張愛慶
摘 要:近年來,隨著人們生活水平的提高,城市化進程的發展,生活垃圾的問題變得越來越嚴峻。垃圾焚燒行業呈現出井噴式的增長,在不斷發展的過程中需要對工藝進一步優化,以達到最大程度的利用資源,推動垃圾焚燒行業健康有序的發展。
關鍵詞:垃圾焚燒
引言
隨著我國城市人口增多,人們的生活水平提高,各種各樣的生活垃圾越來越多,如果處理不當不僅會占用很大的土地面積,而且會污染大氣,水源,土壤等。歐洲和日本的垃圾焚燒已很成熟,而我國的垃圾發電行業正處于蓬勃發展的階段,理論、工藝、技術上還有很大的進步空間。垃圾焚燒的系統優化對于垃圾處理無害化、減量化和資源化有著重要的意義。
垃圾焚燒廠處理系統主要有:上料接收及儲存系統、垃圾焚燒系統、煙氣凈化系統、余熱利用系統、滲瀝液處理系統、水處理系統、爐渣處理系統、飛灰處理系統、上網系統、輔助系統等。
1.上料接收系統
地磅是垃圾焚燒廠的第一道工序,涉及到垃圾車的信息的采集,稱重等,十分重要。因此,在地磅系統的設計過程中要注意如何安全穩定的保證地磅系統的連續平穩的運行。以設計值為1800t的垃圾焚燒廠為例,每天進廠垃圾約2000t左右,進廠車輛將近500車次。這么頻繁的記錄如果是采用人工操作,工作效率將會非常的低。現在較為方便快捷的記錄方式可以實現無人值守,采用車牌識別功能,將進出廠車輛的毛重和皮重進行稱重,得到相應的信息后將車輛自動放行,在這過程中將相應的信息存儲到系統中并上傳到所管轄的政府部門,實現監管同步。磅體設計為兩用一備雙向可以過磅,地磅記錄系統工控機設計為兩用一備,這樣就能保證了地磅系統穩定可靠的運行。地磅系統的設計為防滑行磅體表,磅房及磅體設計頂棚,如果是在南方可以避免雨水的侵襲,陽光的暴曬,而在北方也可以防止冬季雨雪造成磅體的濕滑,可以大大降低垃圾車的在磅體處的交通事故。
2.垃圾倉的管理
垃圾倉是垃圾焚燒廠的原料供應站,這里的管理關系到焚燒爐燃燒工況的連續穩定,關系到滲瀝液的處理,如果管理不當將會直接影響焚燒廠的正常運行。生活垃圾被運到垃圾倉后,一般要存放5-7天,待瀝出水分,充分瀝水后再投入焚燒爐進行焚燒。垃圾池內的垃圾要劃區域管理,新垃圾和陳腐垃圾要區分開,推放期間要注意防止垃圾坍塌。
在垃圾倉的管理中,垃圾滲瀝液的導排是一項重要工作之一。以北方為例,夏季經過垃圾轉運站運到垃圾焚燒廠的垃圾含水率一般在20%以上,雨季含水率會更高。以設計值為1800t的垃圾焚燒廠為例,每天進廠垃圾約2000t左右,平均每日瀝出的滲瀝液約400t左右,如果滲瀝液導排不暢,垃圾池內就會存放大量的滲瀝液,垃圾將浸泡在滲瀝液中,將會大大降低垃圾的熱值,影響垃圾在焚燒爐內的燃燒或燃燒不充分,熱效率降低。因此,對于垃圾倉的管理的另一項重點工作就是要定期檢查垃圾池下的排水格柵及收集溝道,做到及時疏通,及時清理,避免垃圾倉內積累過多的滲瀝液,使垃圾在垃圾倉內能充分瀝水。由于垃圾池、滲瀝液收集溝道均屬于有限空間,工作環境差、危險性高,因此在清理作業時必須嚴格執行有限空間操作規程。
3.垃圾焚燒廠的異味控制
垃圾焚燒廠作為一個環保型企業,不但要保證各項污染物排放指標的達標,同時更要有效的控制異味。垃圾異味的來源主要是垃圾運輸通道、垃圾卸料平臺,垃圾倉,焚燒爐、滲瀝液處理站等。
對于垃圾焚燒廠的異味控制的原則是源頭控制。控制的方法主要有主動控制和被動控制。
主動控制的方法有:工藝技術控制,包括:一次風抽取、應急除臭、區域固定除臭噴淋、負壓或正壓取風或送風。
被動控制的方法主要有: 密閉門窗或通道、人工清理或清洗、人工臨時性除臭作業。
第一控制的是源頭,垃圾卸料平臺采用至植物液噴淋技術,噴頭分布在卸料平臺的頂棚,通過自動控制系統控制植物液的噴量和時間,可以有效的控制異味。垃圾卸料平臺與垃圾倉相連,在垃圾車進入引橋的地方設置快速關閉門,當垃圾車進入引橋后,快速關閉們關閉,避免長時間異味外溢。
第二將一次風風口設計在垃圾倉,卸料平臺和垃圾倉形成負壓,使垃圾倉和引橋的異味空氣進入焚燒爐內,在起到助燃垃圾的同時,又能將異味空氣進行充分燃燒。焚燒爐的二次風口設計在廠房焚燒爐上方,這樣將廠房內的異味空氣得到利用,使其引導焚燒爐內進行充分燃燒,也起到了異味控制的作用。
第三是控制焚燒爐的入爐垃圾,將垃圾濾干充分發酵后再投入焚燒爐內,保證焚燒爐內溫度和工況的穩定,垃圾得到充分燃燒,就會大大減少異味外溢。
第四是設置應急除臭系統。以設計規模3臺焚燒爐為例,當焚燒爐運行時,一次風機將垃圾池內被垃圾惡臭物質污染的空氣送入焚燒爐內,甲烷、硫化氫、甲硫醚等惡臭物質在焚燒爐內燃燒、分解,從而達到除臭的目的。由于一次風機抽取垃圾池內大量空氣,維持了垃圾池的負壓狀態,因此垃圾池內臭氣不向外逸散,可以很好保證垃圾焚燒發電廠所在區域的空氣質量。當有2臺鍋爐停止運行或3臺鍋爐全部停止運行時,焚燒爐不再抽取垃圾池內空氣,或抽取的空氣不能維持垃圾池的負壓,在這兩種情況下,運行垃圾池應急除臭系統。垃圾池應急除臭系統抽取的垃圾池的空氣首先經過光氧催化廢氣凈化裝置的催化氧化分解,將高分子有機物分解為SO2、SO3、CO2等低分子無機物,最后再經過箱式活性碳吸附裝置內的活性炭吸附處理,起到除臭的作用。
4.煙氣排放指標的有效控制
垃圾焚燒廠排放的廢氣主要來自于焚燒過程所產生的煙氣,其主要污染物為粉塵、氯化氫(HCl)、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)、一氧化碳(CO)、有機污染物、二惡英及重金屬等。通過控制系統可以實現垃圾焚燒、熱能利用、煙氣處理等過程的高度自動化,控制設定的燃燒條件。爐膛溫度在850℃到1050℃,煙氣停留時間大于2秒,可以對二惡英進行有效的控制,達到初級減排的目的,這就需要在鍋爐設計的過程中進行計算,爐膛要有足夠的高度。在運行中,運行人員也要嚴格控制爐膛溫度,使其爐膛溫度在850℃到1050℃內。
目前國內常用的煙氣處理工藝是SNCR+半干法+干法+活性炭吸附+布袋除塵+SCR。
1)SNCR技術是向煙氣中噴氨或尿素等含有NH3基的還原劑,在高溫(煙道氣流中產生的氨自由基與NOx反應,把NO還原成N2和H2O。一般來說,SNCR脫硝效率可達80%。
2)半干法脫酸是采用(CaO)或者(Ca(OH)2)為原料,制備氫氧化鈣溶液,利用噴嘴或旋轉霧化器將氫氧化鈣溶液噴入反應塔內,通過霧化輪轉動形成很小的液滴與酸性氣體進行反應。
3)干法脫酸一般用藥劑(如NaHCO3、Ca(OH)2)與酸性氣體進行中和反應,一般放在反應塔前后,作為反應塔故障時的備用脫酸設備。
4)活性炭的作用是吸附有機物(二惡英等)和重金屬。
5)布袋除塵器一般會布置多個倉室,煙氣在通過濾袋的過程中能夠有效的吸附顆粒物、有機物(二惡英等)和重金屬。
6)SCR選擇性催化還原法(Selective Catalytic Reduction,SCR):在催化劑(如V2O5/TiO2和V2O5WO3/TiO2)作用下,還原劑NH3在290-400℃下將NO和NO2還原成N2,而幾乎不發生NH3的氧化反應,從而提高了N2的選擇性,減少了NH3的消耗。氮氧化合物在催化劑表面轉化成氮氣和水SCR具有很高的脫硝效率(70-90%),它是成熟的脫硝工藝,是脫硝應用最廣泛的技術。
5.結語
目前,我國部分城市已開展垃圾分類,通過分類將使垃圾的種類更明確,這也將有助于垃圾焚燒行業的發展。垃圾焚燒優勢很明顯,既可以避免侵占大量的土地,又可以利用垃圾焚燒產生的熱能進行發電獲得可觀的經濟利益。因此,在中國城市化發展過程中,垃圾焚燒將會結伴而行,它將推動城市化建設朝著環保,健康有序的方向發展。