導(dǎo)語：垃圾電站化學(xué)系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

隨著我國城鎮(zhèn)居民生活水平的提高，垃圾產(chǎn)出量大幅增長。垃圾處理手段包括垃圾填埋和垃圾焚燒兩種方式。垃圾填埋操作簡單、投資及運(yùn)行成本低，但占地面積大、易造成環(huán)境污染。垃圾焚燒占地面積小，能實(shí)現(xiàn)垃圾的資源化利用，逐漸成為垃圾無害化處理的最佳方式[1]。垃圾焚燒發(fā)電是垃圾處理資源化利用的有效途徑，將會有越來越多的垃圾焚燒電站投入運(yùn)營。本文將結(jié)合垃圾電站中化學(xué)工藝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，總結(jié)其工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

1垃圾電站簡介

垃圾焚燒發(fā)電是通過焚燒爐的燃燒，將垃圾自身的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，并對余熱鍋爐加熱生成蒸汽，推動汽輪發(fā)電機(jī)做功，將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，最終產(chǎn)生電的工藝過程。垃圾焚燒電站的主要設(shè)備配置包括垃圾焚燒爐、余熱鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)及煙氣凈化系統(tǒng)等。常用的垃圾焚燒爐主要有機(jī)械爐排爐和流化床焚燒爐。常用的余熱鍋爐壓力等級及主要參數(shù)見表1[2-3]。垃圾焚燒爐出口煙氣中含有煙塵、酸洗氣體、重金屬、有機(jī)污染物等，為滿足環(huán)保排放要求，垃圾焚燒發(fā)電的煙氣須經(jīng)過凈化處理才能排放。煙氣凈化系統(tǒng)的工藝路線主要有以下兩種：工藝路線一：選擇性非催化還原法(selectivenon-catalyticreduction,SNCR)爐內(nèi)脫硝+半干法脫酸+干法脫酸+活性炭吸附+布袋除塵器；工藝路線二：SNCR爐內(nèi)脫硝+半干法脫酸+活性炭吸附+布袋除塵器+濕式洗滌脫酸+選擇性催化還原法(selectivecatalyticreduction,SCR)爐外脫硝。工藝路線二相對工藝路線一的處理設(shè)施更完善，煙氣凈化效果更好，但操作復(fù)雜、投資及運(yùn)行成本高。兼顧環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)及建造成本的要求，環(huán)保重點(diǎn)地區(qū)的垃圾焚燒電站可選用工藝路線二作為煙氣凈化處理方案；一般地區(qū)可選用工藝路線一的處理方案。

2南方某垃圾電站項(xiàng)目

2.1項(xiàng)目簡介。本項(xiàng)目為南方某垃圾電站的二期工程，規(guī)劃最大日處理生活垃圾1500t，配置2臺750t/d垃圾焚燒爐、2臺余熱鍋爐(中溫中壓單鍋筒自然循環(huán)水管鍋爐)和1臺50MW級中溫中壓凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，設(shè)計(jì)年利用小時數(shù)8000h。垃圾焚燒爐配套建設(shè)2套煙氣凈化裝置，包括SNCR、半干法脫酸、活性炭吸附脫重金屬、布袋除塵、飛灰穩(wěn)定化裝置、濕法脫酸、SCR脫硝裝置。2.2化學(xué)系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)概況。2.2.1鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)。本項(xiàng)目鍋爐補(bǔ)給水水源采用城市自來水，主要水質(zhì)指標(biāo)如下：懸浮物含量＜4mg/L，總?cè)芙庑怨腆w(totaldissolvedsolids,TDS)含量<100mg/L，水源水質(zhì)整體較好。結(jié)合水源水質(zhì)及全廠除鹽水補(bǔ)水量需求，確定采用全膜法處理工藝制備鍋爐補(bǔ)給水。考慮設(shè)備自用水率及一定裕量后，本期工程的鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)額定出力按照2×15t/h設(shè)計(jì)，設(shè)置2×26t/h超濾設(shè)備，2×19t/h一級反滲透設(shè)備，2×17t/h二級反滲透設(shè)備，2×15t/h電除鹽設(shè)備。水處理設(shè)備正常工況一套運(yùn)行一套備用，最大工況兩套設(shè)備同時投運(yùn)，設(shè)置2臺150m3的除鹽水箱，滿足電廠的用水需求。2.2.2循環(huán)冷卻水加藥系統(tǒng)。本項(xiàng)目循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水采用城市再生水+滲瀝液處理系統(tǒng)出水(滿足回用要求)+化學(xué)系統(tǒng)排水。其中，城市再生水滿足一級A標(biāo)準(zhǔn)；化學(xué)系統(tǒng)排水為鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)反滲透濃水、超濾反洗水；滲瀝液處理系統(tǒng)出水設(shè)計(jì)水質(zhì)滿足GB/T19923－2005《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》中敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)水標(biāo)準(zhǔn)的要求。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)為敞開式系統(tǒng)，冷卻塔采用機(jī)力通風(fēng)冷卻塔。循環(huán)水濃縮倍率按5.0倍設(shè)計(jì)，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)排污水返回城市污水網(wǎng)。本項(xiàng)目循環(huán)冷卻水采取加緩釋穩(wěn)定劑和殺生劑的聯(lián)合處理方式，設(shè)一套緩釋穩(wěn)定劑加藥裝置和一套殺生劑加藥裝置，水質(zhì)穩(wěn)定劑的種類及加藥量將根據(jù)動態(tài)試驗(yàn)結(jié)果最終確定，殺生劑采用外購工業(yè)次氯酸鈉，采用間斷投加方式。2.2.3汽水取樣和化學(xué)加藥系統(tǒng)。本項(xiàng)目設(shè)置一套完整的集中水汽取樣分析裝置，以便準(zhǔn)確監(jiān)督熱力系統(tǒng)的水質(zhì)情況。集中水汽取樣裝置由高溫高壓架、低溫儀表盤(包括人工取樣)及樣水回收裝置組成。本項(xiàng)目設(shè)置給水、閉冷水加氨系統(tǒng)，爐水加磷酸鹽系統(tǒng)，包括組合式加氨裝置和組合式加磷酸鹽裝置各1套。2.2.4化學(xué)試驗(yàn)室。本項(xiàng)目設(shè)置化學(xué)試驗(yàn)室設(shè)施及試驗(yàn)儀器。化學(xué)試驗(yàn)室設(shè)有水、油化驗(yàn)室、天平室、加熱間、藥品貯存間及辦公室等。2.2.5工業(yè)廢水處理系統(tǒng)。本項(xiàng)目工業(yè)廢水分類收集，分質(zhì)處理、回用或排放，需處理的廢水可送至垃圾滲濾液處理系統(tǒng)或煙氣濕法脫酸廢水處理系統(tǒng)，全廠不再設(shè)置工業(yè)廢水集中處理站，僅設(shè)置1座酸洗廢水中轉(zhuǎn)池，以存儲轉(zhuǎn)運(yùn)本工程鍋爐化學(xué)清洗廢液。鍋爐化學(xué)清洗廢液在中轉(zhuǎn)池內(nèi)經(jīng)pH調(diào)整合格后，可由輸送泵出水管道預(yù)留接口連接至槽車外運(yùn)。2.2.6垃圾滲瀝液處理系統(tǒng)。本項(xiàng)目垃圾滲瀝液處理的廢水范圍包括一、二期焚燒電站滲瀝液、卸料平臺沖洗水、廠區(qū)沖洗水、初期雨水等。處理規(guī)模為一、二期共700m3/d。滲瀝液處理設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)見表2。滲瀝液處理工藝采用“滲瀝液調(diào)節(jié)池→厭氧反應(yīng)器→膜生物反應(yīng)器(membranebio-reactor,MBR)系統(tǒng)→一級納濾系統(tǒng)→反滲透系統(tǒng)→回用”。清液出水水質(zhì)達(dá)到GB/T19923－2005《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》的標(biāo)準(zhǔn)，將回用作為循環(huán)冷卻補(bǔ)充水。鑒于本項(xiàng)目垃圾滲瀝液處理量大，針對一級納濾的濃液處理，又設(shè)置了腐殖酸提取系統(tǒng)，通過兩級物料膜濃縮，降低了腐殖酸含量，其余液體可回用至系統(tǒng)內(nèi)，提高了系統(tǒng)回收率。2.2.7煙氣濕法脫酸廢水處理系統(tǒng)。本項(xiàng)目煙氣濕法脫酸廢水設(shè)計(jì)規(guī)模為100m3/d。煙氣濕法脫酸廢水處理設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)見表3。煙氣濕法脫酸廢水處理工藝采用“洗煙廢水→廢水調(diào)節(jié)池→第一反應(yīng)沉淀池→第二反應(yīng)沉淀池→中和池→過濾原水池→砂濾塔→活性炭吸附塔→回用水池→回用”，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)出水水質(zhì)見表4。2.2.8氨水貯存及輸送系統(tǒng)。本項(xiàng)目脫硝還原劑采用氨水，一、二期垃圾電站氨水貯存區(qū)合并設(shè)置。氨水的運(yùn)輸、貯存包括氨水卸料泵、氨水儲罐、氨水輸送泵、氨氣泄漏檢測器、廢液泵、廢水池等。氨水通過卸料泵由槽車輸入氨水儲罐內(nèi)，通過輸送泵將氨水儲罐內(nèi)的氨水分別送至SCR和SNCR系統(tǒng)。氨區(qū)設(shè)置防火堤，收集堤內(nèi)溢流、排污或泄露的氨水至廢水坑，經(jīng)由廢水泵送至應(yīng)急廢水池處理。本系統(tǒng)設(shè)置2臺75m3的氨水儲罐，新建氨水卸料儲存系統(tǒng)為室外布置(設(shè)置防雨硼)，氨水泵房室內(nèi)零米布置。

3垃圾電站化學(xué)系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)

3.1原水預(yù)處理系統(tǒng)。垃圾電站一般靠近城鎮(zhèn)，垃圾電站項(xiàng)目的原水主要為河水、中水(城市再生水)及自來水。對于以河水為水源的項(xiàng)目，采用絮凝、澄清、過濾工藝處理原水，考慮垃圾電站規(guī)模較小，原水需求量少，故多采用絮凝－澄清－過濾一體化凈水處理裝置，出水濁度小于5NTU，可滿足生產(chǎn)用水要求。對于以中水為水源的項(xiàng)目，結(jié)合中水水質(zhì)特點(diǎn)及生產(chǎn)用水的水質(zhì)要求，確定是否設(shè)置中水深度處理工藝，以及工藝類型。對于以自來水為水源的項(xiàng)目，可不設(shè)置原水預(yù)處理系統(tǒng)。3.2鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)。3.2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)。垃圾電站機(jī)組容量小，熱力系統(tǒng)正常補(bǔ)水量低，鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的出力較小。鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)常選擇全膜法工藝，該工藝自動化程度高、維護(hù)工作量小、化學(xué)藥品耗量少、廢水產(chǎn)生量少。根據(jù)垃圾電站機(jī)組參數(shù)，全廠汽水損失包括正常水汽損失、鍋爐排污損失、滲瀝液用汽損失、SNCR稀釋水損失、爐排中間冷卻水補(bǔ)水、空調(diào)系統(tǒng)補(bǔ)水損失及機(jī)組啟動或事故增加損失等，具體損失類型需結(jié)合項(xiàng)目情況最終確定。廠內(nèi)正常水汽損失一般為鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量的3%。由于垃圾電站除鹽水補(bǔ)水量小，且考慮垃圾電站人員配置較少，計(jì)算鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)出力時，通常制水系統(tǒng)設(shè)計(jì)出力按每日運(yùn)行8～10h考慮，相比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，稍增大了制水設(shè)備容量及投資，但可減輕運(yùn)行人員的工作量。3.2.2系統(tǒng)布置。鍋爐補(bǔ)給水處理車間通常位于垃圾卸料平臺的下方，受限于卸料平臺的高度，布置鍋爐補(bǔ)給水處理設(shè)備時應(yīng)留意凈空條件。尤其是化學(xué)水箱位于室內(nèi)，設(shè)計(jì)時應(yīng)充分考慮水箱高度及檢修空間的因素。3.3熱力系統(tǒng)加藥。設(shè)置熱力系統(tǒng)化學(xué)加藥系統(tǒng)，是為了控制熱力系統(tǒng)的水化學(xué)品質(zhì)，減少結(jié)垢和腐蝕。垃圾電站機(jī)組參數(shù)多為中壓等級，熱力系統(tǒng)加藥可采用給水加氨、爐水加磷酸鹽和閉冷水加緩蝕劑的設(shè)計(jì)方案。對于次高壓等級機(jī)組，可采用給水加氨及聯(lián)氨、爐水加磷酸鹽和閉冷水加緩蝕劑的設(shè)計(jì)方案。考慮聯(lián)氨具有毒性并可能致癌，部分項(xiàng)目可結(jié)合運(yùn)行安全因素，選擇低毒性的碳酰肼或二甲基酮肟替代聯(lián)氨。3.4汽水取樣系統(tǒng)。為監(jiān)測熱力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，便于集中取樣和分析，一般垃圾發(fā)電廠設(shè)有汽水集中取樣分析裝置。汽水集中取樣點(diǎn)設(shè)置和儀表典型配置見表5。3.5循環(huán)冷卻水加藥系統(tǒng)。垃圾電站循環(huán)冷卻水系統(tǒng)多采用帶機(jī)力通風(fēng)冷卻塔的二次循環(huán)系統(tǒng)，濃縮倍率通常為3～5。為控制循環(huán)冷卻水水質(zhì)，減少腐蝕和微生物污堵情況，一般采用緩釋穩(wěn)定劑、加酸及加殺菌劑的處理方案，配套設(shè)置藥品貯存及計(jì)量設(shè)施。循環(huán)冷卻水加藥設(shè)備通常毗鄰循環(huán)水泵房或布置在循環(huán)水泵房零米。3.6污廢水處理系統(tǒng)。垃圾電站的污廢水包括經(jīng)常性生產(chǎn)廢水、非經(jīng)常性生產(chǎn)廢水、生活污水等。經(jīng)常性生產(chǎn)廢水包括鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)超濾反洗排水、一級反滲透濃水等。其中，超濾反洗排水可回用至原水預(yù)處理入口或作為水質(zhì)要求不高的工藝系統(tǒng)用水；一級反滲透濃水可回用作為循環(huán)水補(bǔ)充水或水質(zhì)要求不高的工藝系統(tǒng)用水。非經(jīng)常性生產(chǎn)廢水包括鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)膜清洗廢水、余熱鍋爐酸洗廢水、主廠房區(qū)域排水等。余熱鍋爐酸洗廢液可由酸洗公司回收帶走，膜清洗廢水、鍋爐酸洗過程的沖洗廢水可送至滲瀝液處理站處理。主廠房排水可根據(jù)排水水質(zhì)情況分別送至循環(huán)水或原水預(yù)處理系統(tǒng)前端。生活污水主要包括糞便沖洗水、洗滌廢水等。生活污水經(jīng)廠區(qū)化糞池處理后可排至市政污水管網(wǎng)，也可在廠內(nèi)設(shè)置處理設(shè)施。鑒于垃圾焚燒電站規(guī)模小，生活污水產(chǎn)生量小，通常生活污水處理設(shè)施的出力可按3～6m3/h設(shè)計(jì)。另外，垃圾焚燒電站的煙氣凈化系統(tǒng)如果設(shè)有濕式洗滌脫酸工藝，會產(chǎn)生脫酸廢水。脫酸廢水可處理后回用或通過進(jìn)一步處理工藝實(shí)現(xiàn)零排放。如果選擇脫酸廢水回用，可采用“混凝沉淀+砂濾+活性炭吸附”工藝，廢水回用至煙氣凈化系統(tǒng)。零排放方案，可選擇“混凝沉淀+過濾+離子交換+氧化”組合工藝處理廢水，并采用“熱法鹽硝聯(lián)產(chǎn)分鹽”蒸發(fā)結(jié)晶工藝或常規(guī)預(yù)處理+膜濃縮+蒸發(fā)結(jié)晶工藝。3.7垃圾滲瀝液處理系統(tǒng)。垃圾焚燒電站的垃圾滲瀝液主要來源于垃圾在存儲過程中發(fā)酵的產(chǎn)水，廠內(nèi)垃圾卸料平臺及垃圾運(yùn)輸車輛沖洗水等。垃圾滲瀝液為高濃度有機(jī)廢水、污染物成分復(fù)雜，通常采用“預(yù)處理+高效厭氧反應(yīng)器+膜生物反應(yīng)器(MBR)+膜處理(兩級納濾STRO或管網(wǎng)式高壓反滲透+反滲透)”的處理工藝。一般設(shè)計(jì)總的清液出水率不低于80%，出水水質(zhì)達(dá)到GB/T19923－2005《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》的標(biāo)準(zhǔn)，可回用于循環(huán)冷卻補(bǔ)充水或其它生產(chǎn)用水等。垃圾滲瀝液處理過程中產(chǎn)生的反滲透濃水可用于干灰調(diào)濕、飛灰固化、石灰漿制備等，沼氣可通過管道引到垃圾池負(fù)壓區(qū)送鍋爐燃燒，物料濃縮液、生化污泥等可回噴至焚燒爐，整個工藝可實(shí)現(xiàn)不外排的要求。3.8化驗(yàn)室。垃圾焚燒電站化驗(yàn)室除按常規(guī)配置水、油分析儀器外，還可結(jié)合項(xiàng)目情況設(shè)置飛灰穩(wěn)定化固體廢物浸出液監(jiān)測的儀器及設(shè)備。3.9脫硝還原劑貯存及輸送系統(tǒng)垃圾電站一般位于靠近人口密集的城鎮(zhèn)，考慮脫硝還原劑運(yùn)輸及貯存的安全可靠性，通常會選擇氨水或尿素，配套設(shè)置氨水卸料、貯存及輸送設(shè)施或尿素卸料、溶解、貯存及輸送設(shè)施。相關(guān)工藝設(shè)備的配置要求可參考DL/T5480《火力發(fā)電廠煙氣脫硝設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》設(shè)計(jì)。

4結(jié)論

本文結(jié)合我國南方某垃圾電站項(xiàng)目化學(xué)系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)案例，歸納總結(jié)了垃圾電站化學(xué)系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)的技術(shù)特點(diǎn)。從主要功能看，垃圾焚燒電站屬于社會的公用服務(wù)設(shè)施，而且其年運(yùn)行小時數(shù)較高。因此要求垃圾焚燒電站各工藝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)充分考慮電廠運(yùn)行特點(diǎn)，選用安全、可靠的系統(tǒng)及設(shè)備配置方案。目前，垃圾焚燒電站化學(xué)工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)還主要依賴于常規(guī)火電站的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)配置及方案有待結(jié)合垃圾焚燒電站的生產(chǎn)運(yùn)行特點(diǎn)，進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，服務(wù)于垃圾焚燒電站整體的安全穩(wěn)定運(yùn)行，并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

作者:徐淑姣 單位:中國電力工程顧問集團(tuán)華北電力設(shè)計(jì)院有限公司