对台湾新垃圾焚化炉（装备SDA旋转喷雾干燥器）的经验总结

对台湾新垃圾焚化炉（装备SDA旋转喷雾干燥器）的经验总结NielsJacobsenNiroA/S305,GladsaxevejDK-2860SoeborgDenmarkClausBoilesenNiroA/S305,GladsaxevejDK-2860SoeborgDenmarkGregHoungAlstomTaiwanLtd10F,No,63,ChowTzeStreetNeihuDistrict115,TaipeiTaiwan,R.O.C.DonaldThiaFarEastMachineryCompanyLtdNo.752ChungHsiaoRd.Chiayi60025Taiwan,R.O.C.摘要：过去几十年来，由于工业和经济的发展，导致生活垃圾急剧增加，从而迫使台湾政府寻找新途径以代替垃圾掩埋法，并开始施行增加垃圾焚化能力的综合计划。该计划涉及正在进行项目开发和项目执行阶段的当地建筑工程公司，而燃料和烟气处理技术已提供给经验丰富的国内外工程公司。本文旨在阐述昀近用于台湾焚化厂的烟气处理技术，在屏东市垃圾焚化炉（MWI）和内湖MWI工厂。关键词：尼鲁，雾化器，SDA，喷雾干燥吸收器ABSTRACT:ThedramaticincreaseinhouseholdwasteproducedinTaiwanasaresultoftheindustrialandeconomicdevelopmentoverthelastcoupleofdecadeshasforcedtheTaiwanesegovernmenttolookforalternativestolandfilling.Acomprehensiveplanforincreasingtheincinerationcapacitywasinitiatedandcarriedthrough.Theplaninvolvedlocalarchitectengineeringcompaniesintheprojectdevelopmentandexecutionphase,whereasthesupplyofcombustionandfluegastreatmenttechnologywasgiventoexperiencedforeignandlocalengineeringcompanies.ThispaperdescribesthedominatingfluegastreatmenttechnologyinstalledonrecentTaiwaneseincineratorplantsingeneralandthetechnologyinstalledatthePing-TungMunicipalWasteIncinerator(MWI)andNei-HuMWIplantsspecifically.KEYWORDS:Niro,RotaryAtomizer,SDA,SprayDryerAbsorber简介由于过去几十年，台湾工业和经济的不断发展，固体废物数量迅速增多。据台湾环保署报告，由家庭产生的废物量几乎增加了一倍，从1985年人均日产0.67千克增到1999年1.08公斤，这相当于1999年每天释放出23,468吨或每年释放出856万吨生活垃圾。台湾是世界上人口昀密集的地区之一，一半以上是覆盖着森林和林地的山区。垃圾量的急剧增加产生一个问题，即没有足够的土地资源用于堆放迅速产生的垃圾。针对这个问题，台湾政府致力于通过循环利用以减少废物的产生，并不断提高垃圾焚化能力，从1995年约6,000TPD至2001年约16,000TPD，以解决填埋土地不足的问题。随着填埋转向焚烧的趋势，人们越来越重视在国外公司和台湾当地企业的共同合作下，确保贯彻执行健全高效的技术方案。随着焚烧厂数目的增多，且人们越来越认识到这些垃圾焚化炉的环境影响，如果没有环保设备、或维修不当，环保局将提高对新型焚烧炉的要求，并对已安装垃圾焚烧炉进行改造，从而达到低排放的要求，尤其是二噁英的排放。SDA（喷雾干燥吸收工艺）是一种既经济又能保证达到排放要求的工艺，包括喷雾干燥器和布袋除尘器。本文将描述近期台湾安装的两套SDA系统。其设备设计非常类似。其中一套SDA系统安装于全新的焚化厂，另一套安装在原垃圾焚化厂改造的基础上。系统描述本文讨论的垃圾焚烧厂如下：1.屏东MWI工厂，位于台湾屏东康定区2.内湖MWI工厂，位于台北内湖区这两套SDA系统分别位于台湾南北两端，因为屏东厂房位于台湾昀南边，而内湖厂房位于台北。两焚烧厂的设计数据如下。表1：屏东和内湖MWI厂房的设计数据厂房屏东内湖容量，吨/天2×4503×300焚化炉制造商川崎，日本Takuma,日本加煤方式步进炉蓖步进炉蓖废物类型生活垃圾和工业废物生活垃圾工厂建立时间2000年11月1993年1月在与尼鲁公司签订许可协议后，阿尔斯通依据传统的SDA流程，建立了两套喷雾干燥吸收(SDA)系统。SDA系统包括喷雾干燥技术和下游除尘技术，通常是布袋除尘器。该系统是从烟气中去除酸性气体、重金属、二噁英和颗粒，同时使烟气处于未饱和状态，因此产物是干燥的。图1:典型的焚化厂SDA工艺流程图图1展示了具有尼鲁设计特点的SDA系统简图，包括：1.每条焚烧线使用一个喷雾干燥器。2.每个SDA系统使用一个旋转雾化器，产生雾状细小雾滴。3.使用一个气体分布器控制雾滴的形成，并实现烟气和吸收剂的均匀混合。4.设计双端出口，以保证宽敞的气体通道和高实用性。5.喷雾干燥器确保烟气有充足的停留时间，以确保反应产物的充分干燥。关键设备：雾化器和气体分布器，参见图2.图2：焚烧厂的关键设备SDA系统包括制浆系统，喷雾干燥吸收器，除尘器和输灰系统。熟石灰由卡车运输，通过气力传送至存储仓，然后转送至石灰浆液配制罐，配制约15%石灰浆液。石灰浆液被输送至连接喷雾器的供料池。旋转雾化器采用双重液体分布结构，对石灰浆液进行昀后稀释。石灰浆液和水直接在雾化器转轮中混合，以适应迅速变化着的试剂注射需要。稀释程度由烟囱中HCI和SO2分析器的反馈信号控制，另外，控制进入旋转式雾化器的总液体流量，以保持喷雾干燥吸收器的出口温度恒定不变。吸收剂进入喷雾干燥器后，与进入的热烟气混合；同时，石灰浆液和酸性气体反应，反应产物是干燥的、自由流动的粉末。干燥产物中的大颗粒从喷雾干燥器的底部移走，而大部分是随烟气排出，并在除尘器中得以收回。布袋除尘过程中，吸收剩余的酸性气体。喷雾干燥吸收器和除尘器中收集的干燥产物通过机械或气动传送至废物处理仓。通常，由于含有氯化物，该产物具有吸湿性。喷雾干燥器出口的气体温度应控制得尽量低，更好保证酸性气体的移除，但同时要保证产物干燥。影响喷雾干燥器出口温度的因素有：需处理产物的氯化物含量，离开喷雾干燥吸收器时烟气中的水蒸气含量和料浆中的固体含量。关于汞和二噁英排放控制，SDA系统增加了拥有专利权的活性炭喷射系统，并根据整个系统的温度，决定将该活性炭喷射系统布置于SDA的上游，中游，或是下游。用来吸收汞和二噁英的活性炭喷射技术是由尼鲁公司开发并被授予专利。这也是多数配有SDA系统的废物焚烧厂的首选技术。因此，尼鲁将此技术的专利权转让给专利受保护国的垃圾焚烧厂的主要承包商、焚烧厂的经营者及环保设备的供应商。上述对SDA系统的介绍已运用于约100家配有尼鲁SDA系统的垃圾焚烧炉。下是两套空气污染控制系统的设计数据。表2:屏东和内湖空气污染控制系统的设计数据工厂屏东内湖（旧系统）（内湖新系统）烟气流量,Nm3/h114,36070,000（设计值）～55,000（实际值）昀少65,000烟气温度.℃218220~250260污染物质的浓度HCl,PPMd,10%O212001000-12001300SO2,PPMd,10%O2200250-300300Hg,mg/Nm3d,10%O21.18N.A.3PCDD/PCDF,ngTE/Nm3d,10%O23N.A.10颗粒含量,g/Nm3d333排放要求HCl,PPMd,10%O2≤25≤80≤25SO2,PPMd,10%O2≤30≤300≤25Hg,mg/Nm3d,10%O20.1N.A.≤0,2PCDD/PCDF,ngTE/Nm3d,10%O20.11≤0,1颗粒含量,mg/Nm3d,10%O2202020屏东1997年11月，台湾环保署选定远东机械公司（Femco）和川崎重工业有限公司作为屏东项目的设备供应商，将拥有尼鲁和阿尔斯通技术的SDA系统安装于屏东焚化厂。事实上，这将是远东第一家拥有此技术的工厂，在屏东及所有环保署控制的焚化工程的投标和项目执行阶段均处于领先地位。台湾环保署指定建筑工程公司（AE）主管Sinotech和CTCI，建筑工程师代表环保署发行工程说明书和投标书，进一步确保供应商根据规格说明书供货，且据此执行工程。作为项目执行程序的一部分，各分供应商需通过AE和尼鲁-阿尔斯通的综合参考清单的审核，并提供其成功案例的长期跟踪记录。项目执行阶段，尼鲁，台湾Alstom和日本Akstom和主要承包商紧密合作，保证烟气处理系统及时而完整的交货。2000年11月完成并启动两台配有相同SDA系统的450TPD焚烧炉。在成功启动和初期运作期间，屏东SDA系统的性能测试于2000年四月圆满完成。运用Chi-Mei国际技术进行测绘，测试结果显示在表3中。结果显示，SDA系统实现了当时非常低的排放值，根据台湾1994立法的规定设计的，即25PPM的HCl排放量和30PPM的SO2排放量，均具有干基10%的O2。目前，SDA系统在HCl的排放值设定为15PPM的情况下连续稳定运行，对周边地区的一种责任。表3:屏东厂房的性能测试结果成分SDA入口SDA出口HClPPMd,10%O238815.5SO2PPMd,10%O264颗粒含量mg/Nm3d,10%O2未测量5Hgmg/Nm3d,10%O2昀大值30.08PCDD/PCDFngTE/Nm3d,10%O2未测量0.025内湖内湖工厂包括三条300TPD的焚烧线，起初是由Takuma股份有限公司于1993年建立。厂房位于台北边界，但随后，周边发展迅速。早前的烟气处理系统包括收集粉煤灰的静电除尘器和吸收酸性化合物的湿法装置。由于使用新的排放标准，特别是二噁英的排放的控制，必须对现有设备进行改造。环保署授权Sinotech发行综合的工程说明书和投标书。原先的设备供应商Takuma和中国Ecotech组成联盟，负责更新焚化系统和烟气处理系统。Takuma选择与台湾Alstom,日本Akstom,尼鲁公司共同完成SDA系统。现有的烟气处理系统完全移除，以给新的SDA系统腾出空间，该系统包括喷雾干燥吸收塔和下游配有活性炭喷射装置的布袋除尘器。运用活性炭喷射系统控制二噁英，呋喃和水银等重金属。在吸收器和袋式滤器间不断的向烟气管内注入少量活性炭，并且安装静态混合器为了活性炭更好的分布。2001/2002期间，内湖更新了干法净化系统，并于2001年2月22日至25日完成了性能测试，由Kyulien公司负责分析和取样。表4显示了移除酸性气体，二噁英和颗粒物质的性能测试数据。从该性能测试结果可看出，该厂明显达到了当前台湾标准。表4:内湖厂烟气处理的性能测试结果成分SDA入口SDA出口HClPPMd,10%O26085SO2PPMd,10%O2162颗粒含量mg/Nm3d,10%O217102Hgmg/Nm3d,10%O2昀大值3未测量PCDD/PCDFngTE/Nm3d,10%O21.11~2.340.0261~0.045结论上述烟气处理系统的成功运行和其他台湾SDA工程的成功证明了该技术能满足世界各国颁布的法律规定。且测量数据显示，二噁英之类的敏感性化合物的排放值可减少至远远低于现今要求的排放值。对台湾环保署而言，选用上述方法以增加焚化能力是成功有效的。选用当地能胜任的AE的监督整个工程的执行，并联合拥有精湛技术的国内外公司，将会建立一大批配有SDA喷雾干燥吸收器的垃圾焚烧炉。参考书目1.Moellereta