近年來建設垃圾焚燒發(fā)電廠成為各地政府應對垃圾處理難題的普遍選擇,其大氣污染物排放量隨之也越來越大??刂评贌l(fā)電廠污染物的排放對于改善控制質量減少空氣污染物意義重大,也順應了我國低碳綠色發(fā)展的時代主題。而垃圾焚燒煙氣治理的重點是脫硝,這也是行業(yè)和企業(yè)共同面臨的挑戰(zhàn)。如何解決這個難題關系到行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。
氮氧化物治理成共識
近年來,我國大氣環(huán)境質量目前穩(wěn)中向好,全國PM2.5濃度大幅下降。與此同時,臭氧濃度卻總體呈緩慢上升態(tài)勢,臭氧已成為影響空氣質量的重要制約因素。據(jù)悉,臭氧并非直接排放產(chǎn)生,而是由進入到大氣中的NOx和VOCs通過復雜的光化學反應產(chǎn)生,屬于大氣二次污染物。因此,治理臭氧污染的關鍵,是減少NOx和VOCs等前體物的污染排放。
只要把氮氧化物和VOC控制到很低的濃度,才能控制臭氧的產(chǎn)生。專家表示,就現(xiàn)階段而言,要想把VOC控制到很低的濃度太難了,VOCs來源非常廣泛,控制技術體系比較復雜,而且還有很多VOC是來自天然的排放,所以短期內控制到很低的水平不現(xiàn)實,因此控制氮氧化物的排放成為一條可行之路。
近年來,我國對氮氧化物的重視程度不斷提高,特別是在“十四五”大氣污染防治工作中,強調要以揮發(fā)性有機物和氮氧化物治理為重點,不斷改善空氣質量。
2022年6月生態(tài)環(huán)境部等七部門印發(fā)《減污降碳協(xié)同增效實施方案》提出,推進大氣污染防治協(xié)同控制,加大氮氧化物、揮發(fā)性有機物(VOCs)以及溫室氣體協(xié)同減排力度。
值得一提的是,隨著雙碳戰(zhàn)略的提出,減污降碳成為業(yè)內共同的選擇。而氮氧化物的排放和碳的排放是完全同源的,這有望使得氮氧化物的排放得到進一步大幅削減,由此可見未來氮氧化物減排仍然有很大潛力。
垃圾焚燒發(fā)電廠脫硝是重點
近年來,生活垃圾焚燒處理行業(yè)快速發(fā)展,我國垃圾焚燒處理規(guī)模日益增加,與此同時,其煙氣排放問題也受到廣泛關注。垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的SO2、NOx和煙塵等污染物也會影響環(huán)境空氣質量,特別是氮氧化物排放總量的增加會衍生臭氧、細顆粒物等二次污染物環(huán)境問題。
我國生活垃圾焚燒處理行業(yè)的煙氣排放標準,目前多采用國標——《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014)。但該標準距今已7年之久,相關標準限值要求相對寬松已不能滿足當前大氣環(huán)境治理要求,有進一步提升的空間。
近年來,有部分地區(qū)例如上海、河北、天津、福建等地,對生活垃圾焚燒處理行業(yè)提出了比現(xiàn)行國標和歐盟2010 75/E標準更為嚴格的煙氣排放標準。此外,有些省市的重點區(qū)域,由于大氣污染物排放總量的限制,其生活垃圾焚燒處理行業(yè)采用的煙氣排放標準也比國標或者歐盟2010 75/E標準更為嚴格。
隨著垃圾焚燒煙氣大氣污染物排放標準不斷收嚴,垃圾焚燒發(fā)電廠脫硝成為煙氣治理的重點。
垃圾焚燒煙氣脫硝技術是關鍵
目前,生活垃圾焚燒廠燃燒煙氣的NOx污染控制技術一般可以通過兩類方法來達到,一是“源頭控制”,即通過控制焚燒條件的低氮燃燒方式來減少NOx的產(chǎn)生;二是“末端治理”,應用在生活垃圾焚燒廠“末端治理”的煙氣脫硝技術主要有選擇性催化還原技術(SCR)、選擇性非催化還原技術(SNCR)、脫硝脫硫一體化PNCR技術等。
SCR脫硝技術NOx脫除效率通常很高,脫硝效率為70~90%,但多使用低溫催化劑需注意催化劑失活,投資及運行成本高,多與SNCR聯(lián)合使用;SNCR投資低,應用較為廣泛,脫硝效率為40~60%,但需嚴格控制還原劑噴入量,防止氨逃逸;PNCR脫硝效率高于SNCR, 但存在穩(wěn)定性較差問題,同時需要嚴格控制高分子脫硝劑噴入量,防止氨逃逸。
之前垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣排放執(zhí)行的《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014),因而生活垃圾焚燒行業(yè)常規(guī)煙氣處理工藝為“SNCR+半干法+活性炭吸附+干法+布袋除塵器”,脫硝技術主要采用SNCR。隨著部分地區(qū)提高排放標準,一些項目在常規(guī)煙氣處理工藝后疊加濕法脫酸工藝或者SCR工藝或者“濕法+SCR”的組合工藝,脫硝工藝主要采用SCR、SCR+SNCR、SNCR+PNCR等處理工藝。這使得整個煙氣凈化系統(tǒng)的工藝流程變長、煙氣凈化設備占地面積增加且投資提高,煙氣凈化的運行費用和廠用電率也均增加。
垃圾焚燒煙氣脫硝新選擇
近年來,隨著生活垃圾焚燒行業(yè)煙氣排放標準的提高,越來越多的煙氣處理新工藝、新技術正逐漸在被開發(fā)、被研究、被應用。戈爾研發(fā)的GORE?脫硝催化濾袋,一體化實現(xiàn)氮氧化物、顆粒物超低排放,還能協(xié)同處置二噁英/呋喃,是一款多功能、可靠且性價比高的解決方案,為垃圾焚燒煙氣治理提供了一個新選擇。
相較于傳統(tǒng)SCR技術,GORE?脫硝催化濾袋具有四大突出優(yōu)勢:
1、污染物達標排放,更可靠更放心
創(chuàng)新的聚四氟乙烯(PTFE)催化劑復合材料,可實現(xiàn)出眾的催化過濾性能,氮氧化物減排效率 >90%。借助高性能GORE?膨體聚四氟乙烯(ePTFE)透氣膜在嚴苛環(huán)境中保持穩(wěn)定合規(guī)的顆粒物排放,可實現(xiàn)氮氧化物排放<50mg/ Nm3,顆粒物排放<5mg/Nm3。
2、多污染物協(xié)同治理,較低運行成本,更經(jīng)濟
相較于傳統(tǒng)SCR技術路線需要有除塵器和SCR塔分別對煙氣進行除塵和脫硝,GORE?脫硝催化濾袋在去除顆粒物的同時實現(xiàn)脫硝,簡化了工藝,降低了整體系統(tǒng)運行阻力,從而有效降低運行成本。
3、無需添加新設備,便捷實際操作,更省心
針對垃圾焚燒煙氣處理使用GORE?脫硝催化濾袋,用戶僅需要對工藝做適當調整而無需額外再添置新設備。這番“極簡化操作”,不僅避免了任何額外空間的使用,更極大減少了因相關調整而造成的大規(guī)模停機,簡單便捷、使用戶更省心。
4、低阻節(jié)能、長壽命,運行成本更低
GORE?脫硝催化濾袋借助高性能GORE?膨體聚四氟乙烯(ePTFE)透氣膜實現(xiàn)低壓差,高效的濾袋清潔能力可實現(xiàn)更長的清潔周期,并延長濾袋使用壽命。
目前,戈爾GORE?脫硝催化濾袋已在全球數(shù)十條垃圾焚燒生產(chǎn)線上安裝應用,實踐證明GORE?脫硝催化濾袋技術是一種靠合規(guī),實現(xiàn)氮氧化物和氨氣排放達標的技術方案。
結語
隨著生活垃圾焚燒行業(yè)進一步發(fā)展,排放標準還會逐漸收緊,煙氣凈化工藝也會隨之面臨新的挑戰(zhàn)。而戈爾無疑為垃圾焚燒發(fā)電煙氣治理路線提供了一個新選擇。
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