摘要:垃圾焚烧发电是一种环保、资源循环利用的先进生产方式,具有占地少、无害化较彻底、处理效率高、减容量大、可回收利用热量等优点,但垃圾焚烧后所产生的二次污染问题突出,特别是烟气污染问题(尤其是剧毒物质二噁英)尤为引人关注。
关键词:垃圾焚烧发电厂;烟气污染;污染控制;防治措施;
垃圾焚烧发电厂通过对各种生活垃圾进行焚烧处理,既减少了生活垃圾对环境的污染,也生产了丰富的电力资源,是一种非常节能环保的生活垃圾处理方式,但是在进行垃圾焚烧的过程中,如果不能对所产生的烟气进行正确有效的处理,很容易引起严重的二次污染。
一、抑制烟气污染物的产生
要想做好垃圾焚烧发电厂烟气污染的治理问题,无非要从两个方面入手:一方面改进技术和设备,减少烟气污染物的生成;另一方面就是要加大治理措施,有效治理烟气的污染问题。在抑制烟气污染物的产生方面,要注重的是做好垃圾焚烧炉的选择和燃烧调整管理工作。
在垃圾焚烧炉的选择方面,我国目前应用最为广泛的焚烧炉主要有两种,分别是机械炉排炉和循环流化床锅炉。当前,机械炉排炉相关的技术和实际运行经验都比较成熟和完备,相比其他焚烧炉而言具备更高的燃烧效率,满足焚烧热值比较大的垃圾焚烧发电厂的需求。同时也因为具备良好的减容效果,机械炉排炉在一些大型的垃圾焚烧发电厂中使用得比较广泛。但是这一焚烧炉也存在一定的缺陷,因其规模比较大并且技术要求比较高,在施工前期的资本投入比较大,会给垃圾焚烧发电单位带来比较太的经济压力。
2.在垃圾焚烧的过程中工作人员难以进行有效的干预,难以对垃圾焚烧的条件进行有效的控制,进而使得一旦焚烧炉内垃圾的热值发生了变化,焚烧炉的温度也会随之发生变化,且变化的幅度比较大,这就使得二嗯英分解的充分性得不到有效的保证。在这种情况下,‘发电单位为了保证烟气污染问题的治理情况,必须配以完善的烟气净化措施。相比之下,循环流化床焚烧炉具备更好的适应性。循环流化床焚烧的调节区间比较大,流化床内的颗粒扰动比较剧烈,传热的效果优良,这样有利于低热值高水分垃圾的充分燃烧。
3.通过延长垃圾在循环流化床内停留的时间,可以实现垃圾的充分燃烧,进而有效减少污染烟气的形成。但是,循环流化床对颗粒的要求比较高,并且要求工作人员要严格控制入炉垃圾的质量,不仅要对入炉垃圾进行一定的预处理,使之更加符合充分燃烧的条件,还要根据不同垃圾的性状和发电单位所追求的焚烧环保目标来选择一定的辅助燃料,通过垃圾与燃料的充分掺和来进一步提升焚烧效果,但是这样就会增加垃圾焚烧发电厂的成本。目前,因我国垃圾分类情况不佳,炉排炉在许多大中型的垃圾焚烧发电厂得到广泛应用,循环流化床焚烧炉在一些中型的垃圾焚烧发电厂中使用得比较广泛。可以认识到这两种常见的垃圾焚烧炉都存在着一定的局限性,不仅无法实行在对垃圾进行充分燃烧的基础上最大限度减少污染烟气的产生的要求,而且经济性不够突出,会给发电单位带来更多的成本耗费。在这样的背景下,一种新型的焚烧炉逐渐成熟和完善起来,这就是控气型焚烧炉。控气型焚烧炉充分借助了控制燃烧的原理,即当燃烧环境为中温厌氧时,垃圾虽然没有被充分燃烧,但是能够被分解,然后产生大量的可燃性气体。这样就可以在高温时垃圾被完全燃烧的基础之上,利用焚烧炉的余热并借助垃圾分解过程中生成的可燃性气体实现剩余垃圾的充分燃烧,有效回收利用了剩余的热量。当焚烧炉内的温度达到1000℃以上时,在保证一定焚烧时间的基础上,可以将二嗯英进行充分的燃烧和分解,有效杜绝二嗯英排放到空气中的可能性。
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4.控气型焚烧炉中垃圾焚烧和分解过程的实现,需要借助第二燃烧室,这样就可以有效降低烟尘的产生和排放量,发电单位也不用再增加成本耗费专门用于除尘净化设备的建设,就可以保证焚烧炉所排放出来的烟尘气体直接达到国家规定的排放标准。目前,控气型焚烧炉在我国使用的还比较少,仍然处于研究和试用阶段,还没有得到大规模的推广和使用。因此,要积极加大研究和开发力度,并且不断改善当前我国垃圾的处理和分类工作,逐步发掘应用控气型焚烧炉的巨大潜力。垃圾焚烧发电厂在选择垃圾焚烧炉时,要注重结合自身的经济情况和发电规模,选择合适的垃圾焚烧设备和方式,并根据相关设备的优势和不足及时采取相应的配套设施和技术来进行完善,比如加强焚烧炉质量的控制和管理工作、合理控制焚烧炉内的风速和氧含量以及焚烧混合材料的选择等,不断改善垃圾焚烧炉的性能,保证在垃圾得到充分燃烧的基础上,实现对污染烟气排放的有效控制。
二、垃圾焚烧炉控制问题
垃圾焚烧过程是烟气污染问题产生的主要阶段,在垃圾焚烧的过程中对污染气体的控制是非常重要的。垃圾在焚烧炉内焚烧时所产生的二嗯英、酸性气体和重金属物质等,会引起焚烧炉内壁的腐蚀,加速焚烧炉的损坏因此,为了减少焚烧烟气对焚烧炉的腐蚀,在垃圾焚烧前应该在垃圾上喷洒一层石灰以及在焚烧炉内部涂上C a O防护膜,以减少高温条件下酸性气体的腐蚀作用。同时,考虑到二嗯英的化学性质,应该选择性能良好的炉排炉或循环流化床焚烧炉,并在垃圾燃烧的过程中出现燃烧工况恶化时加入煤或天然气保证燃烧工况良好进行。在焚烧炉内温度达到一定的标准之后,垃圾能够进行充分燃烧有效减少二嗯英的产生,并且通过保证污染烟气在焚烧炉内能够停滞至少3秒钟,可以保证焚烧过程中产生的二嗯英能够得到充分降解,然后再进行燃气的排放,这样能够极大减少焚烧烟气中二嗯英的含量。在重金属物质的控制方面,要注重控制焚烧炉中的排气装置,把握好氧气的供给量,保证有氧燃烧充分,这样可以有效地减少金属氧化物的产生,相应的酸性气体的产生也会大大减少。
三、烟气净化
这属于有效控制烟气污染的重中之重。当前,一般应用“烟气冷却+石灰中和+活性炭吸附+袋式除尘器”的工艺来进行,以此方法对烟气进行净化。在减温塔中将烟气冷却。余热锅炉出来的烟气,在该设备之中迅速降低到170~180℃范围内,而避开了二嗯英形成温度250~300℃。此外,在其中添加脱酸剂C a O,以此来将其中的酸性气体中和。在除尘器与减温反应塔两者中间,将活性炭利用混粉器添加进去,以吸附二嗯英与重金属等毒害物。除尘器属于其中的末端设备,国标明确指出,生活垃圾一定要使用袋式除尘器,其一方面能够收捕普通颗粒物,另一方面还可以对挥发性重金属等进行收捕,并且对活性炭等吸附二嗯英等进行收捕。运行过程中使其入口烟气温度保持在200℃以下,对重金属与有机类污染物的脱除非常有利。为防止二次污染物的形成,一定要配备成本较高的尾气处理设备,这会使垃圾焚烧电厂运行与投资成本高的问题尤其突出,此外,应用之后的活性炭属于不可再生的,于是变成了新的毒害物质,是今后必须解决的问题。
总之,垃圾处理企业要积极引进先进工艺技术,严格遵守烟气排放标准,做到不达标不排放政府、媒体应加强对民众的引导和宣传,正确认识和理解垃圾焚烧处理所产生的危害,不要盲目的相信传言,并建立健全监督机制,及时曝光企业的违规行为;大专院校、科研机构、环保企业积极探索、开发新的垃圾处理技术和工艺,促进国内垃圾焚烧产业和谐、稳步发展。
参考文献:
[1]张享莉.生活垃圾焚烧发电厂大气环境影响及污染控制措施.2017.
[2]侯秀英.垃圾焚烧发电烟气净化技术现状及发展趋势.2017.
[3]李志成.生活垃圾焚烧发电厂烟气处理工艺进行研究.2017.
论文作者:袁亚东
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/7
标签:烟气论文; 焚烧炉论文; 垃圾焚烧论文; 垃圾论文; 发电厂论文; 流化床论文; 气体论文; 《基层建设》2018年第34期论文;