試論光催化氧化/吸收工藝處理垃圾焚燒發(fā)電廠惡臭廢氣

劉晴 唐小亮

1.揚州市高郵生態(tài)環(huán)境局 江蘇揚州 225000

2.江蘇國信高郵熱電有限責任公司 江蘇揚州 225000

目前技術條件支持下，針對發(fā)電廠惡臭廢氣的處理工藝以生物法、高級氧化法、吸附法為主，但在實際應用中均不同程度存在投資較高、效果不穩(wěn)定等問題。為彌補現(xiàn)有處理方法存在的局限性，提高對垃圾焚燒發(fā)電廠惡臭廢氣的處理效果，有關研究人員提出了一種基于光催化氧化/吸收工藝的處理辦法，此類技術具有無二次污染、效果確切、費用低廉等優(yōu)勢，備受研究人員的青睞。

1 工藝概況

1.1 廢氣性質

垃圾焚燒發(fā)電廠惡臭廢氣主要來源垃圾堆放以及垃圾焚燒環(huán)節(jié)，以硫醚、硫化氫、氨等難處理成分為主，廢氣產生后經收集管路進入處理系統(tǒng)中進行反應，系統(tǒng)處理量設計值為6000．0m3/h，性質及其排放標準如下表所示（見表1）。

表1 惡臭廢氣性質及其排放標準示意表

1.2 工藝流程

處理系統(tǒng)收集惡臭廢氣在水吸收塔中進行預處理反應，以去除水溶性物質以及粉塵雜質，其他降解難度大以及水溶性較差物質成分進入光催化氧化處理系統(tǒng)中參與分解反應，分解形成易溶性以及無機成分，經堿洗塔處理去除可溶物，并生成清潔氣體，經引風機引導至排氣筒排放。

1.3 工藝說明

本處理系統(tǒng)參與廢氣水洗環(huán)節(jié)以及堿洗環(huán)節(jié)廢氣均具有良好的水溶性特征，吸收過程以氣相擴散控制為主，吸收速度快，同時結合對投資成本因素的考量，整套處理系統(tǒng)中堿洗塔以及水洗塔反應裝置均改良為旋流板塔。

光化學反應裝置主要包括三段反應環(huán)節(jié)，分別為除霧器段、光化學反應段、以及液體吸收段。其中，第一段可去除惡臭廢氣中的殘留水分，第二段則通過光觸媒以及紫外線燈裝置的聯(lián)合作用，經光化學反應生成強氧化性活性基團（如臭氧、羥基自由基等），以此種方式達到去除惡臭廢氣中硫化氫、氨等成分的目的，第三段則選用氫氧化鈉融溶液對經預處理后惡臭廢氣進行噴淋處理，通過催化臭氧氧化反應的方式分解大量臭氧，一方面可形成羥基自由基等具有極強氧化性特征的物質，另一方面能夠使惡臭廢氣的去除效果以及分解率得到強化[1]。

臭氧物質淬滅時間長，整套裝置反應過程當中為了延長氧化自由基、臭氧等物質與惡臭廢氣的接觸時間，避免周邊環(huán)境受到次生臭氧污染的影響，考慮延長堿吸收塔反應裝置與光化學反應器間連接管道，為惡臭廢氣反應提供時間支持。

經光化學反應干預后，惡臭廢氣得到充分氧化分解，生成大量無機氣體且具有良好的水溶性特征，在此基礎之上應用堿吸收塔對這部分物質進行吸收處理，以達到末端惡臭廢氣無害化處理的目的，符合排放標準[2]。

1.4 裝置參數(shù)

整套處理系統(tǒng)中吸收塔裝置包括堿吸收塔以及水吸收塔兩個部分，標準工況下設計風量為6000．0m3/h，吸收塔均為旋流板塔，高度7500．0mm，風速設計為2．0m/s，塔體為PP材質，設備間風管壁厚8．0mm，設計正常運行狀態(tài)下惡臭廢氣運行風速為6．0m/s，管徑為 600．0mm。

吸收塔循環(huán)泵裝置選用IHF氟塑料耐腐泵裝置，為滿足惡臭廢氣6000．0m3/s處理要求，設計標準工況下運行流量為25．0m3/h，功率為2．2kW，揚程為12．5m，配置數(shù)量為4臺，按照一備一用投入運行。

光化學反應器裝置選用SUS304不銹鋼材質，裝置尺寸為4000．0×1100．0×1100．0mm，工作功率為 6．0kW，惡臭廢氣停留時間為 2．0s。

2 經濟效益

整套惡臭廢氣處理系統(tǒng)設計處理規(guī)模為6000．0m3/h，前期資金投入情況如下：設備裝置費用68．0萬元，運輸安裝費用7．0萬元，前期設計費用8．1萬元，設備調試及培訓費用5．8萬元，稅收管理費用5．5萬元，總費用為94．4萬元。

處理系統(tǒng)投入正常運行后采用自動化運行模式，為滿足設備裝置日常管理需求，定員1人。處理系統(tǒng)正常運行期間主要費用包括電費、藥劑費、以及人工費這三個部分。系統(tǒng)裝置電耗按照360．0kW·h/d定額，單位電價為0．6元/（kW·h），核定日均電價為216元；設備裝置運行期間藥劑投入以氫氧化鈉為主，核定日均費用為30元；人工費用為日均40元。故整套惡臭廢氣處理系統(tǒng)正常運行工況下運營費用為286元/d。

3 運營效果

經處理后氣體在排氣筒引導下直接排放至大氣中，排放標準按照現(xiàn)行《惡臭污染物排放標準》二級標準控制，整套裝置處理過程全程監(jiān)測，排放氣體中硫化氫排放濃度為18．6mg/m3，排放量為0．1kg/h；氨排放濃度為 13．4mg/m3，排放量為 0．11kg/h，標準工況風量為6000mg/m3；臭氣濃度為296，符合排放標準[3]。

4 結語

目前多數(shù)垃圾焚燒發(fā)電廠在對收集垃圾進行分類以及無害化處理的基礎之上通過焚燒的方式提供發(fā)電支持，但此過程中受到收集垃圾組分復雜，堆積時間長等一系列因素的影響，會產生具有極低嗅閾值以及氣相污染嚴重的惡臭氣體。為實現(xiàn)對惡臭氣體的無害化排放，本文提出了一種基于光催化氧化/吸收工藝的垃圾焚燒發(fā)電廠惡臭廢氣處理方法，并就工藝流程、裝置構成、經濟效益以及運行效果等相關問題進行逐一分析與闡述，僅供參考。