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垃圾焚烧污染控制

             来源:北京中科通用能源环保有限责任公司 阅读:2240 更新时间:2011-07-29 11:19
垃圾经焚烧后,垃圾中的细菌、病毒被彻底消灭,带恶臭的物质被高温分解,垃圾体积大大缩减。但在垃圾焚烧过程中产生的废气、废灰、污水、噪声等仍对环境造成一定影响,所以必须采取可靠的措施加以治理。 臭气 垃圾在堆放过程中,有机物腐烂产生带恶臭的氨气和有机废气,主要恶臭物质有NH3、H2S、(CH3)2S、CH3SH、(CH3)3N。 控制措施 垃圾坑采用密闭结构,顶部设有吸风口,焚烧炉助燃用的一次风从垃圾坑顶部吸取,正常运行时垃圾坑保持微负压状态以免臭气外逸。平常垃圾倾卸门保持1~2个敞开,以供垃圾车卸料和补充新鲜空气。垃圾顶部设有抽风机,在全厂停炉时启用,以防停炉期间甲烷气等可燃物积聚。 有害气体的控制措施 1、燃料燃烧过程所产生的热力型NOx(thermal Nox)和燃料型NOx(fuel NOx)的脱硝可分为初级控制和二级控制:初级控制主要采用炉内低氮燃烧等方法来抑制NOx的生成量;二级控制主要采用炉外选择性催化还原(SCR)脱硝装置来消除烟道气体中的NOx。 采用循环流化床燃烧方式,其炉温可严格控制在850~950℃,烟气在炉膛内停留时间在3秒以上,空气与燃料的良好混合以及稳定的燃烧、较低的过量空气系数,能有效抑制NOx的生成,抑制二噁英的产生并迅速分解。 2、每台焚烧炉配有一套烟气处理装置,包括循环流化床半干式净化塔和布袋除尘器等设备。温度为155℃的烟气从焚烧炉/余热锅炉出来进入半干式净化塔,酸性气体与喷入塔内的氢氧化钙产生中和反应;重金属和二噁英被喷入塔内的活性炭吸附。烟气从净化塔出来后进入袋式除尘器,烟气中的粉尘和反应生成物被袋式除尘器分离下来,净化后的烟气经引风机、烟囱排入大气。 烟气治理后有效的去除了垃圾焚烧处理过程中排放烟气中含有的有毒有害物质,排放浓度达到或优于国家《生活垃圾焚烧处理污染物排放标准》(GB 18485-2001)中相关规定。 烟气净化工艺及系统组成 工艺流程 尾部烟气净化系统为循环流化床半干式中和反应塔(喷活性碳+喷氢氧化钙),去除烟气中残留的SO2、HCl等酸性气体,经脱酸后烟气通过高效布袋除尘器,去除烟气中的大部分粉尘后经引风机和烟囱排入大气。 系统组成 烟气净化系统由炉内控制系统、半干式循环流化床烟气净化塔、氢氧化钙加药设备、活性炭加药设备、高效布袋除尘器和烟气在线监测设备等组成。 炉内控制系统 由于循环流化床垃圾焚烧锅炉的燃烧温度严格控制在850~950℃,烟气在炉内的停留时间远大于3秒,而且炉内垃圾和床料的掺混十分强烈,燃烧非常稳定,可有效防止二噁英的生成,并且将垃圾中原有的二恶英类物质彻底分解。 循环流化床炉温控制严格,而且空气分段供给,能很好地抑制NOx的产生,正常情况下,其排放浓度在50~300ppm之间,可满足排放要求。 燃烧后产生并从焚烧锅炉排出的重金属、酸性气体及烟尘,可进一步由后续配置的烟气处理系统有效地脱除。 半干式循环流化床烟气净化塔 采用半干式烟气净化塔对垃圾焚烧烟气中的酸性气体通过中和反应的方式予以脱除。烟气由锅炉尾部排出后进入烟气净化装置,在中和反应塔中完成了酸性气体的脱除,脱酸剂采用氢氧化钙,通过增湿活化加药系统喷入净化塔中,主要作用是脱酸中和,脱除烟气中的氯化氢、氟化氢、二氧化硫、三氧化硫等酸性气体;通过喷入活性炭进行对二噁英类物质的吸附和对重金属的吸附。 循环流化床半干式中和反应塔采用下进上出的结构,利用布袋除尘器进口前的垂直烟道作为烟气反应器,因此占用的空间较少。其主要由烟气进口、文丘里、反应塔、烟气出口组成。主体上布置有压力、温度、烟气取样点等。 烟气进入均压箱体后,通过法拉尔喷管均匀喷入反应塔内,在反应塔内滞留4秒后经分离器离开反应塔,未反应完的氢氧化钙和活性炭分离下来后循环使用。整个净化装置形成两个循环系统:在塔内由布风装置和分离器构成烟气净化剂内循环;塔外由排灰管、吸收剂输送系统和加药复合喷嘴形成的物料混合的外系统。在反应装置中,流化状态的吸收剂与烟气有很大的反应面积,而且吸收剂的有效浓度很高,所以具有较好的吸收效果。 由于反应塔选用循环流化床的工作模式,所以反应塔内中和剂干粉浓度比常用的悬浮式和逆流式反应塔高数十倍,加快了中和反应速率,提高了酸性气体脱除率;同时,中和剂在反应塔内停留时间也大大延长,提高了中和剂的利用率。并具有如下优点: 1、脱酸中和剂以干粉形式供入,避免了复杂、易堵塞的制浆系统,运行与维护简单,故障率低; 2、脱酸中和反应产物以固态颗粒形式排出,避免了复杂、昂贵的废水处理设备,进一步降低了建设和运行费用; 3、采用向脱酸中和反应塔内有控制的喷雾增湿活化技术,充分利用离子高反应率的优势,提高酸性气体成分脱除率和中和剂利用率,降低了水消耗,这也是本技术的一显著特点; 4、脱酸中和反应塔运行在循环流化床工作模式,中和剂浓度大大高于其他中和反应塔技术,进一步提高了酸性气体成分脱除率和中和剂利用率,并可降低反应塔容积和建设成本; 5、具有自主知识产权,已有相当规模的系统建成和成功运行的范例,投资省,安全运行和维护有保障; 6、关键部件采用不锈钢防酸处理,设备使用寿命大大提高; 7、尾气净化系统为免维护设计,在不加药时,系统仍可安全运行,净化装置任何附属设备故障都不影响锅炉运行。 氢氧化钙加药设备 半干式烟气净化塔采用氢氧化钙(Ca(OH)2)作为吸收剂,氢氧化钙同焚烧尾气中残留的SO2、SO3、HCl等酸性气体继续反应,提高酸性气体的脱除效率,并通过增湿活化、喷水降温等措施,进一步提高反应效率。 氢氧化钙的贮存为两套反应塔共用一个总料仓,每套烟气处理系统附近单独配备一个分料仓,氢氧化钙由总料仓用仓泵气力输送至各分料仓,然后通过星形旋转给料阀均匀送料,由罗茨风机将氢氧化钙均匀的送至反应塔,并经喷水雾化,与烟气中的酸性气体(主要是HCl)发生反应,达到吸收酸性有害气体的目的。经过处理后的烟气通过除尘系统去除飞灰和反应物,由引风机送入烟囱。烟气处理后的反应产物通过浓相气力输送到灰库。 活性炭加药设备 为了吸附烟气中的微量二噁英和重金属等有毒物质,反应塔设有单独的活性炭喷入口,活性碳的贮存为两套反应塔共用一个总料仓,每套烟气处理系统附近单独配备一个分料仓,活性碳由总料仓用仓泵气力输送至各分料仓,然后通过螺旋微粉给料机均匀送料,由一次风将氢氧化钙均匀的送至反应塔,与烟气中的微量二噁英和重金属等有毒物质发生反应,达到进一步吸收有毒有害气体的目的。 布袋除尘器 采用高效布袋除尘器,主要有灰斗、滤袋室、净气室、滤袋、喷吹清灰装置及进出风室、螺旋输灰机、控制系统等组成。 经过半干式烟气净化塔的垃圾焚烧尾气进入布袋除尘器,通过过滤将烟气中细灰尘粒、中和剂及脱酸反应产物颗粒、吸附有二噁英和重金属的活性炭颗粒等捕捉后排出,符合严格环保要求的洁净烟气经引风机的抽引,通过经由80米高烟囱排放大气。 选用的高效布袋除尘器具有以下特点: 1、提高了清灰效果,延长了布袋的使用寿命,压缩空气耗量低; 2、布袋除尘器与脱酸中和剂(氢氧化钙)及活性炭吸附剂喷入技术组合使用,可以进一步提高酸性和毒性物质的脱除率,降低药剂利用率,运行经济性好; 3、适应高浓度炉型烟尘处理,烟气初始浓度可达200g/Nm3以上,排尘浓度可达10mg/Nm3以下,除尘效率高可达99.9%以上; 4、采用进口滤料,耐高温,并有良好的耐酸性能,适用于城市生活垃圾焚烧烟气处理工艺; 5、运行阻力低,<1200 Pa~1500Pa,系统能耗低; 6、脉冲阀、布袋滤料、控制系统均采用优质进口设备; 7、滤袋寿命长,一般可达4年以上; 8、可以实现不停机检修,通过及时更换滤袋确保排放达标。 烟气在线监测设备 烟气在线监测设备系统可在线连续对污染源气体的排放进行分析处理,对排放量进行监测,同时对主要烟气参数、粉尘含量和气体污染物含量等多项指标进行在线监测,具有实时显示、参数列表、打印报表、历史数据存储及显示、图线图表分析、超标报警、事故报警、状态显示和标识等功能;通过MODEM/GPRS进行远程数据传输或在局域网内与其他计算机共享系统数据,系统具有在线自动校正、标定等功能。 渗沥液的处理 采用高温焚烧分解方法有效处理垃圾渗沥液。垃圾贮坑底部采用倾斜设计,倾角为3°,使渗沥液流向垃圾卸料口底部及侧向的渗沥液集水沟,经不锈钢丝网过滤后汇入经防渗处理的渗沥液集水坑,通过渗沥液泵提升进入厂区渗沥液废水管道,喷入垃圾焚烧炉内进行高温焚烧分解处理。 当垃圾贮坑渗沥液的水量偏大,或垃圾焚烧炉无法正常消纳喷入的渗沥液时,可通过水泵的旁通管路将一部分渗沥液回喷至垃圾贮坑,浇淋在垃圾层表面上,让表面的干燥垃圾再吸收一部分水分,避免干燥垃圾中细小颗粒在输送过程中产生扬尘,同时垃圾渗沥液可以随垃圾一起进入垃圾焚烧炉进行高温焚烧处理,提高了渗沥液进入炉膛的均匀性,可以改善处理性能。 污水的处理 SBR是序列间歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)的简称,是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术,又称序批式活性污泥法。  与传统污水处理工艺不同,SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式,非稳定生化反应替代稳态生化反应,静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作,SBR技术的核心是SBR反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统。 SBR工艺优点 1、理想的推流过程使生化反应推动力增大,效率提高,池内厌氧、好氧处于交替状态,净化效果好。 2、运行效果稳定,污水在理想的静止状态下沉淀,需要时间短、效率高,出水水质好。 3、耐冲击负荷,池内有滞留的处理水,对污水有稀释、缓冲作用,有效抵抗水量和有机污物的冲击。 4、工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整,运行灵活。 5、处理设备少,构造简单,便于操作和维护管理。 6、反应池内存在DO、BOD5浓度梯度,有效控制活性污泥膨胀。 7、SBR法系统本身也适合于组合式构造方法,利于废水处理厂的扩建和改造。 8、脱氮除磷,适当控制运行方式,实现好氧、缺氧、厌氧状态交替,具有良好的脱氮除磷效果。 9、工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器,无二沉池、污泥回流系统,调节池、初沉池也可省略,布置紧凑、占地面积省。 炉渣处理 垃圾和煤焚烧后在焚烧炉底部形成的炉渣,必须及时排除。 循环流化床焚烧炉因其特有燃烧机理,炉渣的灼减率≤2%(本公司垃圾发电项目的渣灼减率均<1%)。重金属浸出毒性极低,基本上都是惰性物质,可以直接填埋或进行综合利用。 飞灰处理 循环流化床垃圾焚烧炉烟气中的飞灰含量,约占燃料总灰分的55%,这些飞灰连同脱酸塔产生反应物由布袋除尘器收集下来。 飞灰和反应物收集处理系统采用布袋除尘器、灰仓一体化设计。过滤下来的粉尘由灰斗收集后经除灰系统输送至灰仓,经稳定化处理后可进入生活垃圾填埋场填埋处置。 飞灰和反应物固化系统主要由灰仓、水泥仓称重斗、卸灰阀、计量斗、灰渣成型机、喷水系统及控制系统组成。水泥、速凝剂通过气力输送进入水泥仓。灰仓存放的飞灰和反应物与水泥、速凝剂按照一定的配比通过卸灰阀进入混料斗,通过振动混料斗混料后,经给料阀进入灰成型机,在成型过程中通过分段加水,飞灰逐步成型固化。 噪声的防治 1、各种机械设备都布置在厂房内,如空气压缩机、风机、汽轮发电机、吊机等,因此噪音对周围环境影响不大。必要时,一些设备设隔音罩和消声器、隔振设置,以防噪声外泄。厂房内除巡检人员外一般不设岗位。 2、锅炉排汽设小孔喷汽消音器。 3、种植绿化隔音带,建立植物屏。

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