浅析国内外生活垃圾焚烧烟气处理现状
相比于国外国内的垃圾焚烧技术要晚50年随着各级的重视及垃圾发电技术的发展垃圾焚烧逐渐成为国内许多城市考虑的垃圾处理方式主要是通过借鉴国外的技术经验来提高国内的垃圾焚烧和余热发电技术。目前我国生活垃圾焚烧烟气处理存在问题主要表现在下面三个方面：
(1) 中国的垃圾焚烧设备大都从国外引进而国外的垃圾普遍经过分类处理可燃物含量高，有害物质如重金属含量少因此国外的垃圾焚烧设备比较适用于热值高的垃圾对于国内的低热值、高水分的垃圾焚烧存在适应性差的问题;按引进的国外参数进行管理引起垃圾焚烧的不完全而导致烟气污染的加重。另外由于国内垃圾多为混合垃圾且垃圾成分存在地区差异大季节性差异大等因素致使焚烧运行不平稳烟气处理水平的波动大。
(2) 发达国家的生活垃圾分类水平高一般可回收的垃圾都经过分拣如塑料与一般的垃圾会分开因此焚烧垃圾中的塑料含量较低而国内的生活垃圾含有大量的塑料如含氯的PVC 等在焚烧过程中会形成HCl、二噁英类等导致酸性气体超标排放的机率增加。
(3) 焚烧设备选型、余热锅炉温度控制、烟气处理控制等影响烟气稳定达标排放特别是各单元温度控制与二噁英控制技术需优化进一步提升。
在欧洲发达国家处理垃圾焚烧比例较高可达25%以上。欧洲符合现代化水平的规模化的生活垃圾焚烧处理装置建设较早无论是在焚烧关键设备(焚烧炉)的制造、焚烧技术的管理上还是烟气处理的技术上都处于世界前列。在欧洲发达国家中目前运行的生活垃圾焚烧厂多达400 家还有多套装置在建设中。由于土地资源紧张日本焚烧发电一直在垃圾处理方式中占有主导地位垃圾焚烧的比例高达80%大约有一千多座垃圾焚烧发电厂。
随着人们对垃圾焚烧的认识生活垃圾焚烧烟气排放标准日趋严格。严格的排放标准就要求新的烟气处理技术和不同工艺的组合使用。譬如SCR(催化脱硝技术) 在欧美等发达国家的垃圾焚烧装置上应用较广泛;在日本普遍采用有机螯合剂对焚烧过程中产生的飞灰进行固化处理。在二噁英的处理上欧美日等发达国家应用催化法去除二噁英技术(SDDS) 已达十多年最大限度地减少了二噁英向环境的排放。SDDS 技术的主要优点包括:二噁英排放控制可达0.01 ～ 0.001TEQng /Nm3;可在低温下使用即160℃～180℃区间;不需要额外的添加剂和反应剂可同时去除氮氧化物因此可减少运行成本。
在脱酸工艺应用上发达国家目前多采用湿法工艺对烟气进行处理还有较先进的EDV 技术可以达到非常满意的排放效果。而由于干法工艺的投资少且无额外的废水污染因此干法处理工艺还在持续提升和进步如采用更细粒度的石灰和经改性的石灰采用更先进的喷射装置等干法工艺在国外的应用有所增加。
目前在烟气处理上应用较多的是多种工艺的组合如“干法+ 半干法”、“干法+ 湿法”等;在日本的垃圾焚烧厂“SNCR + 干法+ 布袋除尘器+湿式洗涤塔+ 烟气再加热器”的烟气处理工艺得到了普遍的应用能够完全满足欧盟烟气排放标准。
欧洲上世纪60、70 年代建设的垃圾焚烧发电项目未配置完善的烟气净化系统80、90年代随着环保标准的提升逐步形成了以静电除尘、湿式洗涤、SCR 为主的烟气净化工艺后续改造也基本延续了这一工艺路线最近建设项目的烟气净化工艺的发展趋势为“SNCR(炉内) + 半干法脱酸+ 干法脱酸+ 活性炭吸附+ 布袋除尘”(2008 年建成的柏林Vettenfall 项目即采用该工艺)这一工艺流程简捷、投资运行成本可控而且可完全满足欧盟标准。
中国的垃圾焚烧发电厂近几年呈现爆发增长但在烟气的处理技术上存在发展不平衡的现象。一些老式的或小型的垃圾焚烧发电厂，烟气处理工艺比较落后尽管有的经过改造还是不能保证稳定达标排放。近年来新建的或在建的大型垃圾焚烧发电厂烟气处理技术大幅度提升目前使用较多的是“SNCR 脱硝+ 半干法+ 干法+ 活性炭吸附+ 袋式除尘器”工艺同时为了适应未来环保要求大型生活垃圾焚烧发电厂自提污染物控制水平采用“SNCR 脱硝+ 半干法+ 干法+ 活性炭吸附+ 袋式除尘器+ SCR”有效地控制烟气污染物的排放。
由于国内的垃圾没有经过分拣成分复杂而且不同季节垃圾的成分不同可能在垃圾焚烧管理上还存在不到位现象，柴油车尾气分析仪导致烟气超标排放;同时焚烧系统在出现故障时烟气的初期排放管理不严也会出现超标排放现象。烟气处理系统运行中譬如高速旋转雾化器经常出现堵塞等故障导致半干法不能正常工作而且有些处理设施的备用设备通常没有类似的情况导致烟气排放经常不达标。在政府的监控管理上也存在不到位现象由于监测的频率不高同时如监测二噁英的昂贵仪器的缺乏导致不能对垃圾焚烧厂进行有效的监督。因此中国的垃圾焚烧烟气处理水平还有待提升以满足公众对于自身健康和保护环境的诉求。
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