
3、重金屬,如Hg、Cr、Pb等;
4、有機污染物,主要因子為二惡英類。
其中, SO2來源于含硫生活垃圾的高溫氧化過程;CO是由生活垃圾中有機可燃物不完全燃燒產生的;NOx主要來源于生活垃圾焚燒過程中N2和O2的氧化反應及含氮有機物的燃燒,絕大多數為NO,而NO2所占的比例非常少;另外,有機污染物的產生機理十分復雜,二惡英是其中毒性最強的化合物。
濕法脫酸后煙囪排放的煙氣因為含有鹽溶膠、有機物,會造成煙帶比較明顯,對大氣環境造成一定的影響,并且引起周邊居民投訴。大多配備濕法脫硫、脫酸等產生“煙羽”明顯的企業為了可持續綠色發展需要考慮對“煙羽”消除的治理。
(1) 嚴格執行國家、當地環境保護有關規定、標準,確保廢氣用科學合理的收集方式,在達到收集效果的前提下,盡量減少氣量:積極穩妥地采用新技術、新設備,結合企業的現狀和管理水平采用可靠的污染治理工藝,力求運行穩定、費用低、管理方便、維護容易,從而達到徹底消除廢氣污染、保護環境的目的。
(2) 處理設備與廠區全面規劃、合理布局;與廠區整體環境協調一致,包括系統設施及配套設備等;
(3) 確保廢氣處理達標排放的前提下,合理降低工程投資及系統運行費用,同時整體工程投入運行后,取得較高的社會效益和經濟效益;
(4) 采用技術前沿,系統運行安全可靠,操作管理簡單的工藝,使先進性和可靠性有機結合;
(5) 提高廢氣處理系統自動化水平,在經濟合理的前提下提高自動化水平,力求運行管理方便,操作維護簡單,降低勞動強度;
(6) 保證廢氣處理主體設施及配套設備的使用率;
(7) 嚴格執行有關設計規范、標準,加強消防設施,重視消防、安全工作,確保污染治理區的衛生條件。
(8) 嚴格執行國家有關設計規范、標準,重視消防、安全工作。
危險廢物焚燒排放煙氣中污染物限值(GB-18484—2014)
| 序號 | 污染物項目 | 限值 | 取值時間 |
| 1 | 顆粒物(mg/m3) | 30 | 1小時均值 |
| 20 | 24小時均值 | ||
| 2 | 氮氧化物(mg/m3) | 300 | 1小時均值 |
| 250 | 24小時均值 | ||
| 3 | 二氧化硫(mg/m3) | 100 | 1小時均值 |
| 80 | 24小時均值 | ||
| 4 | 氯化氫(mg/m3) | 60 | 1小時均值 |
| 50 | 24小時均值 | ||
| 5 | 汞及其化合物(mg/m3) | 0.05 | 測定均值 |
| 6 | 鎘、鉈及其化合物(mg/m3) | 0.1 | 測定均值 |
| 7 | 銻、砷、鉛、銘、鈷、銅、錳、鎳及其化合物(mg/m3) | 1.0 | 測定均值 |
| 8 | 二噁英類(ngTEQ/m3 | 0.1 | 測定均值 |
| 9 | 一氧化碳 (mg/m3) | 100 | 1小時均值 |
| 80 | 24小時均值 | ||
| 10 | 煙囪出口煙帶 | 現場目測無白煙 | |
煙氣消白在工藝路線上通常兩大類:
1、對于新項目,在干法脫硫脫硝能夠滿足工況需求的情況下,優先干法脫硫脫硝,從而源頭上不產生白煙。
2、對于已上濕法脫硫脫酸的煙帶消除,結合工況煙氣成分及成功工程經驗,垃圾焚燒濕法脫酸尾氣選用降溫+高能離子束脫白技術,可以實現煙囪出口白煙消除。
| 序號 | 技術路線 | 原理 | 優點 | 缺點 | 適用范圍 |
| 1 | 先冷凝再加熱技術 | 除濕、改變煙氣飽和露點 | 工藝簡單,脫白一般設備占地小運行費用低 | 只能處理達標煙氣 | 適用于煤電、鋼鐵等達標煙氣煙溫偏高場合 |
| 2 |
濕式靜電 除霧技術 |
高壓靜電吸附水沖洗洗滌 | 工藝成熟,應用廣脫白有一定效果, | 投資大運行費用高運行安全性低設備龐大占地大用水產生二次污染,冬天不能消除白煙 | 適用于煤電、鋼鐵、相對氣體成分簡單等達標煙氣煙溫偏低場合 |
| 3 | 離子束技術 | 高壓放電形成離子狀態,去除污染物和顆粒物、除濕達到脫白效果 | 工藝簡單應用十分廣凈化徹底不產生;二次污染,脫除效果好運行費用低維護簡便 | 不可用于易燃氣體成分 | 適用于大多種煙氣尤其復雜氣體成分煙溫偏低場合 |
工藝簡介
煙氣進入原脫硫塔,脫硫塔的循環吸收液經過寬通流板式換熱器進行降溫,降溫水有涼水塔把熱量帶走,確保脫硫塔出口煙氣溫度降低到45℃以下;
降溫后的濕煙氣進入離子束除臭、除塵、消白裝置,在該裝置中VOCs成分和氣溶膠等在離子電場中得到處理,最終達到無煙、無臭、無塵的處理指標效果。
工藝特點
1) 能夠高效快速除去煙氣中99% 的顆粒物、焦油、氣溶膠、酸霧和游離水。在氨氣存在條件下,除去 80% 二氧化硫,除去 40% 氮氧化物。
2) 設備簡便,運行可靠,雨天等惡劣低氣壓條件下,實現脫白(無白煙);
3) 高效節能,相對于常用脫硫塔之后的濕電除霧器,裝機功率只有濕電除霧器的1/10,經運行數據統計,處理180000m3/h 的煙氣量每小時耗電 30kw/h,原安裝的濕電除霧停運,除霧效果高于以前;
4) 使用壽命長,濕電除霧器由于使用導電玻璃鋼材料,使用大量的水,水中硬度造成濕電正極結垢失去導電能力,高能離子束設備核心部件采用2205或鈦材使用壽命能夠達到 10年以上;
5) 不用水,相對于濕電除霧器,屬于干法,設備本身工作原理不用水,收集下來的水,通過管道導入脫硫塔或其他設備重復使用;
6) 安裝簡便,只需在煙囪和脫硫塔之間高架安裝,場地占用很大小;
7) 施工時間短、速度快。普通脫白工程 75 天能夠完成制作安裝;
8) 采用漿液冷凝高效換熱器,投資省、效率高。
整改前工藝脫硫吸收后用濕電除霧,煙帶不能消除。
整改后工藝脫硫吸收后漿液冷凝+離子束消白,煙帶徹底消除。