垃圾焚烧发电厂烟气净化系统优化改造经验

发表时间:2021/6/23   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:刘超
[导读] 摘要:近年来,我国对电能的需求不断增加,发电厂建设越来越多。
        重庆丰盛三峰环保发电有限公司  重庆  400000
        摘要:近年来,我国对电能的需求不断增加,发电厂建设越来越多。文章针对影响垃圾焚烧发电厂烟气净化系统长周期运行的问题,以及电厂环保达标排放存在的风险,提出了脱酸系统增加备用液碱脱酸工艺,布袋除尘器及烟道采用专用防腐涂料进行防腐施工,飞灰固化系统增加二次螯合固化的优化改造经验,可有效保证设备达标排放。
        关键词:垃圾焚烧;烟气净化;布袋除尘;飞灰固化
        引言
        随着社会经济的发展,生活垃圾焚烧发电已成为电力事业中的重点发展方向,可实现垃圾“变废为宝”的效果。当前,以德国、日本为代表的部分发达国家的技术积淀较为深厚,垃圾焚烧发电的技术水平较高,并能够以高效的方式处理焚烧期间的烟气,降低污染物的排放量,甚至可达到零污染的效果。相比之下,我国在垃圾焚烧发电领域的烟气处理技术水平有限,尚有较大的发展空间,故值得在此方面展开持续的探索。
        1烟气净化工艺流程
        垃圾焚烧炉出口烟气首先进入采用布袋除尘的除尘单元,去除烟气中的固体颗粒物后,然后经引风机通过烟道送入脱硝反应单元,脱硝反应单元利用臭氧的强氧化性将烟气中的低价态NOX转换为高价态的NOX,再将烟气送到脱硫脱硝吸收塔,在吸收塔内烟气自下往上流动,先与喷淋层喷出的石灰石浆液进行逆流接触反应,将烟气中的SO2、高价态NOX、剩余的细尘等充分吸收,转化为相应的化合物,同步脱除烟气中的SO2和NOX,最后烟气经过除雾器脱水除雾后进入湿电除尘器,进一步去除烟气中的细小颗粒物和气溶胶后至烟囱达标排放。
        2烟气净化系统工艺
        2.1SNCR脱硝系统
        SNCR系统主要包括氨水储存单元、氨水输送单元、氨水分配单元、喷射层单元、压缩空气单元及控制系统六部分。氨水(20%~25%)通过还原剂加注泵单元由槽罐车泵送入氨水储存单元,储罐中氨水由还原剂输送泵送入分配单元,还原剂在分配单元里实现定向分配后,依靠泵的压头送入喷射器,喷射器分为内外枪管,还原剂由内枪管喷入,雾化压缩空气由外枪管进入,在喷枪端部雾化段实现雾化,喷入炉膛,实现炉膛内脱硝。
        2.2还原吸收法
        还原吸收法,顾名思义就是使用还原性吸收液去吸收废气中的氮氧化物,早在十多年前就有人总结并使用搅拌槽和机械搅拌机器去吸收氮氧化物。还原性吸收溶液包括了Na2SO3溶液、Na2S溶液和尿素溶液等,其浓度越大,吸收效果越好。中国学者贾瑛等采用酸性尿素水溶液处理氮氧化物废气时发现,最高的NO去除率竟然可以达到99.5%。采取还原吸收去吸收氮氧化物废气时,其还原剂会非常容易出现氧化等问题,进而对后面的吸收效率产生影响,因此在其中加入阻氧剂非常有必要,防止还原剂氧化,保证还原吸收法的吸收效率。就目前技术而言,氮氧化物的溶解性十分的有限且难以提高,湿法脱硝技术单独使用的竞争力较小。但如果在氮氧化物气量较小的情况下,采取还原吸收中的尿素来吸收氮氧化物目前竞争力最好,因为尿素成本更低,且尿素溶液相较于其他还原性溶液而言对于环境的污染危害更小,因此尿素脱硝法已经成为湿法脱硝行业中应用最广泛的存在。
        2.3对于二噁英产生过程的抑制作用分析
        在合理应用炉内烟气再循环技术后,能够较为有效地减少NOx排放量,且可以从源头上抑制二噁英的产生。从物理性质的角度来看,二噁英在500℃的环境中开始分解,待温度提升至800℃时,则几乎处于完全分解的状态。因此,以二噁英温度方面的特性为依据,设计垃圾焚烧炉,要求烟气在850℃以上的环境中停留2s,并且向燃烧室内的高温区注入适量的二次空气,其作用在于搅拌混合,保证烟气具有较好的湍流度。

从实际应用情况来看,该设计方式可以有效抑制二噁英的产生。在烟气再循环技术体系中,可以将残留的二噁英再次带入燃烧室内,达到二次分解的效果。
        2.4灰渣的污染处理
        灰渣,就是垃圾焚烧发电厂在焚烧垃圾的过程中,会使一些有机物转化为气体,无机物也会成为一些固体颗粒,这些固体颗粒称为灰渣。在这些燃烧产生的灰渣中,会伴生一些重金属物质、呋喃以及二噁英,若没有进行有效处理,会对环境的生态平衡带来严重的影响,甚至对人们的健康也产生不良的影响。当前处理灰渣的技术有很多种,常见的有水泥固化技术、化学药剂稳定法、熔融固化技术等,这些方法在处理灰渣方面都具有不同的有点,可以对垃圾焚烧产生的灰渣实现有效处理,还可以将其利用,如路基材料等。
        2.5湿法脱硝技术的应用
        目前,湿法脱硝技术在实际应用中主要还是和其他工艺相结合,例如干法脱硝技术和同时脱硫脱硝技术等。同时脱硫脱硝技术是环保行业目前研究的重点,结合了干法脱硝技术和湿法脱硝技术的各自特点,还能在脱硝的同时脱去同样污染力较大的硫化物,因此非常有前景。同时由于脱硫脱硝技术投资低、运行成本可控等特点,也是因此值得进一步研究的原因之一。其次是开发价格更为低廉的吸收液,探索更多地吸收反应机理,优化反应的途径。湿法脱硝技术所需的吸收液原料无疑是庞大的,想要减少成本,控制环境污染问题,那么就要进一步研究吸收反应机理和反应动力学,探究更多的吸收方式,开发更多、价格更低的吸收液才行。最后是废水的二次污染问题,处理了氮氧化物的废水如果未经处理排放那么也会对环境造成危害,因此还要对这些废水进行处理,是再次回收利用进一步进行资源化管理循环使用还是再次使用别的技术去去除工业化合物,这要依靠实际的脱硝技术现状去进一步探究。
        2.6生物法
        铁络合物FeEDTA溶液吸收NO气体后会变成Fe(EDTA)NO络合物,使用反硝化菌便可将Fe(EDTA)NO络合物还原再生为FeEDTA溶液再次利用,而其中的NO会变成无害的氮气释放。生物法的可再生、成本低等优点能保证络合吸收法的循环性使用,且在目前的研究之中已经发现一些能够使得NOx气体直接还原的自养菌,因此,生物法的研究意义重大。但想将生物法运用于真正化工工程还有很长的距离,这些生物对于周围的所处环境温度、pH值、湿度等都有要求,且在实践中发现,虽然这些生物能还原络合物但是其效率较低,因此还需要大量研究,如果能解决上述这些问题,生物法无疑是最优选择,应用前景十分广阔。
        结语
        综上所述,生活垃圾焚烧发电是一种节能型发展方式,但其局限之处在于焚烧过程中存在烟气排放的情况,进而污染大气环境。对此,可应用炉内烟气再循环技术,通过技术的驱动以及硬件的配套,达到降低烟气中NOx含量的效果,也能够有效抑制二噁英的产生,从而提高生态环境效益,同时可以降低厂用电,提高焚烧厂的经济效益。由此也可做出展望,炉内烟气再循环技术在未来的生活垃圾焚烧发电事业中将取得更广泛的应用。对此,作为技术人员,则需加大探索力度,持续优化技术。
        参考文献:
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        [4]陈平.生活垃圾焚烧发电厂环境风险评价及防范措施[J].中国资源综合利用,2020(10):115-117.
        [5]吴江峰,王保山.探究垃圾焚烧发电工程现场项目管理实践[J].绿色环保建材,2020(10):48-49.
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