生活垃圾焚烧发电项目烟气净化系统危险辨识与对策措施

黄继英

黄继英

广西桂能工程咨询集团有限公司

摘要：烟气净化系统作为生活垃圾焚烧发电项目的重要组成部分，其安全稳定对整个工程的安全、大气环境保护有着重要作用，本文主要结合G市生活垃圾焚烧发电项目烟气净化系统的具体实例，分析、预测烟气净化系统存在的危险、有害因素，提出合理可行的安全对策措施，以期为生活垃圾焚烧发电项目烟气净化系统安全评价、安全管理工作提供一些参考。

关键词：垃圾焚烧；烟气净化系统；危险有害因素；对策措施

1工程概况

G市生活垃圾焚烧发电项目生活垃圾处理规模1500t/d，烟气净化系统选用“SNCR（炉内喷氨水）+半干法（石灰浆）+干法（氢氧化钙干粉）＋活性炭喷射＋布袋除尘”工艺。主要设备有半干式吸收塔、低压脉冲式布袋除尘器、氨水储罐及喷射设备、石灰制浆系统及喷射设备、活性炭储仓及喷射设备、氢氧化钙储仓及喷射设备、烟气净化在线监测系统等。

烟气净化工艺流程：焚烧炉内喷入氨水用于烟气脱硝，经余热锅炉冷却至200℃后进入反应塔，与喷入一定浓度的石灰浆液充分混合并发生化学反应，去除烟气中的酸性气体。在反应塔和布袋除尘器之间的烟道中喷入活性炭和氢氧化钙，氢氧化钙用于脱酸，活性炭用于吸附烟气中的重金属和二噁英，最后烟气经布袋除尘器除掉粉尘及反应产物后，最后通过烟囱排入大气。

2危险性辨识分析

所有的危险、有害因素尽管其表现形式不同，但从本质上讲，可归结为存在危险有害物质和危险有害物质失去控制两方面因素的综合作用。下面，从这两个角度分析G市生活垃圾焚烧发电项目烟气净化系统的危险、有害因素：

1）危险有害物质

（1）G市生活垃圾焚烧烟气中的污染物主要有颗粒物（粉尘）、酸性气体（HCl、HF、SO2、NOx、COx等）、重金属（Hg、Pb、Cr等）和有机剧毒性污染物（二噁英、呋喃等）四大类。其中颗粒物会引发粉尘危害，酸性气体会引发设备腐蚀或人员中毒，重金属和有机剧毒性污染物均会引发人员中毒。

此外，烟气净化物质（如氨水、石灰浆、氢氧化钙、活性炭等）涉及的危害因素有腐蚀、磨蚀或爆炸等。

2）危险有害物质失控

危险有害物质失控主要体现在人的不安全行为、物的不安全状态和管理缺陷等3个方面。

（1）人的不安全行为、管理缺陷

①人员的缺陷，如缺乏技术知识、操作经验，安全意识薄弱、责任心不强，违规指挥、操作，不按规定使用个体防护用品等。

②人员管理的缺陷，如人事安排不合理、负荷超限，培训、教育少等。

③对设备、工艺性能控制的缺陷，如设计、监测和不符合处置方面的缺陷。

④安全管理制度、操作规程的缺陷，如无作业程序或作业程序有错误。

（2）物的不安全状态

根据《企业职工伤亡事故分类》（GB6441-1986），物的不安全状态分为以下四大类：

①防护、信号等装置缺乏或缺陷：

a.烟气净化系统设置有输送皮带机、各类泵、风机等，若设备机械转（传）动部分的安全防护设施不完善，其联轴器等转动部位存在着缠绕、挤压、切割等机械伤害的危险。

b.烟气各成分（烟尘、HCl、HF、SOX、NOx、CO、CO2、Hg、Pb、Cr、二噁英、呋喃等）浓度的在线监测设备缺陷或反馈信号出错，导致净化物质投入量不足，致使排放烟气中的有毒有害物质超标，造成人员中毒、大气环境污染等。

c.烟气温度在线监测设备缺陷或反馈信号出错，造成烟气温度远大于布袋材料的可接受温度，易造成布袋着火或损坏；或致使余热锅炉内烟气温度降到300~500℃范围时，少量已经分解的二噁英重新合成，最终将可能导致排放烟气中二噁英超标。

②设备、设施缺陷：

a.烟气净化设备、设施、管道、阀门等密闭不良，造成烟气、有毒有害物质泄漏，从而引起人员中毒、大气环境污染等。

b.除尘滤袋缺陷，导致运行中发生脱袋、松口、磨损或糊袋等情况，造成大量飞灰泄漏。

c.灰斗结构强度低、积灰过多、放灰载荷大、堵灰等，易造成冷灰斗坍塌。

③个人防护用品、用具缺少或缺陷，主要发生在检（维）维修作业过程中，如进入焚烧炉、余热锅炉或对除尘装置进行更换滤袋等检（维）修工作时，作业人员未采取防烟气、粉尘、中毒等防护措施或防护用品不合格，易造成人员中毒事故。

④生产（施工）场地环境不良，主要体现在G市夏季自然环境温度高、储存净化物质的场所（如存放氨水罐的SNCR间、氢氧化钙和活性炭储仓）通风不良等方面，将有可能造成作业人员中暑、中毒等事故。

3对策措施

在对G市生活垃圾焚烧发电项目烟气净化系统危险、有害因素分析、评价的基础上，提出以下针对性的对策措施：

1）防腐蚀、磨蚀措施

（1）烟气净化装置及配套设备、管道、泵、阀门等应采取有效的防腐蚀和耐磨蚀的措施，考虑防腐耐磨裕度，并定期进行设备表面处理，提高设备的使用寿命。

（2）为防止酸或水的凝结，袋式除尘器宜配备保温及伴热。保温层厚度应避免器壁温度低于露点。除尘器运行温度应高于酸露点温度20℃以上。

（3）?SNCR间地面、氨水围堰、回收池、排水沟等场所应采取防腐蚀措施。

2）防中毒措施

（1）进入焚烧炉、余热锅炉进行检（维）作业前，对焚烧炉、余热锅炉进行充分空气置换；进入设备内或更换除尘滤袋等检（维）修工作时，作业人员应穿戴防护服及防毒面罩等。

（2）加强对烟气各有害成分浓度在线监测数据的监控，按需调整净化物质投入量，确保烟气达标排放。

（3）针对二噁英生成的特殊性，采取以下控制措施：

①加强焚烧管理，采取在燃烧时控制燃烧温度，减少烟气在200~400℃温度区的滞留时间。即烟气在焚烧炉内温度达到850℃区域停留时间≥2s，使二次燃烧的气体形成旋流，使燃烧更完全、更充分，使二噁英得到完全分解。

②当烟气温度降到300~500℃范围时，有少量已经分解的二噁英重新合成，在设计上考虑减小余热锅炉尾部的截面积，使烟气流速提高，减少烟气从高温到低温的停留时间，以减少二噁英的再生成。

③根据垃圾低位热值及垃圾量的大小，调节送风量，同时通过炉排运动，起到对垃圾翻转、搅拌作用，使垃圾充分燃烧，从而控制烟气中的二噁英生成量。

（4）烟气净化装置应选用密闭性能符合要求的设备。

（5）SNCR间应设置机械排风装置，确保通风良好。

3）防粉尘危害措施

（1）活性炭储仓、石灰储仓、氢氧化钙储仓及输送设备、管道等应设置粉尘收集装置。

（2）为防止运行过程出现脱袋、松口、磨损或糊袋等，袋式除尘装置的滤袋应安装牢固，加强运行检查及检修、更换破损滤袋等。

4）其他技术对策措施

（1）灰斗及其支承结构的设计强度及稳定性应有充分的安全裕量。

（2）设备机械转（传）动部分应设防护罩等安全防护设施。

（3）活性炭贮存及输送过程应采取防爆措施，活性炭输送管线应考虑设置静电消除设施。

（4）按规定为作业人员配备合格的个体防护用品，并定期对防毒面具及防护服进行检测，确保安全有效。

5）人员、管理措施

（1）加强作业人员技术、安全知识培训，强化安全意识。

（2）加强安全检查，确保设备设施及监控设施运行良好。

（3）建立健全安全管理制度及操作规程，并严格贯彻执行。

（4）认真落实建设项目的安全“三同时”制度，加强安全生产管理和安全整治。

4结语

生活垃圾焚烧发电项目烟气净化系统危险有害因素较多，且存在于系统的各个工艺设备中，只有在运行管理过程中，采取有效的安全防护措施，才能杜绝各种事故发生，确保烟气净化系统的安全稳定，保障生活垃圾焚烧发电项目环境治理的成效。

参考文献：

[1]国家安全生产监督管理总局；安全评价（第3版）；煤炭工业出版社；2005

[2]国家安全生产监督管理总局中国石化集团公司安全工程研究院；危险化学品安全技术全书；化学工业出版社；2007