垃圾焚烧发电厂烟气净化处理自动控制系统的设计及应用

蒋家鹏

中节能（烟台）环保能源有限公司 山东烟台 264006

摘要：与生活垃圾填埋技术、随地吐痰技术等相比，家庭垃圾焚烧技术具有先进技术、占地面积小和能源回收等优点，因此在家庭垃圾处理中得到广泛应用。但是，由于生活垃圾的组成复杂，烟气可能产生有毒和有害的污染物，如酸性气体(SO2、NOx和HCl)、灰尘、重金属等。对生态环境和人民健康构成直接威胁。因此，必须在排放烟气之前对其进行处理。控制烟气污染的技术是有效控制家庭垃圾焚烧对电厂烟气污染的关键。本文结合工程实例探讨了生活垃圾焚烧产生的烟气管理过程，通过应用该过程，提高了烟气管理水平和环境效益。

关键词：垃圾焚烧发电厂；烟气净化处理；自动控制

引言

在城市生活垃圾处理方面，与传统的处理技术相比，垃圾填埋、填埋场和堆肥、废物焚烧模式、严格控制污染物排放、占地面积小以及能源回收等诸多好处得到广泛承认。然而，由于废物构成在人们日常生活中的复杂性，废物焚烧产生的烟气含有大量有害气体，例如一氧化碳和二氧化硫，以及各种重金属和二恶英因此，必须处置废物焚烧产生的气体，并在排放之前遵守相应的控制标准。烟气处理系统包括脱氮、脱硫和重金属处置装置等。它广泛应用于中国的主要废物焚化中心，有效管理烟气污染问题。

1焚烧垃圾的成分

必须先对家庭废物进行分类，然后才能进入发电厂进行焚烧。全国各地都实行了废物分类，许多城市强调废物分类，并建立了良好的生产链，当地居民积极参与废物分类管理，这大大有助于控制在日常产生的家庭废物中，物质种类繁多，如果不加以分类，焚化可能对焚化产生的废气产生更大的影响。最常用的生活垃圾是电池、灯泡、玻璃制品和陶瓷制品。此外，一些废物来自工业废物，包括油漆罐和旧建筑材料，这可能对焚烧产生不利影响。在同一烟气处理技术下，分类废物比未分类废物低得多，稳定性也高得多。当废物被长时间填埋时，会被雨水侵蚀，有机物含量增加，在焚烧时很难降解当发电厂使用垃圾焚烧发电时，这一比例通常为3 : 7，研究表明30%的燃煤产生的废气最少。

2烟气净化处理自动控制系统设计及应用

2.1 SNCＲ脱硝系统

SNCＲ脱硝系统的还原剂主要是稀释后的氨水溶液，将其在不使用催化剂的前提下均匀喷入到温度范围850℃～1200℃的炉膛当中，此时还原剂(氨水溶液)能够与烟气当中的氮氧化合物进行反应，最终生成氮气和水。化学反应方程式如下所示

SNCＲ脱硝自动控制系统主要包括氨水和稀释水计量混合模块、压缩空气分配模块、喷射模块等。SNCＲ脱硝分为手动和自动两种控制模式，自动模式下利用出口氮氧化物来控制氨水设定使用量，一般是通过设定出口NOx浓度值，作为PID1的设定值，并与实际CEMS系统测量的出口NOx浓度值进行对比，从而由PID1输出1个MV值。PID1输出的MV值作为PID2的设定值，氨水溶液流量作为PID2的对比值，PID2输出值作为氨水溶液调节阀开度的控制依据，最终保证出口NOx浓度稳定在设定值范围。同时要求氨水与稀释水采用稳流量控制，保证总流量不变，并根据氨水流量自动调节稀释水调节阀，以维持总流量不变。

2.2烟气除尘工艺

由于生活垃圾焚烧烟气中的污染物与普通燃煤烟气不同，其多样性更为复杂，烟气中的污染物排放标准也越来越高，电动除尘器也无法满足材料去除的要求)，重金属等。也有粉尘排放。电除污装置不适用于废物焚烧的除污过程。袋式除尘器是一种干粉过滤装置，含尘气体通过风机重力进入脉冲除尘器，在壁作用下——风、气流向上流动，大颗粒粉尘在重力作用下落入尘桶，气体含有 灰尘阻挡在过滤袋外，过滤袋通过后通过排气口排出净化空气。 《城市生活垃圾处置及污染预防和控制技术政策》指出，在焚烧生活垃圾时应使用织物清洁剂。

2.3 sda+湿式脱盐半干法

方法主要是利用SDA反应塔雾化热面糊液，将反应堆中的酸性气体与烟气中的酸性气体充分混合，实现中和和反应，消除烟气中的酸性气体。家庭废物焚烧产生的烟气可通过这一系统加以处置。该系统主要由若干个子系统和设备组成，包括热面糊制备系统，以及反应塔、雾化装置等设备。该工艺的处理方法如下:制备系统制备热砂浆后，将面泵送至反应塔蒸发旋转雾气，同时加入温度调节水，对输出温度进行控制，建立温度场湿式脱盐还包括若干系统和设备，如循环水系统、冷却水系统、准备系统和湿式洗涤塔。其中湿式洗涤塔分为冷却部分和吸湿部分。废气进入冷却部门时，将冷却液注入废气，冷却废气温度达65℃。在吸收过程中，吸收液喷洒到废气中，与废气反应，实现SO2和HCl等气体的消除目标。

2.4反硝化

有效结合我国贵州省某生活垃圾焚烧发电厂的相关工作，展开了分析和研究，重点针对电厂烟气污染治理技术进行了探索。在本次研究项目当中有效结合了SNCR和SCR工艺，针对垃圾焚烧烟气当中的一氧化氮来进行处理，SNCR采用的是非催化还原的处理方法，这种处理方式比较经济实用，对氧化氮的脱除效果也非常明显。SNCR的处理方式优点在于不需要催化剂，设备的构成相对比较简单，存在的缺点是反应条件存在一定的限制，实际的脱氮率仅能达到30%~35%，反应率较低会造成氨气溢出。当采用氨水作为还原剂时，反应可以达到的效率值，主要基于内部环境的实际反应温度，最佳的反应温度取决于烟气的实际各种成分，高氧气含量的烟气最佳反应温度，远远低于低氧含量的烟气大小，SCR作为选择性催化剂还原法，SCR系统对于烟气加热器之后，此时烟气的实际温度控制在300℃~400℃范围之内，烟气在低温催化反应器内部和稀释氨水之间进行有效的结合，在催化剂的作用条件下氧化碳被还原成氮气和水气，整体的氧化氮去除效率可以超过85%以上。通过SCR反应器脱氮之后烟气通过GGH降温处理，在引风机的作用下，可以通过烟囱直接排放到大气内部，对环境的污染程度相对较小。

结束语

由于垃圾焚烧发电行业的环保要求越来越高，烟气净化处理系统显得尤为重要。本文主要探讨了垃圾焚烧烟气净化自动控制系统的设计及控制要点，分析了烟气在线监测系统及仪表的设计选型思路，通过采用先进、多元化的设计理念能够有效地将垃圾焚烧发电厂烟气排放控制在标准范围之内，为后续的垃圾焚烧发电烟气净化处理工程建设提供一些借鉴之处。

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