探秘李坑垃圾廠焚燒疑云
二噁英在850℃高溫環境下就會自動分解,但是市民卻發現李坑垃圾焚燒廠的灰渣中剩有三四百度就可以燒掉的拖鞋和塑料袋。拖鞋、塑料袋都燒不掉,能燒掉二噁英?垃圾焚燒技術到底成不成熟?專家表示,即便燃燒不充分所產生的二噁英也會在二次燃燒室被分解,但即便是在這一步100%分解,卻還有可能再合成,因此垃圾焚燒技術中,整個煙氣凈化系統最關鍵……
根據國家標準要求的《生活垃圾焚燒污染控制標準》、《生活垃圾焚燒處理工程技術規范》等要求,生活垃圾焚燒廠在規劃設計、接受、儲存、運輸、燃燒、煙氣凈化、熱能利用等各個環節有明確要求。為了便于理解,記者將最關鍵的部分大致分為三個步驟。
第一步:堆放發酵減少水分提高熱值
對于上訪村民以及公眾對爐渣中的拖鞋塑料袋的質疑,盡管廣州市城管委此前已解釋:是設備中負責推送垃圾的鯊魚鰭擋板出現磨損,導致垃圾燃燒不充分。但市民仍想不明白,連鞋子、塑料袋都沒燒掉,是不是已有大量沒有被燒掉的二噁英跑到空氣中去了?對此,廣州市城管委總工程師鮑倫軍稱,民眾將爐膛燃燒室和二次燃燒室的概念混淆了,才會產生這樣的擔憂。
鮑倫軍介紹,李坑垃圾焚燒廠每天可以燒掉1040噸垃圾,但由于餐廚垃圾占比大,含水量高,而含水量高的垃圾直接燒掉,其熱值不高,對于發電也不利。因此,李坑垃圾焚燒廠有一個可以儲存10天垃圾的儲存池(國家規范要求儲存5-7天)。垃圾運到焚燒廠后,首先堆在池子里發酵,會蒸發掉一部分水分,還有部分水分會以滲瀝液的方式流出來被收集再處理。
德國工學博士,西南交通大學環境科學與工程學院張文陽教授表示,垃圾的水分過多,熱值不高,還可能會影響下一個環節,即二次燃燒室的溫度可能難以穩定達到850℃以上,那是分解大量二噁英的關鍵。運營商有沒有可能將水分很多的垃圾拿去燒呢?張文陽介紹,如果垃圾太濕,煙氣處理尾端達不到要求,需要撒更多的藥物吸附,使煙氣達標,成本可能會更高。
第二步:翻動燃燒產生大量二噁英
鮑倫軍介紹,李坑垃圾焚燒廠在對垃圾進行燃燒過程中,抓斗一次性可抓3-5噸的垃圾進入爐膛,讓帶有鯊魚鰭擋板的給料機,均勻將垃圾推到爐排上焚燒。爐排為梯形設計,不斷從底下向上翻滾,使得垃圾可以燃燒得更充分。在這個過程中,不論如何都會產生大量二噁英。“因為你不可能在瞬間就達到850℃,即便是"瞬間"也是有時間過程,所以這個過程會產生大量含有二噁英的煙氣。”鮑倫軍說,這些煙氣會隨著熱氣上升,到達二次燃燒室,這里雖然沒有添加另外的燃料,但是處于火焰的外焰部分,溫度是最高的。
《生活垃圾焚燒污染控制標準》要求,焚燒爐的設計要根據煙氣的流速,讓煙氣在850℃高溫以上的區域停留2秒以上,以及在1000°以上的溫度區域停留1秒以上。鮑倫軍說,根據他們的實測,李坑垃圾焚燒廠的二次燃燒室的實際溫度,基本都可以達到950℃以上,停留時間為2.5秒。
鮑倫軍說,大量的二噁英基本在這部分燒掉去除了。所以即便是爐膛內有燃燒不充分的垃圾,其產生的二噁英也會在二次燃燒室被燒掉。內如果有沒有燒干凈的爐渣,會在不低于600°的溫度環境下,繼續處理,部分沒有燒掉的垃圾還會燃燒,只要爐渣的重量減少量在5%以內(即爐渣熱灼減率小于等于5%),說明燃燒是比較充分的。就算超過這個范圍,也可以拿過去再燒一次,燃燒不充分產生更多一氧化碳和二噁英的煙氣,會被監測到,通過處理依然可以做到達標排放。雖然不能時時監測二噁英的含量,但是可以通過一氧化碳的含量,來判斷燃燒充分程度。
張文陽教授表示,爐膛的燃燒不充分可能所產生更多二噁英確實可以在二次燃燒室被燒掉分解。二次燃燒室內的溫度要達到850℃,關鍵在于垃圾本身的熱值,如果是夏天垃圾內很多西瓜皮,拿去直接燒,可能就達不到這個溫度要求。其實,餐廚垃圾是不能拿去燒的,在國外,餐廚垃圾等生物質垃圾是另外有一套成熟的處理辦法,而中國一直沒有找到一個合適的處理辦法,所以規定在焚燒前需要發酵5-7天,這是因為生物質垃圾一般堆放到第三天的時候就會開始水解,其中的水分至少會減少10%。因此目前廣州大力推行垃圾分類是非常重要的。
第三步:活性炭吸附和布袋除塵
鮑倫軍說,其實二噁英是固體顆粒物,粒徑在PM2.5以下。為了讓可能沒完全燒掉的二噁英不會跑出去,在煙氣處理的后端,還要噴灑活性炭對其進行吸附,然后再讓煙氣通過密度非常大的布袋進行吸附過濾之后,監測煙氣中各項指標達標了,才可以達標排放。此外,煙氣中還有其它的有毒有害物質如氯化氫、氟化氫、硫氧化物、氮氧化物等酸性污染物、重金屬等污染物,還有專門的針對性措施進行處理,使得尾氣達標排放。“大家看到我們的煙囪老是冒白煙,以為是大量的有害氣體。其實那是冷卻發電機產生的水蒸氣。”鮑倫軍說。
張文陽解釋,二噁英的形成機理非常復雜,在二次燃燒室內基本已經分解完了,但是在離開二次燃燒室之后,又有可能繼續合成二噁英,所以活性炭吸附和布袋除塵等尾端的處理工藝非常重要。
李坑垃圾焚燒廠的二噁英的排放量是多少?多久監測一次?對此鮑倫軍解釋,煙氣排放的檢測是委托了第三方機構中國廣州分析測試中心每年檢測兩次,其它數值根據要求每月檢測一次,他一時想不起具體數值,但絕對遠低于國家標準的1ngTE/Nm3。“除非發生重大事故,否則不可能超標。”鮑倫軍說。
Q&A
垃圾未分類什么都可以燒?
張文陽:國外的餐廚垃圾一般都沒有拿到焚燒爐內去燒,有另外一套成熟的處理技術。國內沒有找到一個合適的辦法,所以設置了存放池,讓垃圾先發酵去掉一部分水分再去燒,也可以達到國家的標準。廣州的勢頭很好,現在在大力推行垃圾分類。
國內外的垃圾焚燒技術是否都差不多?
張文陽:焚燒的工藝都差不多,但是煙氣凈化系統差別很大。國內以前的設備達到我們國家的標準是沒有問題的,歐盟的標準更嚴苛。北京最近新建的垃圾焚燒廠就基本可以接近歐盟水平了。
國外經過先進的煙氣處理技術二噁英排放達到什么水平?
張文陽:目前,發達國家的大型城市生活垃圾焚燒發電廠絕大多數煙氣凈化系統均不采用活性碳吸附的工藝或不單獨用。而是采用靜電除塵器+一級酸洗(脫除焚燒尾氣中酸性介質中的H F、H C l)+二級酸洗(脫除焚燒尾氣中酸性介質中的硫化物)+SC R (脫氮脫二噁英)工藝。其煙氣中各項污染物排放值都遠遠低于歐盟最嚴格的排放標準Europeannew D irective 2000/76/E。其二噁碤(PC D D /F)平均排放濃度為0.0025ngTE/Nm3(歐盟2000/76/E排放值為0.1ngTE/Nm3;我國G B18485-2001排放值為1ngTE/Nm3)。
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