國內(nèi)生活垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣凈化組合的應(yīng)用
從“十二五”以來，國家政策法規(guī)密集出臺，推動國內(nèi)生活垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)的快速發(fā)展。至“十三五”時期，生活垃圾焚燒發(fā)電廠的投資建設(shè)已迅速擴(kuò)展至三、四線城市。隨著環(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(qiáng)，地方對生活垃圾發(fā)電焚燒廠的排放要求趨于嚴(yán)格。目前，生活垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣排放必須滿足《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18485—2014） 要求，沿海一線城市已要求煙氣排放達(dá)到歐盟2010 標(biāo)準(zhǔn)，但是部分標(biāo)桿項目排放指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于二者要求。近年來，生活垃圾焚燒發(fā)電廠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(yīng)用迅速。本文對目前主流使用的五種煙氣凈化組合工藝應(yīng)用進(jìn)行對比分析。
主要煙氣凈化組合工藝應(yīng)用介紹
隨著指標(biāo)的提升，新型設(shè)備的加入都使組合工藝提到擴(kuò)充。近幾年來，脫酸及脫硝組合工藝在生活垃圾焚燒發(fā)電廠大幅度鋪開，特別在沿海一線城市，組合工藝的應(yīng)用十分廣泛，為達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的低排放目標(biāo)，組合工藝在原有基礎(chǔ)上再次提升。脫酸工藝一般分為干法、濕法、半干法；脫硝系統(tǒng)一般分為SCR和SNCR；煙氣再加熱系統(tǒng)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(zhuǎn)噴霧半干法+干法
該組合工藝是目前國內(nèi)生活垃圾焚燒發(fā)電廠應(yīng)用最廣泛的、經(jīng)濟(jì)性最佳的煙氣處理工藝，根據(jù)不同的干法藥劑，其可以達(dá)到《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18485—2014）或歐盟2010標(biāo)準(zhǔn)。
SNCR（非催化脫硝）系統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)過程是通過在焚燒爐中合適的溫度區(qū)域噴入還原劑，使氮氧化物還原為氮?dú)夂退?，在高溫區(qū)域發(fā)生還原反應(yīng)。常規(guī)SNCR反應(yīng)效率為33%左右，設(shè)置煙氣再循環(huán)后，最終脫除效率可達(dá)到53%左右。
旋轉(zhuǎn)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(tǒng)組成。然后，經(jīng)旋轉(zhuǎn)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(yīng)。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，消石灰干粉價格遠(yuǎn)低于碳酸氫鈉藥劑，從用量上來說，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(dá)到《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18485—2014）要求，但較難穩(wěn)定滿足歐盟2010標(biāo)準(zhǔn)。如果對去除率沒有特別高的要求，常規(guī)設(shè)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(yùn)行的生活垃圾焚燒廠來看，脫酸效率遠(yuǎn)高于半干法，日常排放指標(biāo)遠(yuǎn)低于歐盟標(biāo)準(zhǔn)。但濕法工藝較半干法復(fù)雜，輔助工藝多，產(chǎn)物廢水量大，相應(yīng)投資也大。煙氣再循環(huán)+SNCR+干法+濕法系統(tǒng)流程。
煙氣經(jīng)省煤器出來后進(jìn)入減溫塔。冷卻水由冷卻水供應(yīng)泵送至塔頂?shù)膰娮?，并被壓縮空氣霧化后噴入塔內(nèi)與煙氣直接接觸。經(jīng)減溫塔降溫后，煙氣從塔底部離開并進(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(yīng)，未反應(yīng)的粉末和反應(yīng)生成的鹽顆粒隨著煙氣一起經(jīng)煙道至袋式除塵器處被攔截下來，部分未反應(yīng)的粉末附著在布袋上能更進(jìn)一步中和煙氣中的酸性氣體。從袋式除塵器出來的煙氣進(jìn)入濕式洗滌塔再次脫酸后通過引風(fēng)機(jī)排空。
此種組合工藝的復(fù)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(xiàn)象，一般都會設(shè)置煙氣換熱系統(tǒng)，降低濕式洗滌塔入口溫度的同時合理解決白煙現(xiàn)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(tǒng)，主要適用于對NOx去除要求高的項目，增加SCR系統(tǒng)后，NOx排放值遠(yuǎn)低于歐盟2010 標(biāo)準(zhǔn)，SCR系統(tǒng)（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(yīng)。NH3將NOx分解為氮?dú)夂退魵狻CR系統(tǒng)脫NOx效率高，通常能超過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(qū)域內(nèi)噴入還原劑，去除煙氣中的NOx，煙氣離開余熱鍋爐后進(jìn)入減溫塔，在減溫塔內(nèi)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后通過煙氣加熱系統(tǒng)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(tǒng)被加熱，然后進(jìn)入SCR脫硝塔進(jìn)一步脫除NOx，從SCR塔出來的潔凈煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)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(yīng)用案例，為行業(yè)標(biāo)桿工藝。其總體排放指標(biāo)遠(yuǎn)低于歐盟標(biāo)準(zhǔn)。該工藝適用于區(qū)域經(jīng)濟(jì)條件好、對排放總量有嚴(yán)格要求，或?qū)Νh(huán)保關(guān)注度較高、環(huán)保要求較嚴(yán)的項目。
一般來說，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性降低污染物指標(biāo)，故該種組合工藝一般將濕法或干法作為備用工藝，當(dāng)前端工藝出現(xiàn)故障時可啟動后端工藝作為保障達(dá)標(biāo)的措施。同時，根據(jù)SCR催化劑的使用時長、引風(fēng)機(jī)的壓損等，濕法塔與SCR反應(yīng)器設(shè)置位置有不同的組合排列。
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