垃圾焚烧发电超低排放烟气处理工艺分析.docx

垃圾焚烧发电超低排放烟气处理工艺分析摘要：垃圾焚烧发电烟气排放指标日趋严苛对烟尘、SO2、NOx的脱除工艺在原有"SNCR炉内脱氮+半干法脱酸+干法脱酸+活性炭吸附+布袋除尘"的基础上增加了低温SCR和湿法洗涤塔本文就SCR和湿法塔的布置位置进行了系统的分析和方案比选.1概述采用炉排炉焚烧垃圾、余热利用进行发电是目前比较主流的垃圾减量化、资源化处理方式。焚烧后垃圾减容量可达90%、减重量可达80%以上大大减少了垃圾填埋处置用地节约土地资源降低环境污染提高环保效益。随之而来烟气能否达标排放、灰渣能否安全处置就成了最关键的问题。烟气中含有烟尘、二噁英、重金属、酸性气体等有害物质对居民健康、生存环境影响深远必须要有效去除。随着近几年以来烟气的处理工艺不断发展普遍认同的比较经济可靠的烟气净化工艺为：SNCR炉内脱氮+半干法脱酸+干法脱酸+活性炭吸附+布袋除尘”它具备净化效率高、无须对反应产物进行二次处理的优点处理后的烟气可满足《生活垃圾焚烧处理污染控制标准》(GB12022-0514)部分指标可达到欧盟2010/75/EC要求。随着国家对环保要求的进一步提高一些大中型城市的环保部门对烟气排放指标提出了更高的要求。以杭州为例新建垃圾焚烧发电项目的烟尘、SO2、NOx的排放指标分别要求控制在10mg/Nm3、50mg/Nm3、75mg/Nm3以下并且要求烟囱脱白(消除冬季气温较低时烟囱冒白烟现象)。针对不断提标的排放指标烟气处理工艺也相应增加。2烟气处理工艺上述三个指标中采用布袋除尘器对飞灰的脱除效率是能够满足要求的但是对SO2、NOx就需要采取进一步的脱除设施。针对SO2主要是在干法或半干法(消石灰)基础上增加湿法(NaOH)烟气脱酸工艺针对NOx主要是在SNCR基础上增加低温SCR即对应每一种污染物均有2～3级工艺对其进行深度脱除以确保达到烟气排放指标。除尘采用2级脱除：布袋除尘+湿法;脱硫采用3级脱除：半干法+干法+湿法;脱硝采用2级脱除：SNCR+SCR;二噁英采用2级脱除：活性炭吸附+SCR。目前主流的工艺方案均为如此本文对具体的脱除工艺不再赘述但是系统布置顺序是采用“前催化剂工艺”还是“后催化剂工艺”仍有较大的争议。下面通过详细的分析、计算来比较其利弊推荐较优的工艺。3论述工艺方案针对上述处理工艺有多种组合顺序目前较多采用的方案为以下三种：方案一(图1)：烟气净化工艺为：炉内SNCR+半干法+活性碳吸附+干法+布袋除尘+GGH+湿法塔+SGH+SCR。从余热锅炉出口烟气温度约200℃进入半干法脱酸塔出布袋达到150℃此时烟气中重金属及二噁英类随烟尘一并被去除HCl及SO2被去除大部分经GGH降温后进入湿法塔去除绝大部分酸性污染物烟气温度降至65℃经SGH加热升温至175℃进入SCR催化反应去除最后的NOx及二噁英后清洁排放。该方案排烟温度较高可达170℃排烟温度高虽然可保证脱白效果但对能源利用来说有些浪费在此基础上发展了方案二。方案二(图2)：烟气净化工艺为：炉内SNCR+半干法+活性碳喷射+干法+布袋+GGH1+湿法塔+GGH2+SGH+SCR。方案二仍是SCR在湿法塔后是在方案一的基础上增加了二级GGH充分利用烟气的余热减少为了满足SCR反应温度所需要的加热蒸汽量。排烟温度为150℃可保证全年无白烟。方案三(图3：SCR在湿法塔前)：烟气净化工艺为：炉内SNCR+半干法+活性碳喷射+干法+布袋除尘+SGH1+SCR+GGH+湿法塔+SGH2。方案三的SCR在湿法塔前脱硫除尘后的烟气温度约150℃此时烟气中SO2含量基本达到SCR催化剂允许运转范围先由SGH加热至175℃进入SCR催化反应去除NOx及二噁英再进入湿法塔进一步脱酸使用GGH提高烟气排放温度至135℃。该方案在春秋季可不脱白仅在冬季需要二级SGH将烟气加热至150℃使烟囱出口无白烟。4方案比选(1)三种方案优缺点对比如下：方案一和方案二采用的是湿法塔在SCR前其优点第一个是烟气经过半干法及湿法塔后酸性气体和粉尘含量已经很低完全满足SCR催化剂使用要求催化剂使用期限有保证;第二个是排烟温度高烟囱全年可脱白。缺点也比较明显：烟气温度经过湿法塔后降至较低温度为了进一步保证进入SCR催化反应温度需对烟气进行再加热烟温起伏较大需消耗较多蒸汽。方案一较方案二的烟囱排放温度更高造成能量浪费而方案二较方案一增加了一级GGH烟道系统复杂设备占地比较大。方案三采用的是湿法塔在SCR后其优点主要体现在减少了烟气温度反复变化降低了加热烟气的能耗。其缺点第一个是进入SCR反应器中烟气SO2浓度可能会超标一旦超标会导致催化剂中毒催化剂就需要全部更换长期稳定运转存在一定的风险;第二个是排入烟囱的烟温较低可