探秘李坑垃圾厂焚烧疑云
二噁英在850℃高温环境下就会自动分解,但是市民却发现李坑垃圾焚烧厂的灰渣中剩有三四百度就可以烧掉的拖鞋和塑料袋。拖鞋、塑料袋都烧不掉,能烧掉二噁英?垃圾焚烧技术到底成不成熟?专家表示,即便燃烧不充分所产生的二噁英也会在二次燃烧室被分解,但即便是在这一步100%分解,却还有可能再合成,因此垃圾焚烧技术中,整个烟气净化系统最关键……
根据国家标准要求的《生活垃圾焚烧污染控制标准》、《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》等要求,生活垃圾焚烧厂在规划设计、接受、储存、运输、燃烧、烟气净化、热能利用等各个环节有明确要求。为了便于理解,记者将最关键的部分大致分为三个步骤。
第一步:堆放发酵减少水分提高热值
对于上访村民以及公众对炉渣中的拖鞋塑料袋的质疑,尽管广州市城管委此前已解释:是设备中负责推送垃圾的鲨鱼鳍挡板出现磨损,导致垃圾燃烧不充分。但市民仍想不明白,连鞋子、塑料袋都没烧掉,是不是已有大量没有被烧掉的二噁英跑到空气中去了?对此,广州市城管委总工程师鲍伦军称,民众将炉膛燃烧室和二次燃烧室的概念混淆了,才会产生这样的担忧。
鲍伦军介绍,李坑垃圾焚烧厂每天可以烧掉1040吨垃圾,但由于餐厨垃圾占比大,含水量高,而含水量高的垃圾直接烧掉,其热值不高,对于发电也不利。因此,李坑垃圾焚烧厂有一个可以储存10天垃圾的储存池(国家规范要求储存5-7天)。垃圾运到焚烧厂后,首先堆在池子里发酵,会蒸发掉一部分水分,还有部分水分会以渗沥液的方式流出来被收集再处理。
德国工学博士,西南交通大学环境科学与工程学院张文阳教授表示,垃圾的水分过多,热值不高,还可能会影响下一个环节,即二次燃烧室的温度可能难以稳定达到850℃以上,那是分解大量二噁英的关键。运营商有没有可能将水分很多的垃圾拿去烧呢?张文阳介绍,如果垃圾太湿,烟气处理尾端达不到要求,需要撒更多的药物吸附,使烟气达标,成本可能会更高。
第二步:翻动燃烧产生大量二噁英
鲍伦军介绍,李坑垃圾焚烧厂在对垃圾进行燃烧过程中,抓斗一次性可抓3-5吨的垃圾进入炉膛,让带有鲨鱼鳍挡板的给料机,均匀将垃圾推到炉排上焚烧。炉排为梯形设计,不断从底下向上翻滚,使得垃圾可以燃烧得更充分。在这个过程中,不论如何都会产生大量二噁英。“因为你不可能在瞬间就达到850℃,即便是"瞬间"也是有时间过程,所以这个过程会产生大量含有二噁英的烟气。”鲍伦军说,这些烟气会随着热气上升,到达二次燃烧室,这里虽然没有添加另外的燃料,但是处于火焰的外焰部分,温度是最高的。
《生活垃圾焚烧污染控制标准》要求,焚烧炉的设计要根据烟气的流速,让烟气在850℃高温以上的区域停留2秒以上,以及在1000°以上的温度区域停留1秒以上。鲍伦军说,根据他们的实测,李坑垃圾焚烧厂的二次燃烧室的实际温度,基本都可以达到950℃以上,停留时间为2.5秒。
鲍伦军说,大量的二噁英基本在这部分烧掉去除了。所以即便是炉膛内有燃烧不充分的垃圾,其产生的二噁英也会在二次燃烧室被烧掉。内如果有没有烧干净的炉渣,会在不低于600°的温度环境下,继续处理,部分没有烧掉的垃圾还会燃烧,只要炉渣的重量减少量在5%以内(即炉渣热灼减率小于等于5%),说明燃烧是比较充分的。就算超过这个范围,也可以拿过去再烧一次,燃烧不充分产生更多一氧化碳和二噁英的烟气,会被监测到,通过处理依然可以做到达标排放。虽然不能时时监测二噁英的含量,但是可以通过一氧化碳的含量,来判断燃烧充分程度。
张文阳教授表示,炉膛的燃烧不充分可能所产生更多二噁英确实可以在二次燃烧室被烧掉分解。二次燃烧室内的温度要达到850℃,关键在于垃圾本身的热值,如果是夏天垃圾内很多西瓜皮,拿去直接烧,可能就达不到这个温度要求。其实,餐厨垃圾是不能拿去烧的,在国外,餐厨垃圾等生物质垃圾是另外有一套成熟的处理办法,而中国一直没有找到一个合适的处理办法,所以规定在焚烧前需要发酵5-7天,这是因为生物质垃圾一般堆放到第三天的时候就会开始水解,其中的水分至少会减少10%。因此目前广州大力推行垃圾分类是非常重要的。
第三步:活性炭吸附和布袋除尘
鲍伦军说,其实二噁英是固体颗粒物,粒径在PM2.5以下。为了让可能没完全烧掉的二噁英不会跑出去,在烟气处理的后端,还要喷洒活性炭对其进行吸附,然后再让烟气通过密度非常大的布袋进行吸附过滤之后,监测烟气中各项指标达标了,才可以达标排放。此外,烟气中还有其它的有毒有害物质如氯化氢、氟化氢、硫氧化物、氮氧化物等酸性污染物、重金属等污染物,还有专门的针对性措施进行处理,使得尾气达标排放。“大家看到我们的烟囱老是冒白烟,以为是大量的有害气体。其实那是冷却发电机产生的水蒸气。”鲍伦军说。
张文阳解释,二噁英的形成机理非常复杂,在二次燃烧室内基本已经分解完了,但是在离开二次燃烧室之后,又有可能继续合成二噁英,所以活性炭吸附和布袋除尘等尾端的处理工艺非常重要。
李坑垃圾焚烧厂的二噁英的排放量是多少?多久监测一次?对此鲍伦军解释,烟气排放的检测是委托了第三方机构中国广州分析测试中心每年检测两次,其它数值根据要求每月检测一次,他一时想不起具体数值,但绝对远低于国家标准的1ngTE/Nm3。“除非发生重大事故,否则不可能超标。”鲍伦军说。
Q&A
垃圾未分类什么都可以烧?
张文阳:国外的餐厨垃圾一般都没有拿到焚烧炉内去烧,有另外一套成熟的处理技术。国内没有找到一个合适的办法,所以设置了存放池,让垃圾先发酵去掉一部分水分再去烧,也可以达到国家的标准。广州的势头很好,现在在大力推行垃圾分类。
国内外的垃圾焚烧技术是否都差不多?
张文阳:焚烧的工艺都差不多,但是烟气净化系统差别很大。国内以前的设备达到我们国家的标准是没有问题的,欧盟的标准更严苛。北京最近新建的垃圾焚烧厂就基本可以接近欧盟水平了。
国外经过先进的烟气处理技术二噁英排放达到什么水平?
张文阳:目前,发达国家的大型城市生活垃圾焚烧发电厂绝大多数烟气净化系统均不采用活性碳吸附的工艺或不单独用。而是采用静电除尘器+一级酸洗(脱除焚烧尾气中酸性介质中的H F、H C l)+二级酸洗(脱除焚烧尾气中酸性介质中的硫化物)+SC R (脱氮脱二噁英)工艺。其烟气中各项污染物排放值都远远低于欧盟最严格的排放标准Europeannew D irective 2000/76/E。其二噁碤(PC D D /F)平均排放浓度为0.0025ngTE/Nm3(欧盟2000/76/E排放值为0.1ngTE/Nm3;我国G B18485-2001排放值为1ngTE/Nm3)。
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