垃圾焚烧发电厂除臭工艺选择及应用
（航天环境工程有限公司，天津 300450）
摘 要：垃圾焚烧发电是现阶段垃圾处理最为高效的方式，垃圾焚烧能够有效减少对环境造成的污染，产生良好社会经济效益。但垃圾焚烧电厂垃圾转运，储存过程，散发出恶臭的气味，污染环境。如何借助于防臭、除臭的科学设计，显著减少臭味气体产生对垃圾焚烧电厂推广发展具有及其重要深远的意义。文章探讨了不同除臭工艺存在的具体问题，阐述了当前垃圾焚烧发电厂除臭工艺与有关的案例，并制定安徽某垃圾焚烧发电厂除臭工艺的设计方案。为以后的工程实践提供参考和借鉴依据。
关键词：垃圾焚烧；除臭；工艺 ；环保
0 引言
垃圾处理的方式主要有三种：卫生填埋堆肥和焚烧。卫生填埋由于用地紧张和二次污染等原因近年来处理量逐渐减少。垃圾焚烧由于占地面积少，处理速度快，环保节能，同时能产生较高的社会效益，逐步成为生活垃圾处理的主要方式。垃圾焚烧并非完璧，垃圾焚烧电厂在垃圾转运，储存，燃烧过程中对环境产生一定影响，如垃圾焚烧发电原材料垃圾含水量高，热值低，直接燃烧影响锅炉热效应，需要七天左右的脱水发酵过程，这一过程中就产生大量的恶臭气体，严重的影响进行对厂区人员居民身体健康。如何治理垃圾焚烧电厂的污染，尤其是除臭防臭的设计，减少环境影响，改善厂区环境具有极其重要深远的影响。
目前国内的大部分除臭防臭相关文献主要停留在恶臭气体的成分分析，恶臭气体的来源，除臭措施理论介绍等方面，真正对除臭项目的具体设计和项目应用很少，本文就是通过对垃圾焚烧厂恶臭气体具体臭气的特点，提出具体的路线设计方法及项目应用案例，同时也是对垃圾焚烧除臭设计提供参考借鉴意义。
1 垃圾焚烧发电除臭技术概述
除臭主要方法有很多，例如焚烧，活性炭吸附除臭，生物净化除臭，化学洗涤除臭法，，天然植物液除臭及光催化废气净化技术等。活性碳吸附主要是利用活性炭强大的比表面积通-常700-1800m2/g，因此具有极强的表面吸附效应，而且活性炭表面吸附针对性不强，对于多种恶臭气体都具有一定的除臭效果。但缺点也明显除臭效率较低，解吸附能耗高，活性炭老化更换等问题严重。生物除臭法生物除臭技术是 Pomeroy 于 1957 年提出，最早的生物除臭技术是一种土壤床工艺，这种技术主要应用于美国 California 的 Long Beach 污水泵恶臭气体的去除。80 年代起，德国和荷兰 广泛的将生物滤池技术应用于工业污水治理过程中产生的恶 臭气体中。从 1984 年起，日本开始开展生物滤池脱除 VOCs 的 研究，并在城市污水厂中获得了极大的应用。 生物除臭技术是利用微生物代谢活动降解恶臭气体中的发臭组分，从而使其转变为无味产物达到净化恶臭气体的目的。现在生物洗涤有生物床，生物塔多种形式。生物除臭技术属于环境友好型净化技术，运行能耗低，维护费用少，很少出现产生二次污染物的问题。效率高能耗低，但是由于臭气污染物的多样性，需要多种生物菌群共同作用，生物床启动前需要1-2个月的驯化期，若焚烧系统故障需要马上启动，还需要24小时唤醒期，该方法治理速度由于生物质的原因，速度较慢，对气体流速要求高，需要慢速治理，因此占地面积大。天然植物液除臭主要是一种遮蔽作用，利用芳香气味遮蔽恶臭气味的方法，它更适合浓度低，恶臭气体污染源分散情况。光催化法利用是紫外光对光催化材料中氧原子激发作用，需要紫外光照射作用，因此不适合含尘量大气体，对于含硫化氢浓度高的气体也不行，生成的硫单质会影响紫外光投射，影响光催化分解作用。化学洗涤法主要是利用化学试剂如酸，碱以及其他复配试剂如硫酸氢盐等将恶臭气体中的硫化氢，NH3 等吸收，从而达到对恶臭气体的清洁化处理。常规化学吸收除臭工艺包含多套喷淋塔，大风量引风机等设备，有组织收集的恶臭气通过引风机增压后进入喷淋塔，通过气体与化学试剂对流达到气液交换，从而将恶臭气体中的组分转移到化学试剂液相内，实现对恶臭气体的清洁化处理。化学试剂法吸收对恶臭气体的处理效果与恶臭气体的种类和组分复杂度关联性较大，优点废气净化不需预处理；流程简单，占地少；可针对性选择化学吸收及物理吸收，吸收效果又快又好；投资运行费用低。燃烧法是基于废气中有机化合物可以燃烧氧化的特性，其目的是：通过燃烧将废气中可氧化的组分转化为无害物质，在废气中含纯碳氢化合物的情况下，即转化为CO2和H2O。当然，由于有机废气中所含有害物质组分的不同、浓度不同、燃烧过程温度的控制因素不同以及不同的燃烧方式等，可能存在各种氧化/还原反应和热分解反应。直接燃烧是将有机废气当作燃料来燃烧。通常适用于废气所含可燃物的浓度非常高，其浓度一般高于爆炸浓度上限，而且它具有相应高的燃烧热值，即不需要添加辅助燃烧也能维持燃烧所需的温度。直接燃烧时产生明亮的火焰，故也称火焰燃烧。直接燃烧法的火焰燃烧温度一般约在1100℃左右。直接燃烧法常用的设备有炉、窑以及像炼油和石化工业中常见的火炬。
因此最合适垃圾焚除臭的经典设计路线为焚烧和化学洗涤相结合的方法。
2 垃圾焚烧电厂经典除臭设计——焚烧和化学洗涤技术
垃圾仓是生活垃圾脱水降解的储存仓，也是恶臭来源，所以垃圾仓应采保持负压状态，防止恶臭扩散。通常情况下可采用鼓风机将臭气抽出进入到垃圾焚烧炉当中，在高温焚烧的条件下分解氧化。二次风从排渣房及其他臭气产生源抽出，进入到焚烧炉内焚烧，恶臭气体彻底得到氧化分解。一旦出现焚烧炉停机的情况，启动酸碱氧化处理装置，对其进行处理，通常恶臭气体主要有硫化氢，氨气，有机硫醚有机硫醇等，这些物质均可与酸碱强氧化剂反应最终得到彻底分解。工艺流程如图所示图1
图1 焚烧和化学洗涤工艺流程图
酸洗氧化塔化学洗涤的反应方程主要为：
氨气：2NH3·H2O+H2SO4→（NH4）2SO4+2H2O
硫化氢：H2S+2NaOH+2NaClO→Na2SO4+4NaCl+2H2O
甲硫醇：CH2SH+NaOH+3NaClO→CH3SO3Na+3NaCl+H2O
甲基化硫：(CH3)2S+3NaClO→(CH3)SO3+3NaCl
二甲基化硫：(CH3)4S2+2NaOH+5NaClO→2CH2SO3Na+5NaCl+H2O
氨气：2NH3+3NaClO→N2+3NaCl+3H2O
三甲胺：(CH3)3N+NaClO→(CH3)3NO+NaCl
甲醛：CH3CHO+NaClO→CH3COOH+NaCl
碱洗塔化学洗涤的反应方程主要为：
甲硫醇：2CH3SH+7O2+4NaOH -2Na2SO4+2CO2+6H2O
甲基化硫：2（CH3）2S+5O2+2NaOH-Na2SO4+2CO2+4H2O
三甲胺：2（CH3）3N+13O2+2NaOH-2NaNO3+6CO2+10H2O
硫化氢：H2S+2NaOH-Na2S+2H2O
3 垃圾焚烧电场除臭设计方案
根据垃圾电厂的特殊性，采取源头控制，合理封闭，末端治理的综合治理技术，所谓源头控制，针对垃圾仓主要用抓斗进行翻拌，喷洒灭菌除臭的药剂。既可以使垃圾燃烧时热值均匀，同时又避免垃圾厌氧发酵，减少恶臭气体产生。恶臭扼杀在摇篮里中。合理封闭则是对厂房进行合理封闭例如垃圾仓污泥仓采用自动卸料密封门，防止臭气泄露，末端治理就兹不赘述，详见垃圾发电末端治理技术。以安徽某垃圾焚烧电厂恶臭气体为例，针对恶臭气体多点泄露进行治理，设计采用数值换算臭气的方法算出全厂厂房臭气排放量，所有厂房均采用负压30-40pa有效控制无组织排放外泄问题。针对有人员活动的区域采取局部送风，该区域维持正压状态，防止臭气渗入。换气次数计算统计如表1所示
编号 | 臭气发生源 | 建筑体积 m3 | 换气次数（次/小时） | 风量(m3/h) |
1 | 污泥仓 | 3400 | 1.5 | 5000 |
2 | 浆渣仓 | 135 | 1.5 | 2000 |
3 | 转运站 | 1800 | 2 | 4000 |
4 | 栈桥 | 3000 | 2 | 6000 |
5 | 能源再生车间 | 9000 | 2 | 183000 |
6 | 合计 | 200000 |
表1 换气次数计算统计
3.1 焚烧治理方案
正常情况下，垃圾焚烧厂将开启焚烧炉，24小时连续运行，臭气收集后采用作为垃圾焚烧炉的一次风二次风进行焚烧治理。针对垃圾仓的渗滤液也采用焚烧炉喷入炉膛内燃烧治理
3.2 化学洗涤治理的方案
非正常情况下，采用处理量20000m3/h引风机将全厂臭气进行收集，同时配备处理量为20000m3/h的氧化塔和碱洗塔对臭气进行洗涤。氧化塔和碱洗塔塔型式采用传质效率高、防堵性能好的旋流板塔，废气从气动旋流单元下方进入，在导流叶片的作用下，形成具有一定速度的向上的旋转气流，将单元上端注入的吸收液托住反复旋切，形成一段动态稳定的液粒悬浮层，液相的聚散组合随时发生，达到有害气体吸收、粉尘捕集和气体冷却等目的，空塔气速可在0.5~4.5m/s范围内波动，受风量变化影响较小。旋流板塔的空塔气速通常在填料塔的2倍以上，塔径小于填料塔，占地面积小；旋流板塔内部没有任何活动部件，不设置喷头，塔内不需要填料，因而不存在填料或喷头堵塞的问题，不需要定期清洗或者更换喷头及填料。塔上部设有除雾板，湿废气经过旋流除雾板装置时，使废气产生气液旋流撞击，使烟气中的液滴、粉尘颗粒等微小颗粒物互相碰撞团聚成大液滴，液滴在离心力作用下甩向塔壁，被塔壁表面液膜捕获达到去除微小颗粒物的净化目的，从而提高烟气中微小颗粒物的脱除效率。洗涤后净烟气从烟囱排出。化学洗涤前后浓度变化如表2所示。化学洗涤效果显著，硫化氢，氨，臭气的脱出效率可达到99%以上的脱出效率。
表2 化学洗涤前后浓度变化
污染物名称 | 治理前污染物浓度mg/m3 | 治理后污染物浓度mg/m3 | 脱出效率% |
硫化氢 | ≤30 | 0.02 | 99.94 |
氨 | ≤50 | 0.3 | 99.4 |
臭气浓度 | 2000(无量纲) | 12 | 99.4 |
4 结语
焚烧和化学洗涤方式还是垃圾焚烧电厂最合理高效安全可靠的治理技术，其脱除效率可达到99%下。合理设计垃圾焚烧电厂可有效减少恶臭气体污染，针对垃圾电厂产生恶臭的不同部位进行科学有效针对性的设计对于加快垃圾焚烧电厂发展建设布局，提高社会经济效益有着至关重要的意义。
参考文献
[1] 李朋. 生活垃圾焚烧电厂防臭措施与除臭系统设计[J]. 四川环境, 2020(6): 104-107.
[2] 许杨. 垃圾焚烧发电厂臭气控制措施可行性分析[J]. 资源与环境, 2017(01): 169.
[3] 王刚. 浅析生活垃圾焚烧发电厂臭气控制[J]. 环境卫生工程, 2017(02): 33-35.
[4] 黄求诚. 垃圾焚烧厂恶臭污染控制[J]. 暖通空调, 2019, 49(9): 82-85.
[5] 李俊华. 垃圾电厂通风除臭设计要点分析[J]. 环境与发展, 2019(5): 49-50.
[6] 陈园, 洪勇, 李英. 垃圾焚烧发电厂臭源分布及对策 分析[J]. 四川环境, 2019, 38(2): 65-68.
［7］Lu C M，Yang Y Y，Wang P Y，et al． A New acylated flavonol glycoside and antioxidant effects of Hedyotis diffusa［J］． Planta Med，2000，66( 4) : 374 － 377．
［8］张俊霞，王应玲，姜宁，等． 白花蛇舌草总黄酮提取工艺及其抗氧化活性研究［J］． 湖北农业科学，2017，56 ( 18) : 3523 － 3527．
[9] 曹立强 . 生活垃圾焚烧发电工艺及废气污染防治措施的探 究 [C]. 中 国 环 境 科 学 学 会（Chinese Society for Environmental Sciences）.2015 年中国环境科学学会学术年会论文集（第二卷）. 中国环境科学学会（Chinese Society for Environmental Sciences）: 中国环境科学学会 ,2015:1075-1081.
作者简介： 许艳（1982-），女 ，汉族，河北邯郸人，硕士，副高级工程师；研究方向：环保工程设计与研发。
来源：化学工程与装备 - 官方网站 - 创刊于1972 2022年第12期 在线投稿 >>
推荐
-
-
QQ空间
-
新浪微博
-
人人网
-
豆瓣
