垃圾焚燒發電煙氣排放達歐盟2000標準之技術措施
導讀：煙氣排放指標中可自動監測的承諾值指標，指日均值。從表1可以看出，除重金屬外，成都市九江環保發電廠的煙氣排放指標必須達到歐盟2000標準。為了保證焚燒爐的垃圾給料速度和配風良好，本次在設計上對垃圾推料機的控制方法，根據美國卡萬塔控股集團公司的多年運行經驗的總結(美國卡萬塔控股集團公司的垃圾焚燒發電廠最初也是采用德國馬丁公司的控制方法，發現存在推料行程控制不合理、垃圾料層厚度控制效果差等問題，在此基礎上提出改進了的控制方法)在設計上進行了改進。
關鍵詞：垃圾焚燒，發電，煙氣排放，技術措施
1.煙氣排放目標值
在成都九江環保發電廠項目(成都市第二座焚燒市政生活垃圾發電的項目，正在建設中)上，成都市發改委與項目業主——成都九江環保發電有限公司簽訂的成都市九江發電廠項目《特許權協議》中煙氣排放要求如下表所列：
煙氣排放指標與標準對照表(表1)
| 序號 | 項目 | 單位 | 《特許權協議》 承諾值（≤） | 中國標準值（≤） GB18485-2001《生活垃圾焚燒污染控制標準》 | 歐洲標準值（≤） DIRECTIVE 2000/76/EC |
| 1 | 煙塵 | mg/Nm3 | 10 | 80 | 10 |
| 2 | 煙氣 黑度 | 林格曼黑度 | 1級 | 1級 | NA |
| 3 | CO | mg/Nm3 | 50 | 150 | 50 |
| 4 | NOX | mg/Nm3 | 200 | 400 | 200 |
| 5 | SOX | mg/Nm3 | 50 | 260 | 50 |
| 6 | HCl | mg/Nm3 | 10 | 75 | 10 |
| 7 | Hg | mg/Nm3 | 0.05 | 0.2 | 0.05 |
| 8 | Cd | mg/Nm3 | 0.1 | 0.1 | 0.05 |
| 9 | Pb | mg/Nm3 | 1.6 | 1.6 | |
| 10 | 二噁英 | ng TEQ/Nm³ | 0.1 | 1.0 | 0.1 |
注：1)以標準狀態下含11%O2的干煙氣為參考值換算。
2)煙氣最高黑度時間，在任何1h內累計不得超過5min。。
3)煙氣排放指標中可自動監測的承諾值指標，指日均值。
從表1可以看出，除重金屬外，成都市九江環保發電廠的煙氣排放指標必須達到歐盟2000標準。
2.達歐盟2000標準需加強控制的指標
我們也可以通過對表1 所列中國標準與歐盟2000標準的對比發現，歐盟2000標準高于中國標準值的項目除重金屬外，還有煙塵、CO、NOX、SOX、HCl、二惡因六項，目前中國已建成垃圾焚燒發電廠煙氣排放指標都能達到中國標準的要求，這是不容懷疑的，所以如果需要達到歐盟2000標準，我們必須從設計上來確定選用什么樣的工藝和材料能夠實現排放煙氣中的煙塵、CO、NOX、SOX、HCl、二惡因六項指標也能滿足歐盟2000標準的要求。
3.二惡因和CO排放達歐盟2000標準的設計保證措施
本次活性炭的噴入設計點選擇了兩處，一處在噴霧塔之前(此處煙溫為210℃，粉塵含量較大，酸性氣體尚未去除)，一處在噴霧塔和布袋除塵器之間(此處煙溫為150℃，粉塵含量大大減少，酸性氣體已經去除)。將來運行時，既可以選擇其中一處全量噴入，也可以選擇兩處在確保總量的情況下分別按一定比例噴入，共有三種運行方式，為實現二惡因達歐盟2000標準排放具備了多種調控手段，具體在運營期間如何進行，完全取決于調試數據。
為了保證焚燒爐的垃圾給料速度和配風良好，本次在設計上對垃圾推料機的控制方法，根據美國卡萬塔控股集團公司的多年運行經驗的總結(美國卡萬塔控股集團公司的垃圾焚燒發電廠最初也是采用德國馬丁公司的控制方法，發現存在推料行程控制不合理、垃圾料層厚度控制效果差等問題，在此基礎上提出改進了的控制方法)在設計上進行了改進。
4.工藝選擇和酸性氣體排放達歐盟2000標準的設計措施
美國卡萬塔控股集團公司所擁有的垃圾焚燒發電廠的煙氣處理工藝無一例外都采用半干法煙氣處理技術，即半干式噴霧塔+活性炭噴射+布袋除塵器。。
溫度為210℃左右的煙氣從余熱鍋爐尾部煙道進入噴霧塔頂部，通過入口處的導流葉片使煙氣在噴霧塔內旋轉、紊流流動，同時向煙氣中噴入高比表面積的堿性中和劑—石灰漿液，與堿性中和劑進行反應以去除煙氣中的有害物質(如HCl,HF,SO2等)。石灰漿液的量根據煙氣分析儀測量的酸性物質(如HCl,HF,SO2)濃度進行自動控制，石灰漿液的稀釋水量根據噴霧塔的出口煙溫自動調節。噴霧塔的進口煙道上噴入比表面積極大和吸附能力非常強的活性炭，以除去煙氣中的二噁英和重金屬。。噴霧塔的出口煙氣進入布袋除塵器以過濾煙氣中的粉塵，凈化后的煙氣經引風機、煙囪達標排放。
5.粉塵達歐盟2000標準的設計保證措施
無論是歐洲的垃圾焚燒發電廠，還是美國的垃圾焚燒發電廠，都使用布袋除塵器去粉塵裝置，其粉塵排放指標都能很容易達到歐盟2000標準的要求，國內的垃圾焚燒發電廠也是使用布袋除塵器作為去粉塵裝置，而煙氣排放指標卻很難長期運行達到歐盟2000標準，通過與國外專家、國內外濾料供應廠家進行廣泛的溝通后取得了如下一致意見：在布袋除塵器的結構和容量設計得到保證的情況下，粉塵排放能否達到歐盟2000標準的關鍵在于濾料的選擇，這主要是因為國內市政生活垃圾的含水量非常高，在垃圾池中存放期間會有10%～15%(比如重慶這樣的城市甚至在夏季這個數值高達40%)的滲濾液析出，而歐美等國家的市政生活垃圾沒有任何一點滲濾液析出，有時為了控制垃圾池的揚塵，還噴水防塵。
因此，本次煙氣處理系統的設計在確保布袋除塵器的結構(取消了容易漏風導致粉塵泄漏進入凈煙氣的旁路煙道，這樣并且簡化掉了操作控制不易的布袋除塵器進口三通風門)和降低濾袋過濾風速(增加過濾風室面積，選擇離線清灰，即使在一個風室處于離線吹灰期間，過濾風速也僅為0.79米/分鐘，低于濾料廠家要求的0.9米/分鐘)的情況下，選擇了耐高溫(高達270℃)、耐潮解(無旁路的布袋除塵器啟停期間煙溫低、水分含量大)和耐酸的純PTFE濾料。
6.國內案例佐證
福州紅廟嶺垃圾焚燒發電廠近期在美國卡萬塔公司運行技術專家的指導下，完全仿照美國卡萬塔的煙氣處理工藝運行條件，然后對煙氣排放指標進行了嚴格檢測(檢測單位：廈門環境煙氣檢測中心站)，福州紅廟嶺發電廠項目也沒有SNCR系統，其NOX能夠達到歐盟2000排放標準的原因在于垃圾熱值低(大約5000KJ/kg)，燃燒溫度相應也低，NOX產生量相對就低。隨著將來垃圾熱值的上升(達到7000 KJ/kg～10000 KJ/kg)，燃燒中心溫度也會上升，在燃燒溫度高于1100℃，隨著燃燒溫度的進一步提高，NOX產生量會大幅度增加。
7.展望成都市九江環保發電廠的煙氣排放指標
通過以上論述和比較，我們完全可以相信，成都市九江環保發電廠項目雖然在煙氣處理工藝設計上仍舊選擇的是看上去非常普通的半干法(噴霧塔+活性炭噴射+布袋除塵器)，但是通過增加爐內噴尿素工藝和選擇純PTFE濾料，煙氣排放指標完全能夠達到歐盟2000標準的要求。
讓我們拭目以待，成都市九江環保發電廠投產運營的那一天，將是中國垃圾焚燒處理環保事業劃時代的一刻，中國第一座達歐盟2000標準的垃圾焚燒發電廠將從那一刻開始運行，首先，它將為成都這座美麗城市的可持續發展帶來巨大的社會效益，其次，它也將為中國的垃圾焚燒處理事業樹立一個航標燈，為縮短我國在垃圾焚燒處理上與歐美之間的差距指明方向。
8.結論
隨著經濟的發展，國內垃圾焚燒發電廠的煙氣排放標準遲早會提高到相當于歐盟2000標準的要求，目前加大對煙氣排放標準的技術研究和儲備，是一項必不可少的工作。把垃圾焚燒發電廠的煙氣排放標準提高到相當于歐盟2000標準的要求，并不是一項史無前例的工作，我們可以通過研究學習國外的技術，是有充分的信心做到這一點。但國內垃圾焚燒相關的產業都要為此努力，并不僅僅是垃圾焚燒發電廠建設者的事情。
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