垃圾焚燒煙氣凈化工藝在一般工業固廢焚燒發電項目的適用性分析

鄧飛飛，項敏，譚方良

（中機第一設計研究院有限公司，合肥 230601）

1 引言

一般工業固體廢物系指未列入《國家危險廢物名錄》或者根據國家規定的危險廢物鑒別標準認定其不具有危險特性的工業固體廢物[1]。

本文以江蘇某一般工業固廢焚燒發電項目（以下簡稱本項目）為例，對此類項目的煙氣凈化工藝“旋轉噴霧脫酸塔+消石灰干粉噴射+活性炭吸附+布袋式除塵器”進行分析。

2 項目基本情況

2.1 燃料特性

本項目主要燃料為造紙輕渣和服裝廠廢棄物（廢布），并還有少量污泥。

造紙輕渣是廢紙造紙過程中排出的軟塑料、橡膠及硬塑料、紙纖維、鋁渣、廢鐵絲、布條、泡沫、泥沙、木塊等混合物。

廢布主要分為天然纖維與化學纖維；天然纖維的主要成分是纖維素和蛋白質，它們都是天然有機高分子化合物，其主要含有C、H、O，以及少量N、S；化學纖維主要包括人造纖維和合成纖維。

污泥來自市政污水處理廠，有機成分中含有大量的蛋白質、脂肪、礦物油、洗滌劑、腐殖質、細菌，其中也包含了寄生蟲或卵、微生物。城市污泥的無機成分主要是硅、鋁、鐵、鈣、磷、鎂等的氧化物和一些微量重金屬元素。

本項目燃料配比如表1所示。

表1 燃料成分分析

設計燃料按造紙輕渣∶廢布∶污泥=47∶43∶10配比，設計熱值達到15 884 kJ/kg，遠高于生活垃圾的熱值。配比后燃料水分比較低，滲濾液較少。

2.2 焚燒設備

固廢吊將垃圾從固廢坑抓起并投入給料裝置，給料裝置與給料爐排相連，通過給料爐排的往復推送運動，將固廢送入焚燒爐膛中著火燃燒直至燃燼。

焚燒爐采用480 t/d規模的多級順推水冷焚燒爐。相比與垃圾焚燒發電爐排爐，由于一般工業固廢熱值高，爐排增加了水冷系統，如圖1所示。

圖1 爐排冷卻水循環系統

2.3 煙氣排放執行標準

環評批復一般固廢處置項目鍋爐煙氣排放標準執行國家標準GB 18485—2014《生活垃圾焚燒污染控制標準》，煙氣排放設計小時值按《歐盟工業排放指令》（2010/75/EC）的標準。

本項目煙氣處理工藝采用常規生活垃圾焚燒爐煙氣處理工藝：SNCR脫硝+旋轉噴霧脫酸塔+消石灰干粉噴射+活性炭吸附+布袋式除塵器，預留SCR。

3 對比分析

3.1 燃料成分

3.1.1 重金屬

本項目燃料重金屬含量及其他成分如表2所示。

表2 一般工業固廢項目燃料重金屬含量與生活垃圾對比mg/kg

對比本項目和生活垃圾項目燃料成分中重金屬含量，從表2可以看出，一般工藝固廢燃料的重金屬含量相對于生活垃圾低1～2個數量級。污泥中部分重金屬指標較高，但污泥處置量只占燃料的10%，不會造成煙氣飛灰中重金屬含量的增加。

生活垃圾焚燒煙氣凈化工藝去除重金屬效果比較好，各地運行的垃圾電廠煙氣中重金屬指標排放均合格，因此，本項目采用垃圾焚燒煙氣凈化工藝可以保證煙氣中重金屬指標達標排放。

3.1.2 氯元素

以中國天津的家庭生活垃圾為例，生活垃圾中的塑料和廚余垃圾是氯的主要來源，廚余占44%，塑料類占34%(PVC占20%)。織物由于廢鞋子中含有大量的PVC而占了16%。天津垃圾樣品的總氯含量為3.89 mg/g，即垃圾中氯離子含量約4‰[3]，考慮到時代和地域的變化，生活垃圾氯離子平均含量可按5‰計。

表1燃料成分分析中本項目燃料中氯離子含量為0.54%，與生活垃圾氯離子含量接近。從3.1.1節分析可以看出項目燃料中金屬、重金屬含量遠低于生活垃圾。因此，從形成二 惡英的條件判斷，本項目二英形成的概率要低于生活垃圾焚燒發電項目。

此外，本項目采用的爐型與垃圾發電爐型類似，焚燒爐爐膛溫度1 100℃高于生活垃圾焚燒爐850℃，煙氣停留時間大約2 s，即可認為兩者在避免形成二英形成采用“3T+E”燃燒條件類似。

燃料成分中形成二 惡英的組分較生活垃圾少，二 惡英形成條件低于垃圾發電項目，燃燒工況優于垃圾發電項目，因此，本項目二英初始濃度應低于垃圾發電項目。

3.2 其他污染成分

本項目常規污染物初始排放濃度與典型800 t/d生活垃圾發電項目對比見表3。

表3 本項目常規污染物初始排放濃度與典型800 t/d生活垃圾發電項目對比

本項目煙氣常規污染物如顆粒物、SO2、HCl初始濃度不高于垃圾發電項目。表1中本項目配比燃料的灰分為11.13%，而生活垃圾灰分約25%，可以看出本項目灰分遠低于垃圾發電項目。因此本項目顆粒物初始粉塵濃度低于垃圾發電項目，完全可以實現低于10 mg/m3（標準大氣壓）的要求，布袋除塵器同樣適用于本項目。

3.3 含水率

本項目煙氣含水率為7.8%，生活垃圾發電項目煙氣含水率約為20%，因此，本項目煙氣含水率遠低于垃圾發電項目。煙氣含水量低，露點溫度也會降低，煙氣腐蝕性也會降低，所以本項目煙氣條件要優于垃圾發電項目。

4 結論與討論

綜合比較，生活垃圾發電項目的煙氣凈化工藝即“旋轉噴霧脫酸塔+消石灰干粉噴射+活性炭吸附+布袋式除塵器”適用于一般工業固廢焚燒發電項目。

一般工業廢物原料成分波動大，極端情況有害物質含量較高時，煙氣凈化工藝需進一步核實。

由于一般工業固廢焚燒發電項目在我國項目數量還比較少，因此，暫無專門的煙氣凈化排放標準，目前，其排放標準主要參考垃圾焚燒發電項目的排放標準。后期還須相關部門根據行業發展情況研究制定專門的針對一般工業固廢焚燒發電項目的煙氣排放標準。