摘要：垃圾焚燒發電廠煙氣處理系統的正常運轉對于二次污染的控制至關重要，但煙氣處理系統的具體設計缺少足夠的技術參考資料，文章結合實際項目情況，分析了垃圾焚燒發電廠煙氣處理系統設計的相關問題，對相應的改進措施進行了探討和總結。
關鍵詞：垃圾焚燒；煙氣處理；半干法設計
引言
垃圾焚燒發電對于實現城市垃圾資源化、無害化和減量化具有重要意義，也是目前解決“垃圾圍城”最有效的途徑。但是垃圾焚燒發電的二次污染問題也經常成為社會公眾關注的熱點。事實上經過多年的發展，垃圾焚燒發電廠污染控制的工藝技術已經比較成熟，并不存在太大的問題，關鍵在于項目的具體設計、工程實施以及項目的有效運營管理等方面。為了推動及規范國內垃圾焚燒發電廠的建設，國家先后頒布了一些規范標準，其中與設計有關的有：《生活垃圾焚燒處理工程技術規范》（CJJ90-2009）、《生活垃圾焚燒廠評價標準》（CJJT137-2010）、《生活垃圾焚燒污染控制標準》（GB18485-2001），主要提出了總綱式的要求，但對垃圾焚燒發電廠煙氣處理系統的具體設計并無太多描述，這就需要設計單位在實際的項目設計及實施中進行總結與探討。
煙氣凈化技術的現狀
近30年來, 經濟發達國家通過試驗和工程實踐, 在垃圾焚燒煙氣凈化技術方面取得了顯著成效, 并制定了生活垃圾焚燒煙氣污染物濃度排放標準。我國的城市生活垃圾焚燒技術起步較晚。近幾年來, 國內部分經濟較為發達的城市已建成或正在籌建一定規模的生活垃圾焚燒處理廠。為了推動我國垃圾焚燒技術的發展, 國家環保總局已于2000年6月1日頒布了《生活垃圾焚燒污染控制標準》 (GWKB3―2000), 建設部于2002年6月3日發布行業標準《生活垃圾焚燒處理工程技術規范》(CJJ90 2002 J184- 2002), 并于2002年9月1日實施。目前,垃圾焚燒處理廠的焚燒煙氣凈化工藝和設備種類較多。常用的煙氣凈化工藝系統有濕法、半干法和干法三種,每種凈化工藝都有其特點。
濕法煙氣凈化系統
濕法煙氣凈化系統采用的工藝組合形式有:“噴射干燥器+布袋除塵器+一級文丘里洗滌器+二級文丘里洗滌器”、“預處理洗滌塔+文丘里洗滌器+吸收塔+電濾器”、“洗滌塔+混合器+煙氣加熱器”。凈化系統具有同時凈化顆粒污染物和氣體污染物的功能, 且其凈化的污染物去除效率較高,是應用比較廣的煙氣凈化系統。但是, 濕法煙氣凈化工藝系統復雜, 工程投資和運行費用較高, 存在后續廢水的再處理問題。凈化后的煙氣溫度很低, 不易擴散且易形成白霧, 所以凈化后煙氣須加熱后再排放。
半干法煙氣凈化系統
半干法煙氣凈化系統采用的工藝組合形式為:“噴霧吸收塔+布袋除塵器”。石灰吸收劑加入一定量的水形成石灰漿液, 以霧狀的形式在噴霧吸收塔內完成對氣態污染物的凈化。漿液中的水分在高溫作用下蒸發, 殘余廢棄物以干態的形式從噴霧吸收塔的底部排出。帶有大量顆粒物的煙氣從噴霧吸收塔排出進入布袋除塵器, 凈化后的煙氣經煙囪排入大氣。半干法煙氣凈化系統的優點是系統簡單,無需對反應產物進行二次處理。但該工藝系統對有害物質脫除效率低, 吸收劑消耗大且其利用率不高, 其凈化的污染物去除效率比濕法低。
干法煙氣凈化系統
干法煙氣凈化系統采用的工藝組合形式為:“干法反應吸收塔+布袋除塵器”。消石灰吸收劑以霧狀的形式在干法反應吸收塔內完成對氣態污染物的凈化。帶有大量顆粒物的煙氣從干法反應吸收塔排出進入布袋除塵器, 凈化后的煙氣經煙囪排入大氣。干法煙氣凈化系統對污染物的凈化效率同濕法煙氣凈化系統相當。由于吸收劑是在除塵器和吸收塔之間循環, 延長了吸收劑和煙氣污染物的接觸時 間, 吸收劑可以得到充分的利用。干法煙氣凈化系統無需對反應產物進行二次處理。
煙氣處理系統工藝簡介
以南方某垃圾焚燒發電廠項目為例，該項目的生活垃圾焚燒處理能力為2250t/d（750t/d×3條線），屬于特大類垃圾焚燒廠規模，煙氣處理系統采用半干法（旋轉噴霧脫酸+活性炭噴射+布袋除塵）煙氣凈化工藝，按照每條垃圾焚燒生產線配置一套煙氣凈化裝置，該工程共設置了3套煙氣凈化系統（流程見下圖），主要操作過程包括：生石灰、熟石灰、活性炭的上料過程，石灰漿液制造及輸送過程，飛灰收集輸送過程，活性炭和熟石灰的輸送噴射過程，氨水的運輸及操作過程等。
工藝流程圖
煙氣處理系統設計問題分析及改進
該項目的設計將煙氣凈化車間大部分放在了室內，并分成了反應塔區、除塵器區、制漿間區、灰庫區、風機區域、煙囪區、氨罐區，基本上能符合功能要求。在項目進入施工、調試運行階段時，發現了一些與設計相關的細節問題，進行了設計修改。
反應塔
反應塔頂部無安裝平臺且平臺無法與煙氣分配器踏步板連通，旋轉霧化器四周無踏步板，無法進行霧化器上連接管道及電纜的拆卸，運行時拆裝霧化器比 較困難。改進措施：設置分配器內部檢修小平臺，并與頂部平臺聯通。
反應塔頂部霧化輪保護水流量開關，流量超過最大工作流量或者水中含雜質時，均會造成開關卡死。如開關卡死在開的狀態，識別不出故障，須在現場將手動調節閥關閉方能判斷故障，但關閉調節閥后，則不能重新開啟到要求的流量。改進措施：增加帶流量顯示的流量開關。
反應塔底部的重力翻板閥密封不好，排料有故障。改進措施：換用星型旋轉下料閥，或考慮采用雙層重力翻板閥。
反應塔頂部旋轉霧化器部分閥門的安裝位置較高，造成操作、檢修不便。改進措施：增設可用于檢修的小平臺。
用于反應塔檢修的葫蘆尺寸過大；起吊極限高度接近于霧化器的檢修支架 + 霧化器高度；檢修支架滾輪過大變形，支撐不穩；頂部平臺狹窄，滾輪變向時易損壞。改進措施：檢修葫蘆選用較小的起吊重量，減小葫蘆尺寸；所有支架均使用活動滾輪支架，滾輪應尋找合適規格的滾輪，選用更小尺寸，增加強度。
布袋除塵器
布袋進風口的手動調節閥控制不方便。改進措施：更換為自動調節閥。
除塵器個別灰斗會出現積灰。原因：卸灰閥切換到手動一直運行，控制系統中倉壁振動器不能與卸灰閥運行連鎖，且DCS也不能手動啟動振動器，導致倉壁清灰裝置均無運行。改進措施：振動器與該倉室清灰聯鎖啟動；DCS上增加倉壁振動器手動運行控制。
除塵器灰斗捅灰孔位置不合理，在4m平臺處無法利用捅灰孔清灰。改進措施：調整捅灰孔位置與平臺適應。
制漿及干法噴射系統
制漿系統的漿液振動篩在使用期間，出料連接軟管處易震動破裂，出現滲漏。改進措施：振動篩與儲漿罐的連接處改成漏斗形式，軟管插入漏斗中，但不 做硬連接，以免連續振動拉破軟管造成泄漏。
生石灰倉首次下料時，在星形閥處堵塞。原因可能在于進料時間長，物料受潮擠壓成塊。改進措施：增加生石灰倉的捅灰孔，選購帶檢修門的星形閥。
制漿車間無完善的排污設施，石灰漿積渣池沒有積水回收設備，導致污水、廢漿液無處可去，污染車間環境。改進措施：在制漿間內設置清掃排水地溝，及時外排污水，定期清理渣池。
熟石灰的低料位計位置過低，低料位時僅剩余2.2m3，凈重約2t，加上倉體底部物料分配不均，低料位報警時，已基本沒料。改進措施：在約10m3位置增加一低料位，原低料位保留作為低低料位。
熟石灰進場量超過容量時，對于藥劑上料人員，滿倉信息得不到及時反饋。改進措施：增加滿倉現場報警提醒。
活性炭、熟石灰、石灰漿輸送管道各處均無安裝分段法蘭，管道如果堵塞無法清理。改進措施：在噴射出口、噴射和管道彎頭等方便操作處加設分段法蘭。
干粉噴頭煙道處沒有檢修平臺及檢修門。改進措施：增加檢修平臺及檢修門。
石灰漿制漿罐排氣風機出口的排氣管直接排空，可能造成粉塵污染。改進措施：接排氣管通往車間外。
儲漿罐漿料出口未設置手動閥，不方便控制閥維修。改進措施：程序增加漿泵切換連鎖；電動閥前增加手動閥。
活性炭、生石灰倉頂壓縮空氣管使用軟管連接接頭破損。改進措施：采用的鋼管、鋼管法蘭及接頭，在選購時要注意壓力等級。
制漿罐密度計常出現誤報，極低1.03～1.05/極高1.5+。原因：密度計裝在制漿罐圓筒隔板內，此處漿液流動性較差，探桿上石灰結垢，密度計量程選型過寬。改進措施：定期清洗密度計，更換選型時可考慮將量程范圍取窄（1～1.5kg/m3 ），以降低誤差。
飛灰輸送及灰庫系統
飛灰輸送系統的斗提機無伴熱系統，容易產生結露，導致結塊堵塞。改進措施：加裝伴熱系統。
斗提機鏈條檢修孔位置較高，且未設置操作檢修平臺。改進措施：將檢修孔的位置移至斗提機的1.5m處。
灰庫設置在室外，長時間未增設外維護結構，雨水會滲入灰庫及輸送機的防水層，影響保溫效果，并導致飛灰結塊。改進措施：設計建設灰庫圍避措施。
（4）灰庫高料位計的設置不合理，不能及時反映滿料情況。改進措施：安裝在頂部應移動至頂部斗提機下料口旁，并加長阻旋料位計的長度。
SNCR系統
氨水進料時的氨氣泄漏問題，氨水進料口過高，上料管內的氨水不能完全卸除。改進措施：降低氨水泵進料口的安裝高度，進料口設置專用的進料接頭。
其他問題
煙氣壓縮空氣儲氣罐安全排氣口無引出管，啟動時容易造成人員傷害。改進措施：儲氣罐避開人員通道，并在出氣管的頂部設安全閥。
現場灰庫和石灰倉未設置流化風裝置，排灰發生故障時無法有效清灰。改進措施：增加流化裝置。
結束語
煙氣凈化工藝形式較多, 主要分為濕法、半干法和干法三種,且各有其優缺點。由于干法煙氣凈化系統對污染物的凈化效率較高, 吸收劑利用率高,無需對反應產物進行二次處理, 因此設計中優選采用干法煙氣凈化工藝系統。經干法煙氣凈化工藝系統凈化處理后的煙氣污染物排放濃度均滿足相關排放標準。
作者：《中國教工》
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