奥地利Spittelau热力垃圾处理厂介绍
1969年,维也纳市参议会委托刚成立的Fernwarme Wien Gmbh(原Heizbetriebe Wien)负责建设、运行、维护该市区域供热系统,并通过运行建设中的Spittelau垃圾处理厂,合理处理城市固体垃圾。
该公司拥有总装机容量大于25亿W的10个独立车间,形成互联区域供热系统,拥有管线约900km,为欧洲较大的系统之一。目前,该系统以区域热能向20余万住户、约4400工业用户提供环流供暖、热水。
修建Spittelau区域供暖工程,是为了满足约2km之外的新建总医院供暖之需。该厂是维也纳区域供暖系统中第2大供暖厂,额定容量4.6亿W。热力垃圾处理厂,处理能力为25万t/a,并与供暖系统相连,供热能力6000万W(基本负荷)。另有5台燃气或燃油型热水锅炉,可在高峰负荷时提供约4000 万W能量。
随着烟道废气清洁技术的不断调整和完善,Spittelau处理厂于1986~1989年装备了烟道废气洗涤系统,于1989年装备了非常现代化的氮氧化物消除装置和二恶英消除设施。
同时,整个区域供暖厂的外表经著名的画家兼建筑师重新设计,将原来简朴的建筑改造为别具一格的艺术性建筑物,融技术、生态和艺术于一体,而且为消除城市环境视觉污染做出了重大贡献。
1 垃圾转运及焚烧过程
维也纳城市固体垃圾,即生活垃圾和具有相似成分的无公害商业垃圾,在每星期1至星期5的7:00~15:00被运到Spittelau处理厂。
每天,250余辆垃圾转运车经过两台地秤称重,然后将垃圾从8个倾倒点倒入容积为7000m3的垃圾仓中。
垃圾经过完全混合(均匀热值),被两台桥吊(抓斗容积4m3)送入两条焚烧线。
该垃圾处理厂由两条垃圾焚烧线(各带烟道废气处理车间1座,共用一套SCR氮氧化物消除装置和二恶英消除设施)和1座废水处理车间(处理烟道废气洗涤系统产生的废水)组成。
垃圾通过焚烧炉进料斜槽和柱塞式液压进料装置,经斗仓送到焚烧炉底端的燃烧格栅上。面积达35rn2的双轨、反作用冲程斜格栅每小时可热处理垃圾18t。
在焚烧炉开、停运行的过渡阶段,2台900万W的燃气锅炉保证炉内温度在800℃以上,从而达到了烟道废气完全燃烧的要求。正常运行时,无须使用辅助燃烧炉,因为8600kJ/kg的低位热值足以维持自燃焚烧过程。
以下是1999年度能量平衡数据:
每年天然气(5188620m3)产生的能量0.5亿kW•h
每年垃圾(263156t)产生的能量6.5亿kW•h
每年总能量7.02亿kW•h
每年有用能量5.28亿kW•h
每年能量损耗1.738亿kW•h
每年锅炉和废热损耗1.592亿kW•h
每年其他损耗0.146亿kW•h
每年内部热消耗0.102亿kW•h
内部功率消耗0.210亿(kw•h)/a
功率输出0.155亿(kW•h)/a
每年热能输出4.815亿kW•h
损耗25%
能量输出71%
内部能量消耗4%
锅炉效率81%
2 区域供暖和发电
焚烧过程产生的850℃烟道废气将热量传至废热锅炉受热面。两条焚烧线每小时共产生90t饱和蒸汽(3300kPa)。出于发电需要,蒸汽先在背压涡轮内降压至450kPa,然后在热交换器组内冷凝,将热能转移至区域供暖系统回流水中。
到达燃烧炉栅底部的不燃物质(炉渣)被倒入注水的炉渣排放装置冷却。
冷却炉渣经悬挂式电磁体除去废金属后,由带式输送机传送至炉渣斗。从垃圾斗中抽取焚烧过程所需的新鲜空气,使垃圾斗始终处于半真空状态,最大限度降低了倾倒点向周围空气逸出气味和粉尘。
另外一方面,计算机燃烧控制系统保证了栅上燃烧处于最佳状态,使炉渣和烟道废气能够充分、完全地得到燃烧。
3 烟道废气的处理
3.1去除粉尘、湿式洗涤
1971 年投入运行时,该处理厂装备了高效静电除尘器,并于1986年加装了二级烟道废气洗涤器及微尘分离装置(即电动文氏管)。通过改进上述3项处理工序,及 1989年在洗涤器之后安装欧洲首套氮氧化物消除装置,Spittelau处理厂成为各热力垃圾处理厂中清洁烟道废气、减少污染排放的国际先锋。
改造后,现有工艺排放远远低于10a前实施的奥地利清洁空气法所规定的生活垃圾焚烧蒸汽炉车间的排放限值。
180℃的烟道废气从废热锅炉流经第1热交换装置,经三级静电除尘器初步处理后,粉尘含量低于5mg/m3。此处收集的过滤粉尘被机械气动传送系统转运至容积为125m3的地坑中。
除尘后的烟道废气进入第1洗涤器冷却装置中,经开路水射器冷却至饱和温度(60℃~65℃)。在pH值为1的状态下运行的第一洗涤器,通过交错水流使气水充分接触,去除了HC1,HF(氟化氢),粉尘及粒状、气状重金属。
第 2洗涤器设计为逆流洗涤器,在pH值为7的状态下工作,用于去除烟道废气中的SO2。在下一处理工序,即静电文氏管,烟道废气余尘含量降至1mg/m3以下,后被增湿分离,再经中心电极充电。在第2热交换器,烟道废气被重新加热至105℃,经引风机送入氮氧化物消除装置和二恶英分解装置。
3.2去除氮氧化物和二恶英
氮氧化物消除装置将选择性催化还原(SCR)作为最终烟道废气处理工序。
来自两条焚烧生产线的烟道废气气流汇合后与汽化氨水混合,由加热管、烟道炉加热至280℃的反应温度。
氮氧化物(NOx)经过3道催化转化器工序,与加入烟道废气中的氨、氧发生反应,生成氮和蒸汽,同时使二恶英、呋喃被分解。最终废气被第3热交换器降温至115℃,通过126m高的烟囱排入大气。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”