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生活垃圾焚烧发电厂烟气排放标准的分析
1 前言
目前国内已建成运营的生活垃圾焚烧厂烟气排放均执行《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2001)或欧盟1992标准。随着环保要求的日益严格及国家有关节能减排政策的实施,国内已有部分筹建的生活垃圾焚烧厂烟气排放执行EU2000/76/EC(欧盟2000)标准。
垃圾焚烧厂烟气排放标准GB18485-2001、欧盟1992标准、EU2000/76/EC见表1。
注:1)本表规定的各项标准限值,均以标准状态下含11%O2的干烟气为参考值换算。
2)烟气最高黑度时间,在任何1h内累计不得超过5min。
3)GB18485-2001中HCl、HF、SOX、NOX、CO为小时均值,而欧盟1992、EU2000/76/EC为日均值。其余污染物均为测定均值。
2 焚烧厂常用的烟气处理工艺描述
垃圾焚烧厂烟气处理工艺主要是对酸性气体(HCl,HF,SOx)、氮氧化物(NOx)、颗粒物、有机物(包括二恶英)及重金属等进行控制。
NOx去除工艺
目前国内已运行的生活垃圾焚烧厂均未设置专门的脱氮装置,烟气中的NOx排放浓度一般可控制在300~400mg/Nm3,能够达到GB18485-2001中400mg/Nm3的排放限值,但达不到EU2000/76/EC中200mg/Nm3的排放限值,必须设置专门的脱氮设施。
NOx去除工艺主要有选择性非催化还原法(SNCR)和选择性催化还原法(SCR)。
SCR法是在催化剂作用下NOx被还原成N2,为达到SCR法还原反应所需的200℃的温度,烟气在进入催化脱氮器前需加热。SCR法可将NOx排放浓度控制在50mg/Nm3以下。
SNCR是以NH4OH(氨水)或(NH2)2CO(尿素)作为还原剂,将其喷入焚烧炉内。NOx在高温下被还原为N2和H2O。SNCR法可将NOx排放浓度控制在200mg/Nm3以下。
与SNCR法相比,SCR法脱氮效果更好,但需要消耗昂贵的催化剂,加热还需耗用大量热能,处理成本远大于SNCR法。因此,SCR法一般应用在对NOx排放控制更严的经济发达国家。工程上SNCR的应用更多。
颗粒物去除工艺
颗粒物去除主要有电除尘器和袋式除尘器。电除尘器由于不能满足去除有机物(二恶英等)、重金属的需要,现已基本不作为垃圾焚烧厂的除尘设备。国家标准GB18485-2001中明确规定生活垃圾焚烧炉除尘装置必须采用袋式除尘器。
重金属及二恶英去除工艺
重金属以固态、液态和气态的形式进入除尘器,当烟气冷却时,气态部分转化为可捕集的固态或液态微粒。目前常用的重金属及二恶英去除工艺是“活性炭吸附+袋式除尘器”。
脱酸工艺
酸性气体去除工艺分为干法、半干法和湿法三种。
1)干法
干式脱酸有两种方式。一种是干性药剂(一般采用消石灰)和酸性气体在反应塔内进行反应;另一种是在进入除尘器前的烟气管道中喷入干性药剂,在此与酸性气体反应。消石灰与酸性气体起中和反应,要有一个合适温度(140~170℃),而余热锅炉出口的烟气温度往往高于这个温度,为提高脱酸效率,一般需通过喷水降低烟温。
2)半干法
半干法脱酸一般采用氧化钙(CaO)或氢氧化钙(Ca(OH)2)为原料,制备成氢氧化钙溶液。利用喷嘴或旋转喷雾器将氢氧化钙溶液喷