垃圾焚烧发电烟气排放达欧盟2000标准之技术措施

论文导读：烟气排放指标中可自动监测的承诺值指标，指日均值。从表1可以看出，除重金属外，成都市九江环保发电厂的烟气排放指标必须达到欧盟2000标准。为了保证焚烧炉的垃圾给料速度和配风良好，本次在设计上对垃圾推料机的控制方法，根据美国卡万塔控股集团公司的多年运行经验的总结（美国卡万塔控股集团公司的垃圾焚烧发电厂最初也是采用德国马丁公司的控制方法，发现存在推料行程控制不合理、垃圾料层厚度控制效果差等问题，在此基础上提出改进了的控制方法）在设计上进行了改进。
关键词：垃圾焚烧，发电，烟气排放，技术措施
 

1.烟气排放目标值

在成都九江环保发电厂项目（成都市第二座焚烧市政生活垃圾发电的项目，正在建设中）上，成都市发改委与项目业主——成都九江环保发电有限公司签订的成都市九江发电厂项目《特许权协议》中烟气排放要求如下表所列：

烟气排放指标与标准对照表（表1）

注：1）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。论文参考网。

3）烟气排放指标中可自动监测的承诺值指标，指日均值。

从表1可以看出，除重金属外，成都市九江环保发电厂的烟气排放指标必须达到欧盟2000标准。

2.达欧盟2000标准需加强控制的指标

我们也可以通过对表1 所列中国标准与欧盟2000标准的对比发现，欧盟2000标准高于中国标准值的项目除重金属外，还有烟尘、CO、NOX、SOX、HCl、二恶因六项，目前中国已建成垃圾焚烧发电厂烟气排放指标都能达到中国标准的要求，这是不容怀疑的，所以如果需要达到欧盟2000标准，我们必须从设计上来确定选用什么样的工艺和材料能够实现排放烟气中的烟尘、CO、NOX、SOX、HCl、二恶因六项指标也能满足欧盟2000标准的要求。

3.二恶因和CO排放达欧盟2000标准的设计保证措施

本次活性炭的喷入设计点选择了两处，一处在喷雾塔之前（此处烟温为210℃，粉尘含量较大，酸性气体尚未去除），一处在喷雾塔和布袋除尘器之间（此处烟温为150℃，粉尘含量大大减少，酸性气体已经去除）。将来运行时，既可以选择其中一处全量喷入，也可以选择两处在确保总量的情况下分别按一定比例喷入，共有三种运行方式，为实现二恶因达欧盟2000标准排放具备了多种调控手段，具体在运营期间如何进行，完全取决于调试数据。

为了保证焚烧炉的垃圾给料速度和配风良好，本次在设计上对垃圾推料机的控制方法，根据美国卡万塔控股集团公司的多年运行经验的总结（美国卡万塔控股集团公司的垃圾焚烧发电厂最初也是采用德国马丁公司的控制方法，发现存在推料行程控制不合理、垃圾料层厚度控制效果差等问题，在此基础上提出改进了的控制方法）在设计上进行了改进。

4.工艺选择和酸性气体排放达欧盟2000标准的设计措施

美国卡万塔控股集团公司所拥有的垃圾焚烧发电厂的烟气处理工艺无一例外都采用半干法烟气处理技术，即半干式喷雾塔＋活性炭喷射＋布袋除尘器。论文参考网。

温度为210℃左右的烟气从余热锅炉尾部烟道进入喷雾塔顶部，通过入口处的导流叶片使烟气在喷雾塔内旋转、紊流流动，同时向烟气中喷入高比表面积的碱性中和剂—石灰浆液，与碱性中和剂进行反应以去除烟气中的有害物质(如HCl,HF,SO2等)。石灰浆液的量根据烟气分析仪测量的酸性物质(如HCl,HF,SO2)浓度进行自动控制，石灰浆液的稀释水量根据喷雾塔的出口烟温自动调节。喷雾塔的进口烟道上喷入比表面积极大和吸附能力非常强的活性炭，以除去烟气中的二噁英和重金属。论文参考网。喷雾塔的出口烟气进入布袋除尘器以过滤烟气中的粉尘，净化后的烟气经引风机、烟囱达标排放。

5.粉尘达欧盟2000标准的设计保证措施

无论是欧洲的垃圾焚烧发电厂，还是美国的垃圾焚烧发电厂，都使用布袋除尘器去粉尘装置，其粉尘排放指标都能很容易达到欧盟2000标准的要求，国内的垃圾焚烧发电厂也是使用布袋除尘器作为去粉尘装置，而烟气排放指标却很难长期运行达到欧盟2000标准，通过与国外专家、国内外滤料供应厂家进行广泛的沟通后取得了如下一致意见：在布袋除尘器的结构和容量设计得到保证的情况下，粉尘排放能否达到欧盟2000标准的关键在于滤料的选择，这主要是因为国内市政生活垃圾的含水量非常高，在垃圾池中存放期间会有10%～15%（比如重庆这样的城市甚至在夏季这个数值高达40%）的渗滤液析出，而欧美等国家的市政生活垃圾没有任何一点渗滤液析出，有时为了控制垃圾池的扬尘，还喷水防尘。

因此，本次烟气处理系统的设计在确保布袋除尘器的结构（取消了容易漏风导致粉尘泄漏进入净烟气的旁路烟道，这样并且简化掉了操作控制不易的布袋除尘器进口三通风门）和降低滤袋过滤风速（增加过滤风室面积，选择离线清灰，即使在一个风室处于离线吹灰期间，过滤风速也仅为0.79米/分钟，低于滤料厂家要求的0.9米/分钟）的情况下，选择了耐高温（高达270℃）、耐潮解（无旁路的布袋除尘器启停期间烟温低、水分含量大）和耐酸的纯PTFE滤料。

6.国内案例佐证

福州红庙岭垃圾焚烧发电厂近期在美国卡万塔公司运行技术专家的指导下，完全仿照美国卡万塔的烟气处理工艺运行条件，然后对烟气排放指标进行了严格检测（检测单位：厦门环境烟气检测中心站），福州红庙岭发电厂项目也没有SNCR系统，其NOX能够达到欧盟2000排放标准的原因在于垃圾热值低（大约5000KJ/kg），燃烧温度相应也低，NOX产生量相对就低。随着将来垃圾热值的上升（达到7000 KJ/kg～10000 KJ/kg），燃烧中心温度也会上升，在燃烧温度高于1100℃，随着燃烧温度的进一步提高，NOX产生量会大幅度增加。

7.展望成都市九江环保发电厂的烟气排放指标

通过以上论述和比较，我们完全可以相信，成都市九江环保发电厂项目虽然在烟气处理工艺设计上仍旧选择的是看上去非常普通的半干法（喷雾塔+活性炭喷射+布袋除尘器），但是通过增加炉内喷尿素工艺和选择纯PTFE滤料，烟气排放指标完全能够达到欧盟2000标准的要求。

让我们拭目以待，成都市九江环保发电厂投产运营的那一天，将是中国垃圾焚烧处理环保事业划时代的一刻，中国第一座达欧盟2000标准的垃圾焚烧发电厂将从那一刻开始运行，首先，它将为成都这座美丽城市的可持续发展带来巨大的社会效益，其次，它也将为中国的垃圾焚烧处理事业树立一个航标灯，为缩短我国在垃圾焚烧处理上与欧美之间的差距指明方向。

8.结论

随着经济的发展，国内垃圾焚烧发电厂的烟气排放标准迟早会提高到相当于欧盟2000标准的要求，目前加大对烟气排放标准的技术研究和储备，是一项必不可少的工作。把垃圾焚烧发电厂的烟气排放标准提高到相当于欧盟2000标准的要求，并不是一项史无前例的工作，我们可以通过研究学习国外的技术，是有充分的信心做到这一点。但国内垃圾焚烧相关的产业都要为此努力，并不仅仅是垃圾焚烧发电厂建设者的事情。