活性炭吸附與光氧催化應(yīng)急除臭并聯(lián)使用分析

熊巖

（中國(guó)城市建設(shè)研究院有限公司，北京100120）

1 引言

垃圾池作為儲(chǔ)存垃圾的場(chǎng)所，整體為一個(gè)相對(duì)密閉的空間。為了保證垃圾倉(cāng)臭氣不外溢，在保證垃圾倉(cāng)盡可能密閉的同時(shí)需要對(duì)垃圾倉(cāng)采取負(fù)壓吸風(fēng)措施。垃圾倉(cāng)吸出空氣的處理方式主要分為2 種：（1）一次風(fēng)從垃圾倉(cāng)取風(fēng)，臭氣在焚燒爐內(nèi)直接燃燒；（2）通過(guò)應(yīng)急除臭設(shè)備吸附處理后高空排放。焚燒爐低負(fù)荷或停爐情況下，一次風(fēng)的風(fēng)量不能保證垃圾倉(cāng)負(fù)吸風(fēng)的風(fēng)量，這時(shí)主要通過(guò)除臭風(fēng)機(jī)將臭氣引至除臭設(shè)備，經(jīng)活性炭吸附、光氧催化、化學(xué)吸收等方式除臭處理后高空排放。

2 沈陽(yáng)大辛垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目應(yīng)急除臭風(fēng)量核算條件

根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，垃圾倉(cāng)卸料門洞口處的截面風(fēng)速不小于0.6m/s 時(shí)，垃圾倉(cāng)基本能保證倉(cāng)內(nèi)臭氣不外溢至卸料大廳或廠區(qū)內(nèi)。因此，影響垃圾倉(cāng)負(fù)壓狀態(tài)的因素主要為以下6 點(diǎn)：

1）焚燒爐一次風(fēng)吸風(fēng)量：一次風(fēng)的吸風(fēng)量與項(xiàng)目所在地的垃圾熱值有直接關(guān)系，根據(jù)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)本項(xiàng)目單臺(tái)爐的一次風(fēng)風(fēng)量暫按88 000m3/h 考慮。

2）焚燒爐同時(shí)運(yùn)行臺(tái)數(shù)：本項(xiàng)目焚燒爐共4 臺(tái)，項(xiàng)目投入前期3 臺(tái)爐同時(shí)運(yùn)行，后期4 臺(tái)爐同時(shí)運(yùn)行。

3）卸料門門洞尺寸：3 600mm×6 000mm。

4）垃圾車卸料時(shí)卸料門同時(shí)開(kāi)啟數(shù)量：高峰時(shí)段卸料門同時(shí)開(kāi)啟6 道，平時(shí)運(yùn)行工況卸料門同時(shí)開(kāi)啟2～3 道。

5）垃圾倉(cāng)其他縫隙漏風(fēng)面積：2.4m2。

6）廠區(qū)送至垃圾倉(cāng)的風(fēng)量：共38 000m3/h，其中滲瀝液收集區(qū)域28 000m3/h，滲瀝液處理區(qū)10 000m3/h。

3 除臭風(fēng)量的核算分析

根據(jù)焚燒爐運(yùn)行狀態(tài)及垃圾卸料門開(kāi)啟狀態(tài)應(yīng)急除臭設(shè)備負(fù)荷風(fēng)量計(jì)算如下：

式中，Ly為應(yīng)急除臭吸風(fēng)量，m3/h；A1為單個(gè)卸料門漏風(fēng)面積，m2；n1為卸料門開(kāi)啟數(shù)量，個(gè)；A2為垃圾池其他漏風(fēng)面積，本項(xiàng)目按2.4m2考慮；V 為漏風(fēng)點(diǎn)截面風(fēng)速，按照0.6m/s 計(jì)算；Lf為單臺(tái)爐一次風(fēng)吸風(fēng)量，m3/h；n2為焚燒爐運(yùn)行數(shù)量，臺(tái)；Ls為滲瀝液收集區(qū)排至垃圾倉(cāng)風(fēng)量，本項(xiàng)目按28 000m3/h 考慮；Lc為滲瀝液處理區(qū)排至垃圾倉(cāng)風(fēng)量，本項(xiàng)目按10 000m3/h 考慮。計(jì)算結(jié)果如表1 所示。

表1 應(yīng)急除臭設(shè)備負(fù)荷風(fēng)量表m3/h

4 并聯(lián)除臭方案的應(yīng)用分析

本項(xiàng)目預(yù)配置活性炭吸附及光氧催化并聯(lián)應(yīng)急除臭設(shè)備1 套，其中光氧催化應(yīng)急臭氣處理量為110 000m3/h，活性炭吸附除臭設(shè)備臭氣處理量為110 000m3/h。為保持垃圾倉(cāng)除臭設(shè)備的運(yùn)行效率及除臭效果，個(gè)別焚燒爐停爐時(shí)優(yōu)先開(kāi)啟低溫等離子除臭設(shè)備，停爐較多或全部停爐時(shí)開(kāi)啟活性炭吸附設(shè)備進(jìn)行除臭。據(jù)此原則得到的除臭設(shè)備運(yùn)行工況如表2 所示。

表2 應(yīng)急除臭開(kāi)啟模式表

5 并聯(lián)除臭方案經(jīng)濟(jì)性分析

根據(jù)大多數(shù)垃圾發(fā)電廠的運(yùn)營(yíng)情況，焚燒爐同時(shí)投入運(yùn)營(yíng)的數(shù)量按照4 臺(tái)考慮，非高峰期的卸料門開(kāi)啟數(shù)量按照3道門計(jì)算，高峰期卸料門同時(shí)開(kāi)啟數(shù)量按照6 道門計(jì)算（檢修期為5 道門）。

5.1 單臺(tái)爐故障停爐運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)性

單臺(tái)爐出現(xiàn)故障時(shí)，全場(chǎng)只有3 臺(tái)爐同時(shí)運(yùn)行，此時(shí)只需在高峰期（卸料門開(kāi)啟數(shù)量在5 道以上）開(kāi)啟光氧催化除臭設(shè)備，經(jīng)濟(jì)投入主要為耗電投入（通常情況下，垃圾焚燒發(fā)電廠發(fā)電量除上網(wǎng)發(fā)電量外，廠用電可滿足設(shè)備運(yùn)行需求，可不計(jì)算此部分費(fèi)用）。

5.2 全廠檢修期運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)性

根據(jù)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，每年焚燒主廠房有一次約30d 焚燒爐檢修期，檢修期間只運(yùn)行一臺(tái)焚燒爐。由表2 可知，檢修其間的除臭風(fēng)量約為：正常工況95 300m3/h，高峰時(shí)段（檢修期高峰時(shí)段開(kāi)啟5 道卸料門）188 700m3/h。按照目前的除臭配置正常時(shí)段（中午12：00～凌晨3：00）下開(kāi)啟光氧催化除臭，高峰時(shí)段（4：00～11：00）開(kāi)啟“光氧催化+活性炭吸附除臭”。活性炭用量約為0.35t/d，檢修其間經(jīng)濟(jì)投入約為1 400元/d（活性炭單價(jià)按照4 000 元/t 計(jì)算），年總投資約4.2 萬(wàn)元；若檢修期間全部采用活性炭除臭，活性炭用量約為2.1t/d，檢修期經(jīng)濟(jì)投入約為8 400 元/d，年總投資約25.2 萬(wàn)元。由此可知，檢修期“活性炭+等離子除臭”的方式每年可節(jié)省投資約21 萬(wàn)元，運(yùn)營(yíng)成本降低了約83%。

6 結(jié)語(yǔ)

采用光氧催化和活性炭吸附并聯(lián)的應(yīng)急除臭系統(tǒng)不僅可以增加活性炭吸附除臭與等離子除臭的運(yùn)行機(jī)動(dòng)性，同時(shí)很大程度上降低了應(yīng)急除臭的運(yùn)營(yíng)成本。