淺析國內外生活垃圾焚燒煙氣處理現狀
相比于國外國內的垃圾焚燒技術要晚50年隨著各級的重視及垃圾發電技術的發展垃圾焚燒逐漸成為國內許多城市考慮的垃圾處理方式主要是通過借鑒國外的技術經驗來提高國內的垃圾焚燒和余熱發電技術。目前我國生活垃圾焚燒煙氣處理存在問題主要表現在下面三個方面：
(1) 中國的垃圾焚燒設備大都從國外引進而國外的垃圾普遍經過分類處理可燃物含量高，有害物質如重金屬含量少因此國外的垃圾焚燒設備比較適用于熱值高的垃圾對于國內的低熱值、高水分的垃圾焚燒存在適應性差的問題;按引進的國外參數進行管理引起垃圾焚燒的不完全而導致煙氣污染的加重。另外由于國內垃圾多為混合垃圾且垃圾成分存在地區差異大季節性差異大等因素致使焚燒運行不平穩煙氣處理水平的波動大。
(2) 發達國家的生活垃圾分類水平高一般可回收的垃圾都經過分揀如塑料與一般的垃圾會分開因此焚燒垃圾中的塑料含量較低而國內的生活垃圾含有大量的塑料如含氯的PVC 等在焚燒過程中會形成HCl、二噁英類等導致酸性氣體超標排放的機率增加。
(3) 焚燒設備選型、余熱鍋爐溫度控制、煙氣處理控制等影響煙氣穩定達標排放特別是各單元溫度控制與二噁英控制技術需優化進一步提升。
在歐洲發達國家處理垃圾焚燒比例較高可達25%以上。歐洲符合現代化水平的規模化的生活垃圾焚燒處理裝置建設較早無論是在焚燒關鍵設備(焚燒爐)的制造、焚燒技術的管理上還是煙氣處理的技術上都處于世界前列。在歐洲發達國家中目前運行的生活垃圾焚燒廠多達400 家還有多套裝置在建設中。由于土地資源緊張日本焚燒發電一直在垃圾處理方式中占有主導地位垃圾焚燒的比例高達80%大約有一千多座垃圾焚燒發電廠。
隨著人們對垃圾焚燒的認識生活垃圾焚燒煙氣排放標準日趨嚴格。嚴格的排放標準就要求新的煙氣處理技術和不同工藝的組合使用。譬如SCR(催化脫硝技術) 在歐美等發達國家的垃圾焚燒裝置上應用較廣泛;在日本普遍采用有機螯合劑對焚燒過程中產生的飛灰進行固化處理。在二噁英的處理上歐美日等發達國家應用催化法去除二噁英技術(SDDS) 已達十多年最大限度地減少了二噁英向環境的排放。SDDS 技術的主要優點包括:二噁英排放控制可達0.01 ～ 0.001TEQng /Nm3;可在低溫下使用即160℃～180℃區間;不需要額外的添加劑和反應劑可同時去除氮氧化物因此可減少運行成本。
在脫酸工藝應用上發達國家目前多采用濕法工藝對煙氣進行處理還有較先進的EDV 技術可以達到非常滿意的排放效果。而由于干法工藝的投資少且無額外的廢水污染因此干法處理工藝還在持續提升和進步如采用更細粒度的石灰和經改性的石灰采用更先進的噴射裝置等干法工藝在國外的應用有所增加。
目前在煙氣處理上應用較多的是多種工藝的組合如“干法+ 半干法”、“干法+ 濕法”等;在日本的垃圾焚燒廠“SNCR + 干法+ 布袋除塵器+濕式洗滌塔+ 煙氣再加熱器”的煙氣處理工藝得到了普遍的應用能夠完全滿足歐盟煙氣排放標準。
歐洲上世紀60、70 年代建設的垃圾焚燒發電項目未配置完善的煙氣凈化系統80、90年代隨著環保標準的提升逐步形成了以靜電除塵、濕式洗滌、SCR 為主的煙氣凈化工藝后續改造也基本延續了這一工藝路線最近建設項目的煙氣凈化工藝的發展趨勢為“SNCR(爐內) + 半干法脫酸+ 干法脫酸+ 活性炭吸附+ 布袋除塵”(2008 年建成的柏林Vettenfall 項目即采用該工藝)這一工藝流程簡捷、投資運行成本可控而且可完全滿足歐盟標準。
中國的垃圾焚燒發電廠近幾年呈現爆發增長但在煙氣的處理技術上存在發展不平衡的現象。一些老式的或小型的垃圾焚燒發電廠，煙氣處理工藝比較落后盡管有的經過改造還是不能保證穩定達標排放。近年來新建的或在建的大型垃圾焚燒發電廠煙氣處理技術大幅度提升目前使用較多的是“SNCR 脫硝+ 半干法+ 干法+ 活性炭吸附+ 袋式除塵器”工藝同時為了適應未來環保要求大型生活垃圾焚燒發電廠自提污染物控制水平采用“SNCR 脫硝+ 半干法+ 干法+ 活性炭吸附+ 袋式除塵器+ SCR”有效地控制煙氣污染物的排放。
由于國內的垃圾沒有經過分揀成分復雜而且不同季節垃圾的成分不同可能在垃圾焚燒管理上還存在不到位現象，柴油車尾氣分析儀導致煙氣超標排放;同時焚燒系統在出現故障時煙氣的初期排放管理不嚴也會出現超標排放現象。煙氣處理系統運行中譬如高速旋轉霧化器經常出現堵塞等故障導致半干法不能正常工作而且有些處理設施的備用設備通常沒有類似的情況導致煙氣排放經常不達標。在政府的監控管理上也存在不到位現象由于監測的頻率不高同時如監測二噁英的昂貴儀器的缺乏導致不能對垃圾焚燒廠進行有效的監督。因此中國的垃圾焚燒煙氣處理水平還有待提升以滿足公眾對于自身健康和保護環境的訴求。
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