低溫除塵器在垃圾焚燒煙氣處理上應用

姜樹偉,姜亦知

(1.南京碧林環(huán)保科技有限公司，江蘇 南京 210005;2.華東師范大學 化學與分子工程學院，上海 200241))

1 生活垃圾焚燒煙氣特點及除塵現(xiàn)狀

焚燒是將有機垃圾在高溫及供氧充足的條件下氧化成惰性氣態(tài)物和無機不可燃物，以形成穩(wěn)定的固態(tài)殘渣。垃圾放在焚燒爐中釋放出熱能，產(chǎn)生余熱可回收供熱或發(fā)電。但垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣中有大量的污染物，表1是某日處理生活垃圾600t/d的機械爐排爐煙氣煙氣成分表。

表1 某日處理生活垃圾600t/d的機械爐排爐煙氣成分表

由表看出垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣與燃煤電廠的煙氣相比，HCl、PCDD(二惡英)、Hg、煙溫、H2O、重金屬都偏高。

GB/T18485—2014《生活垃圾焚燒污染控制標準》標準要求煙塵、二氧化硫、氮氧化物的排放濃度分別為20、80、250mg/Nm3(基準氧含量為11%)，這與燃煤電廠超低排放要求[1]的總塵、二氧化硫、氮氧化物的排放濃度分別為10、35、50mg/Nm3(基準氧含量為6%)相比，還有一定差距，特別是煙塵中吸附的有害物較多,且GB 18485—2014標準只要求煙囪高度僅為45m(<300噸/日)或、60m(>300噸/日)。擴散效果比燃煤電廠的煙氣差。隨著大眾對環(huán)保要求的提高，不排除未來也會按超低排放的要求執(zhí)行。

目前垃圾焚燒尾氣常用的煙氣凈化處理工藝[2-7]是：“氨水或尿素溶液SNCR脫硝、半干法噴霧脫酸洗滌塔(脫硫脫酸)+噴射活性炭吸附(吸附二惡英)+布袋式除塵器(除煙塵、活性炭及吸附的二惡英、脫硫產(chǎn)物)”，已能滿足現(xiàn)行GB 18485—2014要求。但這種煙氣凈化工藝，要求末端進入布袋式除塵器(或常規(guī)除塵器)的煙氣煙溫不能過高或過低，過高會引起袋式除塵器PTFE燒結(jié)，過低會引起煙氣結(jié)露，袋式除塵器糊袋，因此省煤器出口煙溫必須控制在190～240℃之間，經(jīng)脫酸塔后必須煙溫控制在150～200℃之間，這樣控制的結(jié)果是：一方面熱煙氣熱源浪費，發(fā)電量減少，另一方面脫酸塔溫度過高，脫酸效果差，脫酸劑量增加。

2 低溫除塵技術

根據(jù)以上布袋式除塵器在運行生產(chǎn)中存在的缺點，采用專用低溫除塵器代替原有煙氣凈化處理工藝中的布袋式除塵器，并在省煤器出口煙道上增設低低溫省煤器，控制省煤器出口煙溫控制在130～140℃之間，經(jīng)脫酸塔后煙溫控制在80-90℃之間，這樣既增加了發(fā)電量、減少脫酸劑用量，還因煙氣溫度降低，煙氣量減少，引風機耗電量減少。圖1是帶低溫除塵器的煙氣凈化處理工藝流程圖。

圖1 帶低溫除塵器的煙氣凈化處理工藝流程圖

3 經(jīng)濟比較

現(xiàn)以表1日處理生活垃圾600t/d的機械爐排爐煙氣為例，對兩種除塵技術方案分別從投資、運行費用方面進行比較。下表2是經(jīng)核算后的兩種除塵技術方案的設備配置及投資費用表。

表2 幾種脫硝技術方案的設備配置及投資費用表

由表2可看出，低溫除塵器雖設備較多，但低低溫省煤器后煙溫下降較大，工況煙氣體積大幅減少，除塵器面積也相應減少較多，總投資并不高，兩種除塵技術方案的投資費用基本齊平。

裝置按5年運行考慮，低溫除塵器按5年更換一次，常規(guī)布袋2.5年更換1次，下表3是經(jīng)核算后的兩種技術方案的5年期內(nèi)運行費用表。

表3 兩種術方案的5年期運行費用表

由表3可看出，常規(guī)除塵方案5年運行期內(nèi)，運行消耗主要是更換一次常規(guī)布袋費用311.4萬元。低溫除塵方案5年運行期內(nèi)，沒有更換元件，相反低低溫省煤器利用了低溫煙氣，增加了發(fā)電量，煙氣溫度下降又減少了引風機電耗，5年合計產(chǎn)生2268.4萬元的收益，兩種方案運行費用差值為2579.8萬元，每年產(chǎn)生515.96萬元的收益。

4 結(jié)論

(1)與燃煤煙氣相比，垃圾焚燒煙氣HCL、PCDD、Hg、煙溫、H2O、重金屬都偏高，二氧化硫濃度低。生活垃圾焚燒污染控制標準比燃煤發(fā)電煙氣排放標準低。

(2)兩種除塵技術方案投資成本差別基本齊平，但常規(guī)除塵技術方案排放煙氣溫度過高，煙氣熱源利用率偏低，而低溫除塵除塵技術方案，5年運行期內(nèi)，沒有更換元件，相反每年還產(chǎn)生456.56萬元的收益，因此低溫除塵除塵技術方案優(yōu)勢十分明顯。