一、煙氣凈化工藝
垃圾焚燒后產(chǎn)出的煙氣含有多種有害有毒成份,其中污染物包括粉塵、酸性氣體(HCl、SO2、HF)、CO、NOx、重金屬及二惡英等。有很多方法用于以上污染物的控制,通常用來(lái)控制粉塵排放的有靜電除塵器、布袋除塵器、水膜除塵器;用來(lái)控制酸性氣體、重金屬和有機污染物排放的有干式吸收塔,半干式吸收塔和濕式吸收塔。其中布袋除塵器是國家環(huán)境保護總局發(fā)布的《生活垃圾焚燒污染控制標準》規定使用的設備。另外布袋除塵器與半干法或干法酸性氣體吸收塔相結合能增加去除酸性氣體、重金屬及有機污染物的效果,能減少吸收劑的耗量。除非布袋除塵器布置在濕法吸收塔之前,否則布袋除塵器不宜與濕法吸收塔同時(shí)使用,但這樣做布袋除塵器要承受較高的煙氣溫度而使布袋的成本增加,同時(shí)濕法吸收產(chǎn)生的污水含有無(wú)機氯鹽、重金屬和二惡英、需經(jīng)處理后才能排放或重復使用。
二惡英主要通過(guò)控制爐膛溫度大于850℃,煙氣在爐膛內停留2秒鐘以上進(jìn)行控制。二惡英在爐膛內分解后尚有可能在尾部受熱面重新合成。重新合成的二惡英與粉塵、酸性氣體、重金屬一起經(jīng)半干式反應塔、布袋除塵器收集下來(lái)。反應塔內要加石灰和活性炭等吸收劑。焚燒爐出來(lái)的煙氣經(jīng)反應塔、布袋除塵器凈化達到排放標準后,再經(jīng)引風(fēng)機、煙囪排入大氣。
鍋爐出口處的煙氣挾帶著(zhù)大量的煙塵和有害氣體進(jìn)入到酸性氣體吸收塔,同時(shí)將石灰噴入吸收塔,與煙氣中的HC1、SO2、HF發(fā)生中和反應,生成CaC12、CaSO4、CaF2微粒,掉落至吸收塔底部,其基本化學(xué)反應式如下:
SO3+Ca(OH)2→CaSO4+H2O
SO2+Ca(OH)2→CaSO3+H2O
2HC1+Ca(OH)2→CaC12+2H2O
2HF+Ca(OH)2→CaF2+2H2O
Ca(OH)2耗用量同酸性氣體反應的效率、酸性氣體的初始濃度、石灰漿噴入的霧化程度及反應溫度有關(guān),脫除酸性氣體后的煙氣挾帶著(zhù)燃燒產(chǎn)生的煙塵、中和反應產(chǎn)生的鈣鹽以及未反應完全的氫氧化物離開(kāi)反應塔進(jìn)入布袋除塵器,反應塔煙氣溫度控制在150℃左右,必要時(shí)進(jìn)行噴水冷卻降溫,進(jìn)入布袋除塵器的煙氣溫度約150℃,煙氣在布袋除塵器內得到進(jìn)一步凈化,除掉了煙氣中的反應剩余物后進(jìn)入引風(fēng)機。布袋除塵器必須設旁通管,當進(jìn)入布袋除塵器的煙氣溫度過(guò)高或過(guò)低時(shí)屬事故狀態(tài),這時(shí)布袋除塵器進(jìn)出口閥門(mén)自動(dòng)關(guān)閉,旁通閥打開(kāi)煙氣不經(jīng)過(guò)布袋除塵器,從中和洗滌塔經(jīng)過(guò)旁通管進(jìn)入引風(fēng)機。因為煙氣溫度過(guò)高濾袋容易毀壞,煙氣溫度過(guò)低濾袋會(huì )受到酸腐蝕也會(huì )損壞,閥門(mén)啟閉全部由自控系統操縱。在布袋除塵器前噴入活性碳可吸附煙氣中的重金屬和二惡英。
二、灰渣處理系統
(1)底灰的處置
一般而言,垃圾焚燒后產(chǎn)生主要兩種固體殘余物,一種是燃燼物稱(chēng)底灰,另一種為鍋爐煙道及布袋除塵器分離下來(lái)的飛灰及反應產(chǎn)物,另外還有爐排漏入風(fēng)室的少量灰渣。底灰是指由爐床尾端排出的殘余物,約占灰渣總重的80%左右,主要由熔渣、黑色及有色金屬、陶瓷碎片、玻璃和其它一些不可燃物質(zhì)及未然有機物組成。飛灰是指在煙氣凈化系統和熱回收利用系統中手機而得的殘余物,約占灰渣總量的20%左右。
相對于飛灰來(lái)說(shuō),底灰具有物質(zhì)組成多樣、毒性小的特點(diǎn),可按一般固體廢棄物處理,也可進(jìn)行資源化利用,主要應用有:回收黑色金屬、作石油瀝青鋪面的替代骨料、水泥混凝土的替代骨料、填埋場(chǎng)覆蓋材料、路基路堤等得建筑填料。
焚燒飛灰作為一種高比表面積物質(zhì),不但富集大量的汞、錫、鉛等有毒重金屬,而且也富集了大量的二惡英類(lèi)物質(zhì),是一種同時(shí)具有重金屬危害特性和環(huán)境持久性有機毒物危害特性的雙料危險廢物,對人體健康和生態(tài)環(huán)境具有極大的危害性。
(2)飛灰的處置
目前,飛灰處置的常用方法如下:
1)經(jīng)過(guò)適當處置后進(jìn)入危險廢物填埋場(chǎng)進(jìn)行最終處置。
2)固化穩定化,常用的有水泥固化、瀝青固化、熔融固化、化學(xué)藥劑固化穩定化等,經(jīng)過(guò)固化穩定化處理后的產(chǎn)物,如滿(mǎn)足浸出毒性標準或者資源化利用標準,可以進(jìn)入普通填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋處置或進(jìn)行資源化利用。
3)提取飛灰中的重金屬。酸提取、堿提取、生物及生物制劑提取等,經(jīng)過(guò)重金屬提取后的飛灰和重金屬可以分別進(jìn)行資源化利用。
三、自動(dòng)化控制系統
垃圾焚燒發(fā)電系統是一個(gè)十分復雜的技術(shù),包含了多個(gè)系統,因此對自動(dòng)化控制系統的要求也比較高,高效的自動(dòng)化系統可以大大促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高,也可確保生產(chǎn)過(guò)程的安全、以及降低生產(chǎn)成本。一般來(lái)說(shuō)主要控制系統分為:閉環(huán)控制系統(MCS)、數據采集系統(DAS)(SOE)、順序控制系統(SCS)、鍋爐安全保護(FSSS)、汽機聯(lián)鎖保護系統(ETS)等。