流化床生活垃圾焚烧炉污染物排放监控管理
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参考文献 [ 1] 张益 . 生活 垃圾 焚烧 厂中 二噁英 的产 生与 控制 [ J ] . 环境 保 护 , 2000, ( 1) : 14 15. [ 2] M in Li, Jun X iang, Song Hu, et al. Charact eri zat ion of s ol id residues fr om municipal solid w ast e i ncinerat or [ J ] . Fuel , 2004, ( 83) : 1397 1405. [ 3] 刘劲松 , 刘维屏 , 罗瑜 , 等 . 炉 排型城市 生活垃圾 焚烧炉排 气 中二噁英污 染状 况 及存 在 问题 [ J] . 中国 环 境监 测 , 2005, ( 4) : 46 48. [ 4] 王智化 , 周俊虎 , 周昊 , 等 . 炉内高温喷射氨水脱除 N Ox 机 理 及其影响因 素的 研究 [ J] . 浙江 大 学学 报 ( 工 学版 ) , 2004, ( 4) : 495 500.
垃圾焚烧炉烟气监测结果
验收监测
在线监测
例行监测
注 : 验收及在线监测时间为 2008 年 3 月 , 例行监测数据为 2010 年 4 月。
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环境监测与污 染防治
中国环境管理干部学院学报
2010 年 10 月
表2 SiO 2 28. 5 CaO 23. 7 A l2 O3 17. 1 F e2 O 3 8. 34 SO3
表1 监测项目 ( mg / m ) 烟尘 一氧化碳 二氧化硫 氮氧化物 氯化氢 汞 镉 铅 二噁英类 ( ng T EQ / m 3 ) 烟尘 二氧化硫 氮氧化物 烟尘 二氧化硫 氮氧化物 二噁英类 ( ng T EQ / m 3 )
3
提供 , 城市、 乡村生活水平的不同等诸多因素均影 响了进厂生活垃圾的发热量。 3 焚烧炉参数控制 焚烧炉是整个垃圾焚烧过程的核心设备, 炉 内温度是控制 二噁英产生 的重要手 段[ 3] , 850~ 950 是焚烧炉的最佳工作区域, 既可以防止二 噁英 的生成, 也可以控制氮 氧化物的热力生成。 由于生活垃圾热值偏低且含水量高, 维持稳定的 炉内燃烧温度除需要焚烧炉适合低热量燃料的燃 烧设计参数外 , 尚需补充煤炭助燃和适宜的进风 控制。验收期间炉温为 850~ 932 。 焚烧炉内除了最重要的燃烧反应外, 还有产 氯脱氯反应、 脱硫反应以及复杂的灰渣颗粒间的 烧结、 固化反应等。这些反应对于控制二噁英生 成、 减少二氧化硫排放和固化重金属等有重要的 作用。 4 炉外脱硫除尘 循环流化床垃圾焚烧炉烟气中含有大量的粉 煤灰和脱硫剂氧化钙 , 它们经快速降温后, 再经过 半干法脱硫, 进一步降低烟气中的二氧化硫浓度。 最终烟气喷入活性炭后进入袋式除尘器除尘。袋 式除尘器除尘效果较好, 除尘效率高, 烟尘排放量 较小。 5 验收监测与例行监测数据 表 1 中的数据包含了项目两台垃圾焚烧炉运 行后的验收监测、 例行监测和在线监测项目和数 值。锅炉飞灰组成分析见表 2。
标准值 80 150 260 400 75 0. 2 0. 1 1. 6 1. 0 1 号炉 29. 8 143 85. 8 36 48. 7 3 ! 10- 5 8 ! 10- 2 0. 013 13. 8 25. 8 43. 5 40. 1 89 83 0. 08 2 号炉 23. 8 147 77 25 32. 9 2 ! 10- 4 1 ! 10- 4 1 ! 10- 1 0. 073 13. 8 25. 8 43. 5 31. 8 71 63 0. 08
飞灰的主要化学成分 Cl 3. 43 M gO 3. 02 K2O 2. 65 N a2 O 2. 22 P2 O 5 1. 97
w t% T iO2 1. 16
7. 12
6 监测数据结果分析 从验收监测结果数据看出 , 煤助燃循环流化 床生活垃圾焚烧炉烟气排放均满足 ∀生活垃圾焚 烧污染控制 标准# ( GB 18485 2001) 的要 求, 其 中烟气中的重金属、 二氧化硫排放浓度远低于标 准限值要求。这说明生活垃圾中所含重金属种类 和含量相对较低, 炉内喷钙和后续脱硫除尘措施 得当。尤其是在验收监测和监督监测中 , 烟气中 的二噁英含量均小于国标控制要求, 同时也满足 更严格的欧盟排放标准要求, 说明煤助燃循环流 化床垃圾焚烧炉及其脱硫除尘等措施在二噁英排 放控制方面的优异性能。系统运行安全稳定 , 是 解决生活垃圾最终处理的较好解决方案。 表 1 结果表明 , 循环流化床垃圾焚烧炉的二 氧化硫、 氮氧化物排放浓度比相同结构的燃煤循 环流化床锅炉排放浓度低 , 二氧化硫排放得到控 制的原因与炉内喷钙脱硫脱酸、 炉外半干法脱硫 脱硫的过量钙添加有关 , 同时炉内喷钙也有利于 控制游离 H Cl 的浓度, 抑制二噁英产生。由于垃 圾堆存分拣过程产生高浓度 COD、 氨氮废水, 热 电厂采用废水直接燃烧处理的方法, 向炉内高温 区喷射高氨氮渗沥液燃烧对该区域选择性非催化 氮氧化物还原有较好的促进作用[ 5] , 造成尾气氮 氧化物排放浓度的降低。 表 2 中, 飞灰主要组成表明, 垃圾焚烧飞灰与 一般循环流化床燃煤 锅炉的粉煤灰 组成基本相 同, 但垃圾焚烧飞灰的主要组成中, 氧化钙、 三氧 化硫、 氯、 氧化钾、 氧化钠明显偏高。氧化钙和三 氧化硫偏高是由炉内喷钙、 半干法脱硫添加消石
第 20 卷第 5 期 2010 年 10 月
中国环境管理干部学院学报 JOU RNAL OF EM CC
V ol 20No 5 Oct 2010
10 3969/ j issn 1008 813X 2010 05 019
流化床生活垃圾焚烧炉污染物排放监控管理
卜春祥, 叶 萍
( 淄博市环境监测站, 山东 淄博 255400) 摘 要: 依据生活垃圾循环流化床燃烧热电厂竣工环保验收及例行环保监测数据, 提出了影响
灰脱硫剂引起。氯、 氧化钾、 氧化钠偏高与生活垃 圾的厨余物有关。 7 结论 煤助燃循环流化床生活垃圾焚烧炉的验收监 测和例行监测数据的分析表明, 该焚烧炉正常运Biblioteka Baidu行时 , 废气主要特征污染物均达到∀生活垃圾焚烧 污染控制 标准# ( GB 18485 2001) 的 控制要求, 其中重金属和二噁英排放优于国家排放标准。 由于监测项目的局限, 生活垃圾焚烧的在线 和例行监测项目偏少 , 不能直接反映垃圾焚烧过 程的整体状况 , 特别是特征污染物二噁英的排放 情况 , 建议将焚烧炉炉温作为在线数据与现有监 测项目一并远传至环保监控中心, 以随时判断焚 烧炉运行状况。例行监测建议增加飞灰中氧化钙 和氯元素的含量分析 , 以监督焚烧过程的喷钙脱 硫脱酸和生活垃圾焚烧比例。
收稿日期 : 2010 09 20 作者简介 : 卜春祥 ( 1963 工作。 ) , 男 , 山东省邹平县人 , 毕业于中 国海洋大 学水声专 业 , 高级 工程师 , 副 站长 , 长期 从事环境 监测和科 研
烧法处理生活垃圾备受争议 [ 1~ 2] 。其主要原因之 一在于缺少焚烧工程实践的基础排放数据 , 造成 了公众的片面认识。因此 , 加强生活垃圾焚烧过 程的监督和污染物排放的控制, 是发展生活垃圾 焚烧、 节约土地、 改善环境的重要途径之一。 本文通过对正常运行的循环流化床垃圾焚烧 炉的垃圾焚烧过程分析、 工程的验收监测和例行
2010 年第 5 期
卜春祥
叶
萍
流化 床生活垃圾焚烧炉污染物排放监控管理
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监测数据分析, 提出了改进垃圾焚烧热电厂日常 监督监测项目内容和加强生活垃圾焚烧厂监督管 理的建议。 1 垃圾焚烧热电厂焚烧炉基本情况 2 台运行的 400 t / d 循环流化床垃圾焚烧炉 配备磁性金属分选、 人工分拣线, 炉内喷石灰石脱 硫、 炉外配半干法消石灰脱硫脱氯, 袋式除尘 , 且 袋式除尘器前设有活性炭喷射装置, 垃圾渗沥液 喷入焚烧炉焚烧。 2 入炉垃圾分析 入炉垃圾的组成对垃圾焚烧过程的特征污染 物产生, 如重金属、 二噁英等有着重要影响。但无 论是垃圾焚烧热电厂的原始设计还是实际运行过 程, 进场垃圾的种类难以严格确定。现场看, 磁性 金属分拣的量不大 , 人工分拣的大块建筑垃圾较 多, 通常国外统计数据中的废纸等较高发热量垃 圾相对较少, 城乡生活垃圾厨余物含量较大, 水分 较多。垃圾主要成分说明部分垃圾在进厂之前已 经被仔细分类并予以回收 , 如废报纸、 大块的纸箱 包装物、 金属等。由于建筑垃圾的部分混入, 颗粒 小的部分会进入焚烧炉 , 因此会增加过程的灰渣 量。含氯塑料的分拣实际难以区分, 聚氯乙烯和 其他塑料混杂。现有的常规分析是分析入炉垃圾 含水率、 低位发热量和可燃元素组成, 不分析重金 属等项目。监测期间 , 垃圾含水率为 42. 3% , 低 位发热量约为 5 280 kJ/ kg 。 其次 , 由于热电厂收集垃圾由各地方环卫局
生活垃圾焚烧过程特征污染物排放的主要因素是炉温和燃烧过程的喷钙与脱氯 , 建议增加炉 温在线监测为生活垃圾焚烧污染物排放的管理措施, 在例行监测项目中增加粉煤灰钙含量监 测, 保证生活垃圾的完全燃烧 、 较高脱氯效率 , 降低二噁英的产生与排放。 关键词: 生活垃圾焚烧; 循环流化床 ; 废气监测 ; 二噁英 ; 环境管理 中图分类号 : X705 文献标识码 : A 文章编号: 1008 813( 2010) 05 0060 03
Monitoring and Management of Pollutant Emission from Circulating Fluidized Bed Furnace of Municipal Solid Waste Incinerator
Bu Chunx iang, Ye Ping
( Zibo Envi ronm ent al M oni tori ng st ati on, Zibo S handong 255400 ) Abstract: Based o n t he dat a of accept ance check of environment al pr ot ect io n and rout ine moni t or ing, f ur nace temperature, limesto ne inject ion and dechlo rinat ion w ere t he m ain facto rs af f ect ing t he emission o f specif ic po llutants. In t he art icle, f urnace t emperat ur e on line monit o r ing w as sug gest ed as the manag em ent measure, and t he calcium co nt ent in fly ash should be analyzed in t he ro ut ine monit oring to ensure t he f ul ly burning of the municipal solid w ast e, hig h dechlor inat io n ef f iciency and low er dio xin g enerat ion and em issio n. Key words: m unicipal so lid w ast e incinerat or; circulat ing f luidized bed f urnace; emission g as monito ring ; diox in; enviro nment al manag em ent 生活垃圾的处理是城市、 乡村发展亟需解决 的环境问题。焚烧法是处理生活垃圾的有效方法 之一 , 可减容 90% 左右 , 减量 70% ~ 80% , 具有可 回收能量和资源化的优点。焚烧产生的二次污染 问题 , 包括飞灰、 多氯二苯并二噁英、 多氯二苯并 呋喃 ( P CDD/ P CDF ) 、 H g 等 重金 属、 H Cl、 SOx 、 NOx 、 CO 等有害气体 , 受到了广泛关注 , 也使焚
垃圾焚烧炉烟气监测结果
验收监测
在线监测
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注 : 验收及在线监测时间为 2008 年 3 月 , 例行监测数据为 2010 年 4 月。
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环境监测与污 染防治
中国环境管理干部学院学报
2010 年 10 月
表2 SiO 2 28. 5 CaO 23. 7 A l2 O3 17. 1 F e2 O 3 8. 34 SO3
表1 监测项目 ( mg / m ) 烟尘 一氧化碳 二氧化硫 氮氧化物 氯化氢 汞 镉 铅 二噁英类 ( ng T EQ / m 3 ) 烟尘 二氧化硫 氮氧化物 烟尘 二氧化硫 氮氧化物 二噁英类 ( ng T EQ / m 3 )
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提供 , 城市、 乡村生活水平的不同等诸多因素均影 响了进厂生活垃圾的发热量。 3 焚烧炉参数控制 焚烧炉是整个垃圾焚烧过程的核心设备, 炉 内温度是控制 二噁英产生 的重要手 段[ 3] , 850~ 950 是焚烧炉的最佳工作区域, 既可以防止二 噁英 的生成, 也可以控制氮 氧化物的热力生成。 由于生活垃圾热值偏低且含水量高, 维持稳定的 炉内燃烧温度除需要焚烧炉适合低热量燃料的燃 烧设计参数外 , 尚需补充煤炭助燃和适宜的进风 控制。验收期间炉温为 850~ 932 。 焚烧炉内除了最重要的燃烧反应外, 还有产 氯脱氯反应、 脱硫反应以及复杂的灰渣颗粒间的 烧结、 固化反应等。这些反应对于控制二噁英生 成、 减少二氧化硫排放和固化重金属等有重要的 作用。 4 炉外脱硫除尘 循环流化床垃圾焚烧炉烟气中含有大量的粉 煤灰和脱硫剂氧化钙 , 它们经快速降温后, 再经过 半干法脱硫, 进一步降低烟气中的二氧化硫浓度。 最终烟气喷入活性炭后进入袋式除尘器除尘。袋 式除尘器除尘效果较好, 除尘效率高, 烟尘排放量 较小。 5 验收监测与例行监测数据 表 1 中的数据包含了项目两台垃圾焚烧炉运 行后的验收监测、 例行监测和在线监测项目和数 值。锅炉飞灰组成分析见表 2。
标准值 80 150 260 400 75 0. 2 0. 1 1. 6 1. 0 1 号炉 29. 8 143 85. 8 36 48. 7 3 ! 10- 5 8 ! 10- 2 0. 013 13. 8 25. 8 43. 5 40. 1 89 83 0. 08 2 号炉 23. 8 147 77 25 32. 9 2 ! 10- 4 1 ! 10- 4 1 ! 10- 1 0. 073 13. 8 25. 8 43. 5 31. 8 71 63 0. 08
飞灰的主要化学成分 Cl 3. 43 M gO 3. 02 K2O 2. 65 N a2 O 2. 22 P2 O 5 1. 97
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7. 12
6 监测数据结果分析 从验收监测结果数据看出 , 煤助燃循环流化 床生活垃圾焚烧炉烟气排放均满足 ∀生活垃圾焚 烧污染控制 标准# ( GB 18485 2001) 的要 求, 其 中烟气中的重金属、 二氧化硫排放浓度远低于标 准限值要求。这说明生活垃圾中所含重金属种类 和含量相对较低, 炉内喷钙和后续脱硫除尘措施 得当。尤其是在验收监测和监督监测中 , 烟气中 的二噁英含量均小于国标控制要求, 同时也满足 更严格的欧盟排放标准要求, 说明煤助燃循环流 化床垃圾焚烧炉及其脱硫除尘等措施在二噁英排 放控制方面的优异性能。系统运行安全稳定 , 是 解决生活垃圾最终处理的较好解决方案。 表 1 结果表明 , 循环流化床垃圾焚烧炉的二 氧化硫、 氮氧化物排放浓度比相同结构的燃煤循 环流化床锅炉排放浓度低 , 二氧化硫排放得到控 制的原因与炉内喷钙脱硫脱酸、 炉外半干法脱硫 脱硫的过量钙添加有关 , 同时炉内喷钙也有利于 控制游离 H Cl 的浓度, 抑制二噁英产生。由于垃 圾堆存分拣过程产生高浓度 COD、 氨氮废水, 热 电厂采用废水直接燃烧处理的方法, 向炉内高温 区喷射高氨氮渗沥液燃烧对该区域选择性非催化 氮氧化物还原有较好的促进作用[ 5] , 造成尾气氮 氧化物排放浓度的降低。 表 2 中, 飞灰主要组成表明, 垃圾焚烧飞灰与 一般循环流化床燃煤 锅炉的粉煤灰 组成基本相 同, 但垃圾焚烧飞灰的主要组成中, 氧化钙、 三氧 化硫、 氯、 氧化钾、 氧化钠明显偏高。氧化钙和三 氧化硫偏高是由炉内喷钙、 半干法脱硫添加消石
第 20 卷第 5 期 2010 年 10 月
中国环境管理干部学院学报 JOU RNAL OF EM CC
V ol 20No 5 Oct 2010
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流化床生活垃圾焚烧炉污染物排放监控管理
卜春祥, 叶 萍
( 淄博市环境监测站, 山东 淄博 255400) 摘 要: 依据生活垃圾循环流化床燃烧热电厂竣工环保验收及例行环保监测数据, 提出了影响
灰脱硫剂引起。氯、 氧化钾、 氧化钠偏高与生活垃 圾的厨余物有关。 7 结论 煤助燃循环流化床生活垃圾焚烧炉的验收监 测和例行监测数据的分析表明, 该焚烧炉正常运Biblioteka Baidu行时 , 废气主要特征污染物均达到∀生活垃圾焚烧 污染控制 标准# ( GB 18485 2001) 的 控制要求, 其中重金属和二噁英排放优于国家排放标准。 由于监测项目的局限, 生活垃圾焚烧的在线 和例行监测项目偏少 , 不能直接反映垃圾焚烧过 程的整体状况 , 特别是特征污染物二噁英的排放 情况 , 建议将焚烧炉炉温作为在线数据与现有监 测项目一并远传至环保监控中心, 以随时判断焚 烧炉运行状况。例行监测建议增加飞灰中氧化钙 和氯元素的含量分析 , 以监督焚烧过程的喷钙脱 硫脱酸和生活垃圾焚烧比例。
收稿日期 : 2010 09 20 作者简介 : 卜春祥 ( 1963 工作。 ) , 男 , 山东省邹平县人 , 毕业于中 国海洋大 学水声专 业 , 高级 工程师 , 副 站长 , 长期 从事环境 监测和科 研
烧法处理生活垃圾备受争议 [ 1~ 2] 。其主要原因之 一在于缺少焚烧工程实践的基础排放数据 , 造成 了公众的片面认识。因此 , 加强生活垃圾焚烧过 程的监督和污染物排放的控制, 是发展生活垃圾 焚烧、 节约土地、 改善环境的重要途径之一。 本文通过对正常运行的循环流化床垃圾焚烧 炉的垃圾焚烧过程分析、 工程的验收监测和例行
2010 年第 5 期
卜春祥
叶
萍
流化 床生活垃圾焚烧炉污染物排放监控管理
61
监测数据分析, 提出了改进垃圾焚烧热电厂日常 监督监测项目内容和加强生活垃圾焚烧厂监督管 理的建议。 1 垃圾焚烧热电厂焚烧炉基本情况 2 台运行的 400 t / d 循环流化床垃圾焚烧炉 配备磁性金属分选、 人工分拣线, 炉内喷石灰石脱 硫、 炉外配半干法消石灰脱硫脱氯, 袋式除尘 , 且 袋式除尘器前设有活性炭喷射装置, 垃圾渗沥液 喷入焚烧炉焚烧。 2 入炉垃圾分析 入炉垃圾的组成对垃圾焚烧过程的特征污染 物产生, 如重金属、 二噁英等有着重要影响。但无 论是垃圾焚烧热电厂的原始设计还是实际运行过 程, 进场垃圾的种类难以严格确定。现场看, 磁性 金属分拣的量不大 , 人工分拣的大块建筑垃圾较 多, 通常国外统计数据中的废纸等较高发热量垃 圾相对较少, 城乡生活垃圾厨余物含量较大, 水分 较多。垃圾主要成分说明部分垃圾在进厂之前已 经被仔细分类并予以回收 , 如废报纸、 大块的纸箱 包装物、 金属等。由于建筑垃圾的部分混入, 颗粒 小的部分会进入焚烧炉 , 因此会增加过程的灰渣 量。含氯塑料的分拣实际难以区分, 聚氯乙烯和 其他塑料混杂。现有的常规分析是分析入炉垃圾 含水率、 低位发热量和可燃元素组成, 不分析重金 属等项目。监测期间 , 垃圾含水率为 42. 3% , 低 位发热量约为 5 280 kJ/ kg 。 其次 , 由于热电厂收集垃圾由各地方环卫局
生活垃圾焚烧过程特征污染物排放的主要因素是炉温和燃烧过程的喷钙与脱氯 , 建议增加炉 温在线监测为生活垃圾焚烧污染物排放的管理措施, 在例行监测项目中增加粉煤灰钙含量监 测, 保证生活垃圾的完全燃烧 、 较高脱氯效率 , 降低二噁英的产生与排放。 关键词: 生活垃圾焚烧; 循环流化床 ; 废气监测 ; 二噁英 ; 环境管理 中图分类号 : X705 文献标识码 : A 文章编号: 1008 813( 2010) 05 0060 03
Monitoring and Management of Pollutant Emission from Circulating Fluidized Bed Furnace of Municipal Solid Waste Incinerator
Bu Chunx iang, Ye Ping
( Zibo Envi ronm ent al M oni tori ng st ati on, Zibo S handong 255400 ) Abstract: Based o n t he dat a of accept ance check of environment al pr ot ect io n and rout ine moni t or ing, f ur nace temperature, limesto ne inject ion and dechlo rinat ion w ere t he m ain facto rs af f ect ing t he emission o f specif ic po llutants. In t he art icle, f urnace t emperat ur e on line monit o r ing w as sug gest ed as the manag em ent measure, and t he calcium co nt ent in fly ash should be analyzed in t he ro ut ine monit oring to ensure t he f ul ly burning of the municipal solid w ast e, hig h dechlor inat io n ef f iciency and low er dio xin g enerat ion and em issio n. Key words: m unicipal so lid w ast e incinerat or; circulat ing f luidized bed f urnace; emission g as monito ring ; diox in; enviro nment al manag em ent 生活垃圾的处理是城市、 乡村发展亟需解决 的环境问题。焚烧法是处理生活垃圾的有效方法 之一 , 可减容 90% 左右 , 减量 70% ~ 80% , 具有可 回收能量和资源化的优点。焚烧产生的二次污染 问题 , 包括飞灰、 多氯二苯并二噁英、 多氯二苯并 呋喃 ( P CDD/ P CDF ) 、 H g 等 重金 属、 H Cl、 SOx 、 NOx 、 CO 等有害气体 , 受到了广泛关注 , 也使焚