文_陳勁松 上海環(huán)境衛(wèi)生工程設(shè)計(jì)院有限公司

目前國(guó)內(nèi)相當(dāng)一部分焚燒廠(chǎng)采取“半干法+干法”的脫酸工藝和“SNCR”的脫硝工藝，而這種脫酸和脫硝工藝已無(wú)法滿(mǎn)足新煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，因此需要對(duì)煙氣處理的脫酸工藝和脫硝工藝進(jìn)行升級(jí)，以達(dá)到新的排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 煙氣工藝技術(shù)的提升

1.1 煙氣脫硝工藝的提升

目前，國(guó)內(nèi)垃圾焚燒廠(chǎng)脫硝工藝大部分采取SNCR 系統(tǒng)，該系統(tǒng)可使煙氣中NOx 濃度降低至200mg/Nm3。但該工藝已無(wú)法滿(mǎn)足目前部分地方政府對(duì)環(huán)保的新要求，因此煙氣脫硝工藝需要增加SCR 脫硝系統(tǒng)。

SCR 系統(tǒng)（選擇性催化還原脫硝工藝）的原理是將袋式除塵器出口的煙氣通過(guò)加熱器加熱到適合的溫度進(jìn)入SCR 反應(yīng)塔，在催化劑的作用下煙氣中的NOx與還原劑NH3進(jìn)行脫NOx反應(yīng)。NH3將NOx 分解為氮?dú)夂退魵?。SCR 系統(tǒng)脫NOx 效率高，通常效率能達(dá)到60%以上。

目前，SCR 系統(tǒng)工藝選擇的關(guān)鍵有兩個(gè)：①技術(shù)可靠；②催化劑及反應(yīng)溫度選擇(最經(jīng)濟(jì)選擇)。其中，催化劑及反應(yīng)溫度選擇與投資、運(yùn)行費(fèi)用等的經(jīng)濟(jì)相關(guān)性較大。目前國(guó)內(nèi)南京江南/江北項(xiàng)目SCR 系統(tǒng)催化劑使用低溫催化劑（170℃），北京首鋼/海淀項(xiàng)目采取中溫催化劑（230℃）。低溫催化劑與中溫催化劑相比的優(yōu)點(diǎn)是使用溫度低，蒸汽消耗量小，缺點(diǎn)是對(duì)SOx濃度更加敏感，單價(jià)格高，供貨來(lái)源單一。采取低溫催化劑雖然建設(shè)費(fèi)用較高，但運(yùn)行費(fèi)用較低，綜合比較采取低溫催化劑更有優(yōu)勢(shì)。

同時(shí)，根據(jù)目前采取了低溫催化劑工廠(chǎng)的運(yùn)行案例來(lái)看，NOx 的排放濃度能夠穩(wěn)定地達(dá)到80mg/Nm3以下。由此，低溫催化劑SCR 系統(tǒng)是首要選擇。

目前生活垃圾焚燒項(xiàng)目中采用的SCR 還原劑有氨水和尿素兩種。相比較而言，采用氨水作為還原劑，投資成本、運(yùn)行成本均較低；采用尿素作為還原劑安全性相對(duì)較好，但需增設(shè)尿素?zé)峤庋b置，投資及運(yùn)行成本較高。從投資、運(yùn)行成本、布置及安全性考慮，建議采用25%氨水作為SCR 系統(tǒng)的還原劑，同時(shí)作為SNCR 系統(tǒng)的還原劑。

1.2 煙氣脫酸工藝的提升

目前，垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)有相當(dāng)一部分采取了“半干法+干法”的脫酸工藝，如上海金山、南京江北、南京江南、北京海淀、北京首鋼等項(xiàng)目。

旋轉(zhuǎn)噴霧半干法（SDA）是目前國(guó)內(nèi)外垃圾焚燒廠(chǎng)應(yīng)用最廣泛的煙氣脫酸工藝，主要由吸收劑（Ca(OH)2）制備、吸收劑漿液霧化、霧化漿液和煙氣混合等系統(tǒng)組成。吸收劑為濃度9%～13%的石灰石漿液。

“半干法+干法”工藝投資較節(jié)省，運(yùn)行費(fèi)用較低，但根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)表明，其脫酸的效率以及排放指標(biāo)的穩(wěn)定性均無(wú)法滿(mǎn)足最新排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。特別當(dāng)垃圾中塑料等含氯成分增加時(shí)，煙氣中HCl 原始濃度較高。為了穩(wěn)定可靠地達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，目前較可行的工藝是增加一套“濕法”的脫酸工藝，確保煙氣達(dá)標(biāo)排放。

濕法工藝采用的吸收劑為燒堿溶液，燒堿溶液從洗滌塔上部的噴嘴噴入，煙氣從洗滌塔下部進(jìn)入，兩者進(jìn)行充分的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生各種Na2SO4、NaCl 等鹽類(lèi) ，隨吸煙廢水排出。煙氣凈化后的溫度約63℃，再經(jīng)GGH 系統(tǒng)加熱至125℃后排放至空氣中。煙氣經(jīng)濕法除酸后HCl 濃度在10mg/Nm3以?xún)?nèi)，SOx 濃度在30mg/Nm3以?xún)?nèi)，完全滿(mǎn)足最新的排放標(biāo)準(zhǔn)。

在設(shè)置SCR 工藝的基礎(chǔ)上設(shè)置濕法工藝，由于低溫催化劑SCR 系統(tǒng)對(duì)SOx 的濃度十分敏感，所以需將濕法設(shè)于SCR 工藝上游，如正常使用催化劑，SOx 濃度不宜超過(guò)20mg/Nm3，方可保證催化劑正常使用壽命。按此工藝，需相應(yīng)增加GGH 塔，對(duì)濕法處理后的煙氣進(jìn)行熱量交換回收，以減少將煙氣加熱到SCR 反應(yīng)溫度所需的蒸汽量。

1.3 新增廢水處理系統(tǒng)

煙氣工藝提升后，雖然可以顯著減少煙氣中NOx 和各種酸性氣體排放量，但同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量的廢水。所以需要新增一套廢水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)按照常規(guī)藥劑螯合+過(guò)濾的方式處理洗煙廢水，處理后的洗煙廢水全部回用于爐渣冷卻。

2 新增工藝系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)分析

為了滿(mǎn)足各地新的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)煙氣處理工藝提升的技術(shù)分析，需新增SCR 脫硝系統(tǒng)、濕法脫酸系統(tǒng)及洗煙廢水處理系統(tǒng)。

2.1 投資分析

以某個(gè)規(guī)模為2×600t/d 的焚燒廠(chǎng)為例，新增工藝方案的投資額共計(jì)7100 萬(wàn)元，增加明細(xì)如表1 所示。

表1 新增工藝方案的投資（單位：萬(wàn)元）

2.2 運(yùn)行成本分析

2.2.1 藥劑費(fèi)

新增工藝系統(tǒng)運(yùn)行所需的藥劑費(fèi)用，如濕法脫酸系統(tǒng)使用的NaOH 溶液（30%）、SCR 系統(tǒng)使用的氨水（25%）、SCR 催化劑，以及洗煙廢水藥劑等需要的費(fèi)用。

2.2.2 電費(fèi)

主要包括幾方面：因SCR 系統(tǒng)SGH 加熱使用蒸汽而減少的發(fā)電量、新增工藝系統(tǒng)耗電設(shè)備的耗電增加量、煙氣凈化系統(tǒng)阻力增加所引起的引風(fēng)機(jī)壓頭增加的耗電量。最終比對(duì)按上網(wǎng)售電收入的差值考慮。

以某2×600t/d 的焚燒廠(chǎng)為例，新增工藝方案的運(yùn)行成本共增加2060.29 萬(wàn)元，增加明細(xì)如表2 所示。

表2 新增工藝方案的運(yùn)行成本表

2.3 對(duì)垃圾處理費(fèi)的影響

垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)通過(guò)垃圾處理費(fèi)獲得收益，因此由于煙氣處理工藝提升而增加的投資和運(yùn)行成本，最終需反應(yīng)在垃圾處理費(fèi)上。根據(jù)以上對(duì)某個(gè)規(guī)模為2×600t/d 的焚燒廠(chǎng)進(jìn)行的經(jīng)濟(jì)性分析，對(duì)于新增SCR 脫硝系統(tǒng)、濕法脫酸系統(tǒng)以及吸煙廢水系統(tǒng)后，增加的投資及運(yùn)行成本對(duì)垃圾處理費(fèi)的影響如表3。

表3 新增工藝方案對(duì)垃圾處理費(fèi)的影響

3 結(jié)語(yǔ)

以某規(guī)模為2×600t/d 的焚燒廠(chǎng)為例，原該項(xiàng)目垃圾處理費(fèi)為75 元/t，提升煙氣處理工藝后，需增加垃圾處理費(fèi)68 元/t，增幅達(dá)到91%。