生活垃圾焚烧发电PPP项目烟气排放标准选择对政府补贴价格的影响


来自:大岳咨询     发表于:2019-09-12 17:00:47     浏览:116次

目前,我国生活垃圾处理方式已从填埋为主逐渐发展为以焚烧为主。虽然焚烧的成本比填埋高,但其有较好的减量化、资源化效果,已成为目前各地生活垃圾处理的首选或必选。

生活垃圾焚烧发电产生的烟气会对周围居民生产生活产生影响,因此,国家和地方政府对生活垃圾焚烧发电厂的烟气排放一般会制定相应的标准并严格监管。

生活垃圾焚烧发电流程如下图所示:

 

一、生活垃圾焚烧发电项目的烟气排放标准

生活垃圾焚烧发电厂烟气排放一般有三个标准:国家标准【《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485-2014)】、欧盟标准【欧盟排放标准为《欧盟工业排放指令》(2010/75/EU)】和地方标准。其中国家标准是必须要满足的,有的地方政府会取国家和欧盟标准中较高的一个执行。还有些省份出台了地方标准,地方标准一般会比国家标准和欧盟标准更高。表一为国家标准、欧盟标准和某地方标准的对比。

表一:烟气排放标准对比表


二、烟气处理工艺选择

垃圾焚烧厂烟气处理工艺主要是对酸性气体(HCl,HF,SOx)、氮氧化物(NOx)、颗粒物、有机物(包括二噁英)及重金属等进行控制。

烟气净化系统是生活垃圾焚烧污染控制的关键,烟气净化后各种气体污染物的排放浓度应达到相应标准。

烟气净化采用的工艺有干法、半干法、湿法、SNCR、袋式除尘器、活性炭吸附、SCR等不同组合。

1、 酸性污染物净化的方法

一般可分为干法、半干法和湿法三种,这三种方法各有优缺点,可单独或组合运用。

1) 干法

主要是把碳酸氢钠(NaHCO3)当做吸收剂,反应剂微粒表面直接和酸气接触,发生化学中和反应,生成无害的中性盐颗粒,在除尘器里,反应产物连同烟气中粉尘和未参加反应的吸收剂一起被捕集下来,达到净化酸性气体的目的。

2) 半干法

半干法的吸收剂一般用氧化钙(CaO)或氢氧化钙(Ca(OH)2)为原料,制备成氢氧化钙(Ca(OH)2)浆液(也有使用其它碱液的)。在烟气净化工艺流程中通常置于除尘设备之前,因为注入石灰浆后在反应塔中形成大量的颗粒物,必须由除尘器收集去除。常见的半干法处理工艺有旋转喷雾工艺和循环流化反应工艺。

3) 湿法

主要是把碱性物质(NaOH等)当做吸收剂,烟气进入后经过与NaOH溶液充分接触得到很高的脱酸效果,净化效率高。

2、 烟气脱硝工艺方法

目前国内常见的脱硝工艺有选择性非催化还原法(SNCR)、选择性催化还原法(SCR)、SNCR/SCR联合脱硝工艺等。

1) SNCR

选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction)

选择性非催化还原是指无催化剂的作用下,将还原剂喷入炉膛温度为 850 ~ 1100℃ 的区域,还原剂迅速热分解成 NH3,与烟气中的NOx反应生成N2和水。该技术一般采用炉内喷氨、尿素或氢氨酸作为还原剂,还原剂只和烟气中的 NOx反应,一般不与氧反应。本技术无需催化剂,成本控制低。

2) SCR

选择性催化还原技术(selective catalytic reduction)

在催化剂的作用下,喷入还原剂氨或尿素,把NOx还原成N2和H2O。SCR法的还原剂是氨气,氨气供应系统可选用尿素、氨水和液氨作为制备氨气的原料。

3) SNCR/SCR联合脱硝工艺

SNCR不需要催化剂,但其还原反应所需的温度比SCR高得多,因此SNCR需设置在焚烧炉膛内完成,将NOx排放量降至大约200mg/Nm3。SNCR脱硝效率不高,一般用炉内SNCR系统的还原剂制备、稀释、喷射、控制系统的基础上,加装烟气尾部脱硝装置(SCR),组成SNCR/SCR联合脱硝工艺。

3、 国内典型生活垃圾焚烧发电项目烟气净化工艺

SNCR、干法、半干法、活性炭吸附、袋式除尘器是生活垃圾焚烧发电项目的一般配置,但湿法工艺和SCR则为选用。

近几年,随着各地对环境控制标准的提高,对酸性气体和氮氧化物的排放标准要求越来越高,为了达标,SCR和湿法也成了必选工艺。SCR和湿法工艺在设备投资、运行成本等方面对政府补贴价格影响较大,十个国内典型的大型生活垃圾焚烧发电项目的烟气净化工艺情况详见表二。

表二:国内十个大型垃圾焚烧厂烟气净化工艺选型情况

序号

项目名称

烟气净化组合工艺

1

北京鲁家山项目

SNCR+半干法+干法+活性炭吸附+袋式除尘器+SCR+GGH

2

上海老港项目

SNCR脱硝+干法+活性炭吸附+袋式除尘器+湿法

3

上海老港二期项目

SNCR+减温塔+干法+活性碳吸附+袋式除尘器+湿法+SCR+GGH

4

上海天马项目

SNCR+减温塔+干法+活性碳吸附+袋式除尘器+湿法

5

广州李坑二期项目

SNCR脱硝+半干法+干法+活性炭吸附+袋式除尘器

6

深圳老虎坑三期项目

SNCR+半干法+活性炭吸附+袋式除尘器+湿法+SCR

7

杭州九峰项目

SNCR+半干法+活性炭吸附+袋式除尘器+SCR+湿法+GGH

8

深圳东部环保电厂

SNCR+半干法+活性炭吸附+袋式除尘器+湿法+SCR

9

杭州临江

SNCR+半干法+干法+活性炭吸附+袋式除尘器+湿法+GGH+SCR

10

杭州城西资源化项目

SNCR+半干法+干法+活性炭喷射吸附+袋式除尘+GGH + 湿法+GGH (烟气再加热)SGH (蒸汽烟气加热)+SCR

三、烟气处理工艺选择对生活垃圾焚烧发电PPP项目政府补贴价格的影响

鉴于SNCR、干法、半干法、活性炭吸附、袋式除尘器属于常规配置,不再一一赘述,现对影响较大且可选用的湿法工艺和SCR进行分析:

1、 SCR的影响

若要求氮氧化物控制在100 mg/Nm3以下,则必须配备SCR工艺。若每个焚烧炉配备一套SCR系统(按照单台日焚烧处理能750吨/日规模考虑),设备投资在1200-2000万元(另需增加土建成本)。若SCR工艺增加投资为1500万元,以日处理垃圾规模400吨计,则每吨投资增加约3-4万元,对单吨垃圾政府补贴的影响在9-12元左右。若日处理规模扩大,则单吨政府补贴单价会降低。

在运行过程中,由于SCR脱硝反应器对温度要求相对较低,会少发电3-4%左右。按每吨进厂垃圾发电400度计算,3-4%的影响为12-15度电,按照每吨垃圾发电280度以上的每度入网价格0.32元左右计算,对发电收入的影响约为每吨4元左右。

增加SCR脱硝工艺,每吨垃圾需增加的物料成本包括尿素约2元、SCR催化剂约4元。

综合SCR的投资、发电收入影响、物料消耗等因素,若增加SCR脱硝处理设备,单吨垃圾的政府补贴价格需增加约19-22元。

2、湿法工艺的影响

湿法工艺主要作用是去除酸性污染物,如二氧化硫、氯化氢等。在国标中,二氧化硫的24小时平均排放控制标准是80 mg/Nm3 ;欧盟的标准是50 mg/Nm3 。若需达到一些省份的地方标准20 mg/Nm3 ,不采用湿法很难实现。因此,有些地方政府在工艺选择时为保险起见,会选择增加湿法工艺。

一套湿法工艺设备每条生产线的投资大约在1300万左右(按照每条线处理规模750吨/日计算),吨投资增加约为1.5-2万元,对吨垃圾处理补贴的影响在4-6元。

若采用湿法工艺,则每吨垃圾消耗氢氧化钠约为10-12千克,按照氢氧化钠每吨1200-1500元计算,吨垃圾处理成本增加约12-15元。

湿法工艺产生的洗烟废水需要单独处理,对成本的影响也比较大。湿法洗烟废水产生量约为垃圾进厂量的10%-20%,每吨湿法废水的处理成本在35-45元,即每吨垃圾的处理成本增加4-5元。

综合湿法的投资、物料消耗、洗烟废水处理等成本,湿法工艺对吨政府补贴的影响在20-26元。


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