國內生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)煙氣凈化組合的應用
從“十二五”以來(lái),國家政策法規密集出臺,推動(dòng)國內生活垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)的快速發(fā)展。至“十三五”時(shí)期,生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)的投資建設已迅速擴展至三、四線(xiàn)城市。隨著(zhù)環(huán)保關(guān)注度的上升、群眾生活質(zhì)量期望的提高以及污染排放總量控制的加強,地方對生活垃圾發(fā)電焚燒廠(chǎng)的排放要求趨于嚴格。目前,生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)煙氣排放必須滿(mǎn)足《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB 18485—2014) 要求,沿海一線(xiàn)城市已要求煙氣排放達到歐盟2010 標準,但是部分標桿項目排放指標遠遠低于二者要求。近年來(lái),生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)后端煙氣凈化工藝快速發(fā)展,針對各種處理需求,煙氣凈化組合方式日新月異,選擇多變,應用迅速。本文對目前主流使用的五種煙氣凈化組合工藝應用進(jìn)行對比分析。
主要煙氣凈化組合工藝應用介紹
隨著(zhù)指標的提升,新型設備的加入都使組合工藝提到擴充。近幾年來(lái),脫酸及脫硝組合工藝在生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)大幅度鋪開(kāi),特別在沿海一線(xiàn)城市,組合工藝的應用十分廣泛,為達到高標準的低排放目標,組合工藝在原有基礎上再次提升。脫酸工藝一般分為干法、濕法、半干法;脫硝系統一般分為SCR和SNCR;煙氣再加熱系統一般分為蒸汽換熱器(SGH)和煙氣換熱器(GGH)。
煙氣再循環(huán)+SNCR+旋轉噴霧半干法+干法
該組合工藝是目前國內生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)應用最廣泛的、經(jīng)濟性最佳的煙氣處理工藝,根據不同的干法藥劑,其可以達到《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB 18485—2014)或歐盟2010標準。
SNCR(非催化脫硝)系統的化學(xué)反應過(guò)程是通過(guò)在焚燒爐中合適的溫度區域噴入還原劑,使氮氧化物還原為氮氣和水,在高溫區域發(fā)生還原反應。常規SNCR反應效率為33%左右,設置煙氣再循環(huán)后,最終脫除效率可達到53%左右。
旋轉噴霧半干法主要由氫氧化鈉制備、吸收劑漿液霧化、霧化漿液和煙氣混合等系統組成。然后,經(jīng)旋轉霧化器將石灰漿霧化,使其與煙氣中的酸性氣體在噴霧塔中充分反應。此工藝后增加干法輔助脫酸工藝,吸收劑為消石灰或碳酸氫鈉,噴入袋式除塵器之前的煙道中,進(jìn)一步吸附煙氣中的酸性氣體,形成半干法+干法的組合工藝,可進(jìn)一步脫除煙氣中的酸性氣體。
干粉噴射所用的吸收劑以熟石灰粉末居多,除此之外,碳酸氫鈉也是該工藝良好的吸收劑,其對酸性氣體的吸收效果比熟石灰更好。但是,消石灰干粉價(jià)格遠低于碳酸氫鈉藥劑,從用量上來(lái)說(shuō),熟石灰是碳酸氫鈉的2倍。使用消石灰干粉作為干法藥劑,可以達到《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB 18485—2014)要求,但較難穩定滿(mǎn)足歐盟2010標準。如果對去除率沒(méi)有特別高的要求,常規設計優(yōu)先考慮消石灰干粉。
煙氣再循環(huán)+SNCR+干法+濕法
濕法工藝脫酸效率高,從目前正常運行的生活垃圾焚燒廠(chǎng)來(lái)看,脫酸效率遠高于半干法,日常排放指標遠低于歐盟標準。但濕法工藝較半干法復雜,輔助工藝多,產(chǎn)物廢水量大,相應投資也大。煙氣再循環(huán)+SNCR+干法+濕法系統流程。
煙氣經(jīng)省煤器出來(lái)后進(jìn)入減溫塔。冷卻水由冷卻水供應泵送至塔頂的噴嘴,并被壓縮空氣霧化后噴入塔內與煙氣直接接觸。經(jīng)減溫塔降溫后,煙氣從塔底部離開(kāi)并進(jìn)入布袋除塵器。干法噴射藥劑粉末噴入減溫塔與布袋除塵器之間的煙道,使其與煙氣中的酸性氣體發(fā)生中和反應,未反應的粉末和反應生成的鹽顆粒隨著(zhù)煙氣一起經(jīng)煙道至袋式除塵器處被攔截下來(lái),部分未反應的粉末附著(zhù)在布袋上能更進(jìn)一步中和煙氣中的酸性氣體。從袋式除塵器出來(lái)的煙氣進(jìn)入濕式洗滌塔再次脫酸后通過(guò)引風(fēng)機排空。
此種組合工藝的復雜點(diǎn)在于脫硫后的濕煙氣基本處在飽和狀態(tài),極易產(chǎn)生白煙現象,一般都會(huì )設置煙氣換熱系統,降低濕式洗滌塔入口溫度的同時(shí)合理解決白煙現象。
SNCR+半干法+干法+SCR
與SNCR+半干法+干法工藝相比,SNCR+半干法+干法+SCR工藝增加了SCR系統,主要適用于對NOx去除要求高的項目,增加SCR系統后,NOx排放值遠低于歐盟2010 標準,SCR系統(選擇性催化還原脫硝工藝)的原理是在催化劑的作用下煙氣中的NOx與還原劑進(jìn)行脫NOx反應。NH3將NOx分解為氮氣和水蒸氣。SCR系統脫NOx效率高,通常能超過(guò)60%。
SNCR+干法+濕法+SCR
垃圾燃燒后產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入余熱鍋爐,在850~1050℃的高溫區域內噴入還原劑,去除煙氣中的NOx,煙氣離開(kāi)余熱鍋爐后進(jìn)入減溫塔,在減溫塔內被冷卻后經(jīng)煙道進(jìn)入袋式除塵器,并在除塵器前的煙道中噴入干粉粉末和活性炭。煙氣從袋式除塵器出來(lái)后通過(guò)煙氣加熱系統1 換熱后進(jìn)入濕式洗滌塔,進(jìn)一步脫酸變?yōu)榈蜏仫柡蜔煔?,再?jīng)煙氣加熱系統被加熱,然后進(jìn)入SCR脫硝塔進(jìn)一步脫除NOx,從SCR塔出來(lái)的潔凈煙氣經(jīng)引風(fēng)機加壓后進(jìn)入煙囪,排入大氣。
SNCR+半干法+干法+濕法+SCR
SNCR+半干法+干法+濕法+SCR工藝將主流凈化工藝都組合在一起,是目前最完整的煙氣凈化組合工藝,在寧波、深圳、廣州都有應用案例,為行業(yè)標桿工藝。其總體排放指標遠低于歐盟標準。該工藝適用于區域經(jīng)濟條件好、對排放總量有嚴格要求,或對環(huán)保關(guān)注度較高、環(huán)保要求較嚴的項目。
一般來(lái)說(shuō),半干法+干法與干法+濕法擇一即可,兩者脫酸效率有高有低,但三者疊加并不能線(xiàn)性降低污染物指標,故該種組合工藝一般將濕法或干法作為備用工藝,當前端工藝出現故障時(shí)可啟動(dòng)后端工藝作為保障達標的措施。同時(shí),根據SCR催化劑的使用時(shí)長(cháng)、引風(fēng)機的壓損等,濕法塔與SCR反應器設置位置有不同的組合排列。
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