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生活垃圾焚烧发电项目废气影响评价及防治措施简析

2014-06-01汪新民张翠翠朱晓玉

资源节约与环保 2014年4期
关键词:二恶英焚烧炉垃圾焚烧

汪新民 张翠翠 朱晓玉

(安徽长之源环境工程有限公司 合肥 230061)

生活垃圾焚烧法主要优点是减量效果最佳,无害化彻底,同时实现焚烧技术的余热利用,减少了二次污染。焚烧法处理垃圾是垃圾处理方法中优选方案。本文以某市生活垃圾焚烧厂为案例,重点分析其运行产生的大气污染与防治工作效果,为城市生活垃圾去处做出优选,并形成显著的社会效益。

1 项目概况

该生活垃圾焚烧厂有2条垃圾焚烧线,2台日处理垃圾量350吨的生活垃圾焚烧炉,设备选型采用机械炉排焚烧炉,2台焚烧炉共同配套1台12 MW凝汽式汽轮发电机组并同步配备烟气净化系统。每条线生活垃圾日处理能力为350吨/天,年处理12.78万吨,可供一台12 MW中温中压(4.0 MPa,400℃)的凝汽式汽轮发电机组发电。

2 大气环境主要影响简要分析

2.1 大气环境评价等级

垃圾焚烧的点源排放的主要环境空气污染物为SO2、PM 10、NO2、HCl、CO和 Hg、Pb、Cd,无组织面源排放的污染物主要为 NH3和H2S。根据《环境影响评价技术导则—大气环境》(HJ 2.2-2008)的规定,可以分析出计算它们的最大地面浓度占标率Pi及不同距离分布[1],其中Pi定义为:

式中:Pi—第i个污染物的最大地面浓度占标率,%;

Ci—采用估算模式计算出的第i个污染物的最大地面浓度,mg/Nm3;

C0i—污染物评价标准,mg/Nm3。

考虑到垃圾焚烧的烟气中有微量的二恶英和重金属类污染因子排放,按照导则要求,“项目排放的污染物对人体健康或生态环境有严重危害的特殊项目,评价等级一般不低于二级”的要求[2]。

2.2 评估范围和时段

使用环评导则推荐的估算模式分析,本次项目评价范围为以厂址为中心南北长6 km,东西宽6 km的正方形区域,共计36 km2。在项目的设计期、施工期和营运期中,营运期的大气环境影响最大,其控制措施也是研究的重点。

3 营运期废气污染治理措施

3.1 燃烧技术

项目焚烧炉内燃烧温度可以保证在1050℃,烟气在850℃以上温度停留时间约为3-4秒(不少于2 s),焚烧炉渣热灼减率≤3%,焚烧炉出口烟气中含氧量6-12%。

3.2 焚烧烟气处理

由于垃圾焚烧烟气有害成分复杂,主要含一定量的粉尘、酸性气体、二恶英类及重金属(汞、镉、铅)等污染物,必须采取组合净化系统处理。根据《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》中“烟气处理宜采用半干法加布袋除尘工艺”的要求,工程烟气净化系统可以采用“半干法喷雾反应塔+活性炭吸附+袋式除尘器”的烟气工艺方案加以处理。

3.2.1 酸性气体控制

脱除烟气中的HCl、SO2等酸性气体的方法有湿法、半干法、干法三种。本项目可以采用当前国内外大多数垃圾焚烧厂采用的半干法喷雾反应塔除酸性气体工艺。

3.2.2 粉尘控制

垃圾焚烧烟气中的粉尘主要包括燃烧产生的烟尘、酸性气体中和反应产物、未参加反应的石灰粉,还有吸附了二恶英、重金属的活性炭。《生活垃圾焚烧污染控制标准》要求生活垃圾焚烧炉除尘装置必须采用袋除尘器[3]。垃圾焚烧厂采用旋风除尘器、静电除尘器和滤袋除尘器进行除尘。

3.2.3 二恶英控制

主要采用源头控制、燃烧控制和活性炭吸附等方法进行二恶英控制。

源头控制:在城市垃圾送焚烧厂之前,由市容环卫部门采取垃圾分选技术,分选出垃圾中铁、铜、镍等金属,切断垃圾焚烧过程中的催化介质,同时减少含氯有机物的量,从源头减少垃圾焚烧生成二恶英的来源。

燃烧控制:合理控制助燃空气的风量、温度和注入位置,炉温控制在950℃以上,烟气停留时间约为3-4秒(不小于2秒),O2浓度不少于6%。焚烧炉高温废气直接通过余热锅炉以热交换形式急冷降温,控制烟气温度250~500℃时间小于0.2 s,有效抑制二恶英的产生,锅炉出口烟气温度低于150℃。

活性炭吸附及布袋除尘器过滤:本工程控制除尘器入口处的烟气温度低于200℃,在布袋除尘器入口前烟道设置活性炭喷射装置,活性炭入口设在紧靠反应塔的出口管道上,以加强混合并增加反应时间。当活性炭粉与烟气一起进入袋式除尘器后,停留在滤袋上的活性炭粉继续同缓慢通过滤袋的烟气充分接触,最大限度净化烟气中的二恶英及重金属离子;通过在布袋除尘器上形成“活性炭肺”对二恶英进行的吸附;活性炭吸附的二恶英被布袋除尘器捕获并作为飞灰排出。

3.2.4 重金属控制

焚烧烟气中的少量重金属污染物随着烟气的降温而重新凝结成固体颗粒,或与烟气中的固体颗粒物相互碰撞吸附,随着烟尘在除尘设备中被去除,从而达到减量化的要求。

3.2.5 NOX、CO控制

本项目焚烧炉燃烧温度控制为850~950℃,烟囱出口烟气中NOX含量小于400 mg/Nm3。考虑到“十二五”期间氨氮计入污染物总量考核体系,同时《生活垃圾焚烧处理技术规范》(CJJ 90-2009)中要求垃圾焚烧项目宜设置SNCR(选择性非催化还原法)脱NOx系统或预留该系统安装位置,项目可以采用炉内脱硝系统进行烟气中氮氧化物去除。SNCR工艺选用尿素作为还原剂。

3.2.6 在线系统控制

按照《生活垃圾处理技术指南》(城建2010[61]号)以及《生活垃圾焚烧处理技术规范》(CJJ 90-2009)中对于生活垃圾焚烧处置提出在线监测的要求,垃圾焚烧厂可以建立焚烧炉运行状况以及焚烧烟气的自动在线监测系统,对焚烧炉运行异常或者焚烧烟气污染物排放浓度出现异常,做出预警和相关处置。

3.3 恶臭控制措施

恶臭气体的控制措施主要有封闭隔离及有效去除等方法。垃圾运输车辆采用密闭式的垃圾运输车辆及垃圾贮坑采用密封设计等均属于密闭隔离措施。在垃圾贮坑顶部设置带过滤网的一次风抽气口、在卸料大厅设置固定喷头等则是恶臭气体有效去除措施方法。

4 结语

项目的建设是消除某市垃圾环境污染的根本途径,也可以大大缓解某市整个生活垃圾处置能力大大不足的现状,有助于在总体上改善区域环境质量,实现废物资源化。本文从大气环境影响方面对某市垃圾发电项目进行分析评估。

通过分析全厂所采用的废气治理措施,类比运行中的焚烧厂的实际处理效果,该厂排放的二恶英类的控制水平可以达到《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485-2001)的1.0 ng(TEQ)/m3标准要求[1],甚至可以达到欧盟标准0.1 ng(TEQ)/m3标准要求。其它重金属、飞灰、酸性气体等污染物质均可以得到有效控制,同时减轻恶臭对周围环境的影响。该本项目通过全面的、有效的治理技术和措施保障能够有效地保护周围环境影响空气质量。

[1]环境保护部.关于加强二恶英污染防治的指导意见,2010.

[2]中华人民共和国环境保护行业标准.环境影响评价技术导则.大气环境(HJ 2.2-2008)[S].环境保护部,2009.

[3]中华人民共和国行业标准.生活垃圾焚烧处理工程技术规范(CJJ 90-2009)[S].住建部,2009.

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