1.1 煙氣脫硝工藝的提升
目前,國內(nèi)垃圾焚燒廠脫硝工藝大部分采取SNCR 系統(tǒng),該系統(tǒng)可使煙氣中NOx 濃度降低至200mg/Nm3。但該工藝已無法滿足目前部分地方政府對環(huán)保的新要求,因此煙氣脫硝工藝需要增加SCR 脫硝系統(tǒng)。
SCR 系統(tǒng)(選擇性催化還原脫硝工藝)的原理是將袋式除塵器出口的煙氣通過加熱器加熱到適合的溫度進入SCR 反應(yīng)塔,在催化劑的作用下煙氣中的NOx與還原劑NH3 進行脫NOx反應(yīng)。NH3 將NOx 分解為氮氣和水蒸氣。SCR 系統(tǒng)脫NOx 效率高,通常效率能達到60% 以上。
目前,SCR 系統(tǒng)工藝選擇的關(guān)鍵有兩個:①技術(shù)可靠;②催化劑及反應(yīng)溫度選擇( 最經(jīng)濟選擇)。其中,催化劑及反應(yīng)溫度選擇與投資、運行費用等的經(jīng)濟相關(guān)性較大。目前國內(nèi)南京江南/ 江北項目SCR 系統(tǒng)催化劑使用低溫催化劑(170℃),北京首鋼/ 海淀項目采取中溫催化劑(230℃)。低溫催化劑與中溫催化劑相比的優(yōu)點是使用溫度低,蒸汽消耗量小,缺點是對SOx濃度更加敏感,單價格高,供貨來源單一。采取低溫催化劑雖然建設(shè)費用較高,但運行費用較低,綜合比較采取低溫催化劑更有優(yōu)勢。
同時,根據(jù)目前采取了低溫催化劑工廠的運行案例來看,NOx 的排放濃度能夠穩(wěn)定地達到80mg/Nm3 以下。由此,低溫催化劑SCR 系統(tǒng)是首要選擇。
目前生活垃圾焚燒項目中采用的SCR 還原劑有氨水和尿素兩種。相比較而言,采用氨水作為還原劑,投資成本、運行成本均較低;采用尿素作為還原劑安全性相對較好,但需增設(shè)尿素?zé)峤庋b置,投資及運行成本較高。從投資、運行成本、布置及安全性考慮,建議采用25% 氨水作為SCR 系統(tǒng)的還原劑,同時作為SNCR 系統(tǒng)的還原劑。
1.2 煙氣脫酸工藝的提升
目前,垃圾焚燒發(fā)電廠有相當(dāng)一部分采取了“半干法+ 干法”的脫酸工藝,如上海金山、南京江北、南京江南、北京海淀、北京首鋼等項目。
旋轉(zhuǎn)噴霧半干法(SDA)是目前國內(nèi)外垃圾焚燒廠應(yīng)用最廣泛的煙氣脫酸工藝,主要由吸收劑(Ca(OH)2)制備、吸收劑漿液霧化、霧化漿液和煙氣混合等系統(tǒng)組成。吸收劑為濃度9%~13%的石灰石漿液。
“半干法+ 干法”工藝投資較節(jié)省,運行費用較低,但根據(jù)實際數(shù)據(jù)表明,其脫酸的效率以及排放指標(biāo)的穩(wěn)定性均無法滿足最新排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。特別當(dāng)垃圾中塑料等含氯成分增加時,煙氣中HCl 原始濃度較高。為了穩(wěn)定可靠地達到排放標(biāo)準(zhǔn),目前較可行的工藝是增加一套“濕法”的脫酸工藝,確保煙氣達標(biāo)排放。
濕法工藝采用的吸收劑為燒堿溶液,燒堿溶液從洗滌塔上部的噴嘴噴入,煙氣從洗滌塔下部進入,兩者進行充分的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生各種Na2SO4、NaCl 等鹽類 ,隨吸煙廢水排出。煙氣凈化后的溫度約63℃,再經(jīng)GGH 系統(tǒng)加熱至125℃后排放至空氣中。煙氣經(jīng)濕法除酸后HCl 濃度在10mg/Nm3 以內(nèi),SOx 濃度在30mg/Nm3 以內(nèi),完全滿足最新的排放標(biāo)準(zhǔn)。
在設(shè)置SCR 工藝的基礎(chǔ)上設(shè)置濕法工藝,由于低溫催化劑SCR 系統(tǒng)對SOx 的濃度十分敏感,所以需將濕法設(shè)于SCR 工藝上游,如正常使用催化劑,SOx 濃度不宜超過20mg/Nm3,方可保證催化劑正常使用壽命。按此工藝,需相應(yīng)增加GGH 塔,對濕法處理后的煙氣進行熱量交換回收,以減少將煙氣加熱到SCR 反應(yīng)溫度所需的蒸汽量。
1.3 新增廢水處理系統(tǒng)
煙氣工藝提升后,雖然可以顯著減少煙氣中NO x 和各種酸性氣體排放量,但同時也會產(chǎn)生大量的廢水。所以需要新增一套廢水處理系統(tǒng),該系統(tǒng)按照常規(guī)藥劑螯合+ 過濾的方式處理洗煙廢水,處理后的洗煙廢水全部回用于爐渣冷卻。