活性炭吸附与光氧催化应急除臭并联使用分析

熊岩

（中国城市建设研究院有限公司，北京100120）

1 引言

垃圾池作为储存垃圾的场所，整体为一个相对密闭的空间。为了保证垃圾仓臭气不外溢，在保证垃圾仓尽可能密闭的同时需要对垃圾仓采取负压吸风措施。垃圾仓吸出空气的处理方式主要分为2 种：（1）一次风从垃圾仓取风，臭气在焚烧炉内直接燃烧；（2）通过应急除臭设备吸附处理后高空排放。焚烧炉低负荷或停炉情况下，一次风的风量不能保证垃圾仓负吸风的风量，这时主要通过除臭风机将臭气引至除臭设备，经活性炭吸附、光氧催化、化学吸收等方式除臭处理后高空排放。

2 沈阳大辛垃圾焚烧发电项目应急除臭风量核算条件

根据设计经验，垃圾仓卸料门洞口处的截面风速不小于0.6m/s 时，垃圾仓基本能保证仓内臭气不外溢至卸料大厅或厂区内。因此，影响垃圾仓负压状态的因素主要为以下6 点：

1）焚烧炉一次风吸风量：一次风的吸风量与项目所在地的垃圾热值有直接关系，根据项目经验本项目单台炉的一次风风量暂按88 000m3/h 考虑。

2）焚烧炉同时运行台数：本项目焚烧炉共4 台，项目投入前期3 台炉同时运行，后期4 台炉同时运行。

3）卸料门门洞尺寸：3 600mm×6 000mm。

4）垃圾车卸料时卸料门同时开启数量：高峰时段卸料门同时开启6 道，平时运行工况卸料门同时开启2～3 道。

5）垃圾仓其他缝隙漏风面积：2.4m2。

6）厂区送至垃圾仓的风量：共38 000m3/h，其中渗沥液收集区域28 000m3/h，渗沥液处理区10 000m3/h。

3 除臭风量的核算分析

根据焚烧炉运行状态及垃圾卸料门开启状态应急除臭设备负荷风量计算如下：

式中，Ly为应急除臭吸风量，m3/h；A1为单个卸料门漏风面积，m2；n1为卸料门开启数量，个；A2为垃圾池其他漏风面积，本项目按2.4m2考虑；V 为漏风点截面风速，按照0.6m/s 计算；Lf为单台炉一次风吸风量，m3/h；n2为焚烧炉运行数量，台；Ls为渗沥液收集区排至垃圾仓风量，本项目按28 000m3/h 考虑；Lc为渗沥液处理区排至垃圾仓风量，本项目按10 000m3/h 考虑。计算结果如表1 所示。

表1 应急除臭设备负荷风量表m3/h

4 并联除臭方案的应用分析

本项目预配置活性炭吸附及光氧催化并联应急除臭设备1 套，其中光氧催化应急臭气处理量为110 000m3/h，活性炭吸附除臭设备臭气处理量为110 000m3/h。为保持垃圾仓除臭设备的运行效率及除臭效果，个别焚烧炉停炉时优先开启低温等离子除臭设备，停炉较多或全部停炉时开启活性炭吸附设备进行除臭。据此原则得到的除臭设备运行工况如表2 所示。

表2 应急除臭开启模式表

5 并联除臭方案经济性分析

根据大多数垃圾发电厂的运营情况，焚烧炉同时投入运营的数量按照4 台考虑，非高峰期的卸料门开启数量按照3道门计算，高峰期卸料门同时开启数量按照6 道门计算（检修期为5 道门）。

5.1 单台炉故障停炉运营的经济性

单台炉出现故障时，全场只有3 台炉同时运行，此时只需在高峰期（卸料门开启数量在5 道以上）开启光氧催化除臭设备，经济投入主要为耗电投入（通常情况下，垃圾焚烧发电厂发电量除上网发电量外，厂用电可满足设备运行需求，可不计算此部分费用）。

5.2 全厂检修期运营的经济性

根据运营经验，每年焚烧主厂房有一次约30d 焚烧炉检修期，检修期间只运行一台焚烧炉。由表2 可知，检修其间的除臭风量约为：正常工况95 300m3/h，高峰时段（检修期高峰时段开启5 道卸料门）188 700m3/h。按照目前的除臭配置正常时段（中午12：00～凌晨3：00）下开启光氧催化除臭，高峰时段（4：00～11：00）开启“光氧催化+活性炭吸附除臭”。活性炭用量约为0.35t/d，检修其间经济投入约为1 400元/d（活性炭单价按照4 000 元/t 计算），年总投资约4.2 万元；若检修期间全部采用活性炭除臭，活性炭用量约为2.1t/d，检修期经济投入约为8 400 元/d，年总投资约25.2 万元。由此可知，检修期“活性炭+等离子除臭”的方式每年可节省投资约21 万元，运营成本降低了约83%。

6 结语

采用光氧催化和活性炭吸附并联的应急除臭系统不仅可以增加活性炭吸附除臭与等离子除臭的运行机动性，同时很大程度上降低了应急除臭的运营成本。