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文章導(dǎo)讀
只有選擇合適的煙氣凈化技術(shù)，才能用最小的投資達(dá)到《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB18485- 2001中規(guī)定的要求，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的，從而提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
▲ 來(lái)源：煤化工知庫(kù)
垃圾焚燒發(fā)電廠中煙氣凈化系統(tǒng)的建設(shè)是一次性投資和持續(xù)性運(yùn)行投入均較高的環(huán)保項(xiàng)目，約占整個(gè)垃圾發(fā)電廠工程造價(jià)的1/3。因此，如何結(jié)合資源條件，科學(xué)合理地選擇切合實(shí)際的煙氣凈化技術(shù)十分重要。
只有選擇合適的煙氣凈化技術(shù)，才能用最小的投資達(dá)到《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB18485- 2001中規(guī)定的要求，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的，從而提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
1、幾種工藝的比較
目前，國(guó)內(nèi)外垃圾焚燒行業(yè)的煙氣凈化工藝有多種方案，主要為脫酸系統(tǒng)和除塵系統(tǒng)的不同組合。
1.1 脫酸系統(tǒng)比較
垃圾焚燒中產(chǎn)生的酸性氣體有HCl、SO2 等，脫除酸性氣體的方法概括起來(lái)可分濕法、半干法、干法三種。它們對(duì)HCl 的去除效率分別為98%、90%、80%，對(duì)SO2 的去除效率分別為95%、80%～90%、75%，對(duì)吸收劑消耗過量系數(shù)為1、2、3。
顯然，濕式洗滌法對(duì)酸性氣體的去除效果較好。但由于濕式洗滌法存在污水處理問題，其系統(tǒng)的投資費(fèi)用約為半干法系統(tǒng)的1.75倍，同時(shí)其操作和維修費(fèi)用也相應(yīng)增加。
干式脫酸法投資與半干法接近，但對(duì)酸性氣體的去除效果較差。
半干法最大的特點(diǎn)是充分利用煙氣中的余熱，使吸收劑中的水分蒸發(fā)，凈化反應(yīng)產(chǎn)物以干態(tài)固體的形式排出，避免了濕法凈化技術(shù)的缺點(diǎn)。其凈化過程是將煙氣從較高溫度降到設(shè)定溫度，并噴入堿性吸收劑，使之與煙氣中的酸性氣體反應(yīng)，且同時(shí)得到干燥的鹽類產(chǎn)物，再用除塵器加以回收。
將堿性吸收劑與煙氣中的酸性氣體進(jìn)行充分的傳質(zhì)傳熱，不但提高了效率，同時(shí)也可將反應(yīng)生成物得到干燥，最終得到易處理的干粉狀生成物。半干法工藝較成熟，設(shè)備簡(jiǎn)單，一次性投資較低。
其優(yōu)點(diǎn)為：凈化效率高，流程簡(jiǎn)單，設(shè)備少;生成物易處理，無(wú)二次污染;控制系統(tǒng)溫濕度，可避免設(shè)備腐蝕;不結(jié)垢、不堵塞;對(duì)負(fù)荷波動(dòng)適應(yīng)性好，吸收劑用量可按煙氣中污染物濃度進(jìn)行調(diào)節(jié);操作方便，維修量小;水耗量少，占地面積小。
半干法脫酸已具有良好的應(yīng)用實(shí)踐，國(guó)內(nèi)外焚燒廠業(yè)績(jī)表明其可靠性高，性能良好。
1.2 半干法脫酸塔形式的選擇
半干法脫酸塔有多種形式，如噴霧干燥吸收塔、氣體懸浮式吸收塔、增濕灰吸收法(即多組份有毒廢氣治理技術(shù))及循環(huán)灰吸收法。
1.2.1 噴霧干燥吸收塔
噴霧干燥吸收塔凈化吸收劑采用石灰乳液，煙氣一般為下流式，即煙氣從噴霧干燥吸收塔的上部進(jìn)入，下部流出。它的優(yōu)點(diǎn)為：凈化效率高，設(shè)備體積小。噴霧干燥吸收塔的噴嘴結(jié)構(gòu)亦有二大類：
(1)機(jī)械旋轉(zhuǎn)噴嘴。通過高速電機(jī)帶動(dòng)噴嘴旋轉(zhuǎn)(12000～18000r/min)，在強(qiáng)大的離心力作用下，使吸收劑乳液得以霧化。該類噴嘴的缺點(diǎn)是設(shè)備投資高，運(yùn)行費(fèi)用大，操作中維護(hù)管理復(fù)雜。
(2)壓力霧化噴嘴。靠壓縮空氣噴吹吸收劑乳液，乳液與壓縮空氣在噴嘴頭處強(qiáng)烈混合后從噴嘴噴出，使吸收劑乳液霧化，設(shè)備投資低，操作運(yùn)行簡(jiǎn)便，但霧化效果較機(jī)械旋轉(zhuǎn)噴嘴稍差。
1.2.2 氣體懸浮式吸收塔
氣體懸浮式吸收塔吸收劑也采用石灰乳液，它是以循環(huán)流化床技術(shù)為基礎(chǔ)的煙氣凈化裝置，其煙氣流向?yàn)橄逻M(jìn)氣上流式，采用壓力霧化噴嘴。氣體懸浮式吸收塔主要由反應(yīng)器、旋風(fēng)分離器、再循環(huán)箱等部件組成，設(shè)備體積較大且復(fù)雜。
1.2.3 增濕灰吸收法
增濕灰吸收法，即多組份有毒廢氣治理技術(shù)(M H G T)。M H G T 技術(shù)是在噴霧干燥凈化法的基礎(chǔ)上開發(fā)出來(lái)的。主要特點(diǎn)是采用干法吸收劑，水作為吸收劑的增濕用水，使吸收劑的含濕量從2% 增濕到 5%，以提高吸收劑的活性。
同時(shí)將大量循環(huán)灰進(jìn)入脫酸反應(yīng)器，提高吸收劑的利用率，采用高倍率密相循環(huán)能有效防止吸收塔內(nèi)壁結(jié)垢。它較原始干法的凈化效率高，又無(wú)濕法水的二次污染，同時(shí)免去了噴霧干燥凈化法吸收劑溶液的制備和噴霧過程。
全套系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活，脫硫率高、耗水量少，一次性投資較低，操作方便，維修量小，占地面積少。而且工作過程清潔，無(wú)廢水產(chǎn)生，生成物易于處理。
1.2.4 循環(huán)灰吸收法
循環(huán)灰吸收法是采用煙氣進(jìn)口段噴水增濕，強(qiáng)化吸收劑活性的煙氣脫硫工藝。來(lái)自焚燒爐的煙氣由底部進(jìn)入煙氣吸收塔，水由煙氣吸收塔下部的雙流體霧化噴嘴噴入煙氣吸收塔，新鮮消石灰和大量的循環(huán)灰由流化風(fēng)機(jī)流化后送入吸收塔，它們以很高的傳質(zhì)速率在煙氣吸收塔中與煙氣和水充分混合，并與煙氣中的有害氣體發(fā)生反應(yīng)，生成各反應(yīng)產(chǎn)物。
這些干態(tài)的反應(yīng)產(chǎn)物從煙氣吸收塔的出口進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行分離，布袋除塵器捕集到的物料大部分再循環(huán)進(jìn)入煙氣吸收塔。
和MHGT 法一樣，循環(huán)灰吸收法也免去了噴霧干燥凈化法吸收劑溶液的制備和噴霧過程。與MHGT 法相比，它有著MHGT 法的同樣優(yōu)點(diǎn)，并且由于循環(huán)灰是干灰，經(jīng)空氣斜槽循環(huán)使用，增強(qiáng)了循環(huán)灰的流動(dòng)性，使循環(huán)灰的循環(huán)過程流暢，循環(huán)灰入凈化塔時(shí)不易堵塞。
但同時(shí)，由于新鮮消石灰和循環(huán)灰是依靠?jī)艋?nèi)下部噴入的水霧來(lái)增濕，其增濕活化效果必定較直接用水混合增濕時(shí)稍差，因而導(dǎo)致脫酸效率的降低。
1.3 除塵設(shè)備比較
靜電除塵器和布袋除塵器均可達(dá)到廢氣粒狀污染物排放標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)(80mg/m3)，但靜電除塵器效率再提高的可能性不大，而布袋除塵器如采用聚四氟乙烯薄膜濾料(PTFE)，則粒狀污染物可降至10mg/m3 以下。布袋除塵器對(duì)微小粒狀物的捕集效果良好，對(duì)重金屬、二惡英、呋喃等毒性物質(zhì)具有較高的脫除效率。
國(guó)外已發(fā)現(xiàn)靜電除塵器內(nèi)有二惡英與呋喃的再合成現(xiàn)象。因此，采用布袋除塵器，排煙中Hg 和Cd 的濃度可達(dá)到0.2mg/m3，而靜電除塵器一般只能達(dá)到1mg/m3。
另外，當(dāng)排放標(biāo)準(zhǔn)要求較高時(shí)，可在系統(tǒng)中添加活性碳，增加對(duì)重金屬吸附，然后被布袋除塵器捕集，而不需要對(duì)系統(tǒng)作重大改動(dòng)。除塵器的布袋由于采用 PTFE 材料后，既能明顯減小壓力損失，又能提高對(duì)酸性物質(zhì)控制要求的適應(yīng)性。所以采用布袋除塵器顯然比靜電除塵器有利。
其不足之處是濾袋壽命較短、維護(hù)工作量較大，致使其日常運(yùn)行費(fèi)用略高于靜電除塵器。另外，布袋除塵器對(duì)進(jìn)入煙氣的溫度要求比較嚴(yán)格，煙溫過高，濾袋損壞。煙溫過低，煙氣中的酸氣冷凝成酸滴，濾料受腐蝕而損壞。
因此，其上游設(shè)備設(shè)置半干法脫酸塔比較合適，半干法脫酸塔能有效控制進(jìn)入布袋除塵器煙氣的酸度及溫度，同時(shí)需設(shè)置良好的自控裝置及旁通管。兩種除塵器的性能比較見表1。
2、煙氣凈化組合工藝比選
根據(jù)煙氣成份及污染排放標(biāo)準(zhǔn)，煙氣凈化系統(tǒng)由兩個(gè)部分組成，即脫酸系統(tǒng)與除塵設(shè)備的組合?，F(xiàn)行的工藝組合大致有以下四種形式。
(1)靜電除塵器(或布袋除塵器)+ 濕式洗滌塔;
(2)半干法脫酸塔+ 布袋除塵器;
(3)半干法脫酸塔+ 靜電除塵器;
(4)干法脫酸塔+ 袋式(或靜電)除塵器。
各種組合的優(yōu)缺點(diǎn)及性能比較如表2 所示。
3、綜合選擇
綜上所述，在技術(shù)選擇和經(jīng)濟(jì)選擇的基礎(chǔ)上，利用比較分析法選擇較合理的工藝。焚燒垃圾發(fā)電煙氣凈化技術(shù)方案推薦采用半干法脫酸塔加布袋除塵器的組合工藝，如圖1 所示。
以天津雙港垃圾焚燒發(fā)電廠的煙氣凈化系統(tǒng)為例，其采用半干法吸收塔+活性炭噴射系統(tǒng) +脈沖布袋除塵器的組合工藝。在石灰漿制備系統(tǒng)中，Ca(OH)2與一定量的水混合制成濃度約為 20%的石灰漿，然后被送至石灰漿供應(yīng)槽。
石灰漿自供應(yīng)槽被送至位于半干式吸收塔頂部的旋轉(zhuǎn)噴霧器，旋轉(zhuǎn)噴霧器的霧化輪在12000r/min下工作，將吸收劑霧化成液滴，從而與煙氣中的酸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。正常運(yùn)行情況下，石灰漿給料流量應(yīng)在700～1000L/ h，給料管道壓力應(yīng)在30～80kPa 范圍之內(nèi)。
在活性炭噴射系統(tǒng)中，采用氣力輸送，氣源由羅茨風(fēng)機(jī)提供，活性炭經(jīng)計(jì)量裝置直接吹入吸收塔的煙氣出口管道。使用的活性炭為200 目粉體，以保證比表面積和吸附能力。
4、結(jié)束語(yǔ)
煙氣凈化技術(shù)方案的選擇是垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的重要組成部分，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面綜合考慮，推薦較合理的技術(shù)方案，對(duì)工程具體的建設(shè)要求和條件，科學(xué)而合理的選擇煙氣凈化的技術(shù)方案具有指導(dǎo)意義。
北極星大氣網(wǎng)訊:摘要：從垃圾焚燒煙氣中的主要污染物出發(fā),以成都市某垃圾焚燒發(fā)電廠工程為例,探討目前主流垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣處理的工藝路線、工藝方法以及設(shè)計(jì)要點(diǎn),并提出了設(shè)計(jì)思路，并對(duì)煙氣脫酸工藝做了分析。
1引言
隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，人民生活水平不斷提高，垃圾產(chǎn)生量也逐年遞增。為避免環(huán)境污染,對(duì)垃圾進(jìn)行綜合治理，合理利用，已是刻不容緩的重要課題。垃圾焚燒是目前發(fā)達(dá)國(guó)家普遍推行的一種垃圾處理方式，可以有效分解垃圾中的有毒有害物質(zhì)，殺滅各種病原體，焚燒后形成的固體殘?jiān)鼫p量可達(dá)80%以上，占地少，方便填埋，還能產(chǎn)生電能進(jìn)行再利用,可以說(shuō)垃圾焚燒真正實(shí)現(xiàn)了垃圾處理的減量化、資源化、無(wú)害化。
垃圾焚燒煙氣中的污染物可分為顆粒物(粉塵）、酸性氣體(SOx、NOx、HCl、HF等）、重金屬（Hg、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn、Mn、Sb、Cd、Se等)和有機(jī)劇毒污染物(二噁英、呋喃等)四大類。為防止垃圾焚燒處理過程中對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的二次污染，必須采取嚴(yán)格措施，利用煙氣凈化系統(tǒng)對(duì)焚燒產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行處理，達(dá)到達(dá)標(biāo)排放的目的。
本文以剛建成投產(chǎn)的成都市某垃圾焚燒發(fā)電廠為例，對(duì)垃圾焚燒煙氣處理工藝進(jìn)行分析和探討。
2垃圾焚燒發(fā)電廠概況
該項(xiàng)目垃圾處理規(guī)模為2400t/d,焚燒爐處理能力為4x600t/d,選擇4MPa,400oC中溫中壓蒸汽參數(shù)的余熱鍋爐。每臺(tái)焚燒爐配置一套煙氣處理系統(tǒng)。
3煙氣凈化處理工藝
3.1工藝流程
選擇SNCR(選擇性非催化還原法)+旋轉(zhuǎn)噴霧脫酸塔+半干法(Ca(OH)2)+干法(NaHCO3)+活性碳噴射+高效袋式除塵器+SCR(選擇性催化還原法)相結(jié)合的煙氣凈化工藝。執(zhí)行《歐盟污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》2000/EC/76。
3.2SNCR系統(tǒng)
SNCR系統(tǒng)是把氨水溶液噴射到焚燒爐內(nèi)，除去焚燒爐內(nèi)的氮氧化物的設(shè)備，化學(xué)反應(yīng)方程式如下：
4NH3+4NO+O2——4N2+6H2O
通過在鍋爐第一煙道噴入霧狀氨水溶液，煙氣中的氮氧化物濃度從鍋爐入口設(shè)計(jì)值300mg/Nm3被分解到省煤器出口200mg/Nm3之下。所需氨水通過壓縮空氣和雙流體噴嘴被噴進(jìn)爐內(nèi)，根據(jù)省煤器出口NOg濃度,DCS系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行演算以控制氨水溶液供應(yīng)泵的輸出。氨水溶液供應(yīng)泵送來(lái)的氨水溶液與稀釋水匯合，再由氨水溶液管線攪拌器進(jìn)行充分混合，送到噴嘴噴射。
該工程在鍋爐第一煙道分多層共設(shè)置6跟噴霧噴嘴。氨水溶液儲(chǔ)罐一座，供SNCR和SCR系統(tǒng)共同使用，存儲(chǔ)20%氨水溶液7天用量。氨水溶液供應(yīng)泵設(shè)5臺(tái)定量泵,4用1備。稀釋水供應(yīng)泵采用渦流泵，設(shè)2臺(tái)，1用1備。
3.3脫酸反應(yīng)系統(tǒng)
脫酸反應(yīng)系統(tǒng)包括機(jī)械旋轉(zhuǎn)噴霧脫酸塔和消石灰噴射裝置。每條焚燒線設(shè)一座噴霧脫酸塔。脫酸塔為圓筒形，底部為錐形，椎體上設(shè)置電伴熱系統(tǒng)以防止灰渣結(jié)露，并進(jìn)行保溫，底部有破碎機(jī)和卸料閥，以保證反應(yīng)物能順利排出。脫酸塔上方，是帶導(dǎo)流板的蝸殼形入口通道，能使進(jìn)入煙氣產(chǎn)生良好的渦流和均勻分配。脫酸塔上方布置有石灰漿高位液槽，以保證供漿壓力恒定。根據(jù)煙囪處HCl、SO2、HF的濃度,DCS計(jì)算出所需的消石灰漿流量，進(jìn)而通過消石灰流量閥門控制消石灰流量。
工藝水用作煙氣冷卻水。為維持半干式脫酸塔出口溫度一定，冷卻水流量通過冷卻水流量閥自動(dòng)控制。冷卻水流量閥由設(shè)置在DCS內(nèi)的半干式脫酸塔出口溫度調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)。3.4石灰漿制備系統(tǒng)
石灰漿制備系統(tǒng)為公用系統(tǒng),4條煙氣凈化線公用一套制漿系統(tǒng)，包括1個(gè)消石灰儲(chǔ)倉(cāng)、2個(gè)制備罐、1個(gè)漿液供應(yīng)裝置。消石灰儲(chǔ)倉(cāng)總?cè)莘e350m3,貯存天數(shù)7天。每個(gè)制備罐均設(shè)攪拌裝置及液位指示，主要功能是為脫酸塔連續(xù)提供所需流量的濃度大約10-17%的石灰漿。設(shè)置一臺(tái)帶攪拌器的消石灰供應(yīng)罐，容量為4條線8小時(shí)消耗量,供應(yīng)罐液位進(jìn)行測(cè)量，由DCS進(jìn)行監(jiān)視。設(shè)置2臺(tái)消石灰漿供應(yīng)泵,1用1備,裝有被供應(yīng)罐液位限制的連鎖回路。
3.5碳酸氫鈉及消石灰噴霧系統(tǒng)
當(dāng)機(jī)械旋轉(zhuǎn)噴霧器進(jìn)行維修或更換時(shí),將啟用該系統(tǒng)，可以使HCl、SOx減少到排放指標(biāo)范圍內(nèi)。該裝置設(shè)置在布袋除塵器入口煙道處。另外，在布袋除塵器濾袋表面預(yù)涂時(shí)，也要運(yùn)行本設(shè)備。
設(shè)一座碳酸氫鈉料倉(cāng)，容量為1臺(tái)機(jī)械旋轉(zhuǎn)噴霧器停止工作時(shí)，滿足煙氣凈化需要3天的量。料倉(cāng)內(nèi)設(shè)料位開關(guān)、空氣流化裝置及振動(dòng)式架橋破解裝置。
在料倉(cāng)底部設(shè)4個(gè)排放口，每個(gè)排放口設(shè)置定量給料的出料裝置。通過將煙氣中'(1、0,的設(shè)定值與實(shí)際值進(jìn)行比較得到PID控制值進(jìn)而通過變頻器來(lái)控制粉體流量。
同樣，設(shè)消石灰料倉(cāng)1座，設(shè)計(jì)思路類似于碳酸氫鈉料倉(cāng)。
碳酸氫鈉或消石灰由鼓風(fēng)機(jī)輸送至噴射器噴人布袋除塵器人口煙道內(nèi)。如果供應(yīng)管線發(fā)生堵塞等情況，管線內(nèi)的壓力開關(guān)會(huì)檢測(cè)出來(lái)。
3.6活性炭?jī)?chǔ)存和輸送系統(tǒng)
活性炭從脫酸塔后、布袋除塵器前的煙道混合器中噴人，主要作用是控制二噁英及重金屬的排放量，使其達(dá)到排放要求。為了使活性炭粉末和煙氣充分混合，增加活性炭和煙氣的接觸時(shí)間，本系統(tǒng)設(shè)置了特殊的煙氣管道混合器。為保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，除了設(shè)置羅茨鼓風(fēng)機(jī)輸送物料外，還另接了一套壓縮空氣管路作為旁路，以保證系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。活性炭的用量根據(jù)焚燒線煙氣量進(jìn)行控制。
3.7布袋除塵器
設(shè)在線脈沖清掃和離線脈沖清掃兩種方式。正常運(yùn)行時(shí)，采用在線脈沖清掃，利用壓差控制自動(dòng)運(yùn)行。定期清灰方式為當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到設(shè)定的定期清灰時(shí)間，脈沖壓縮空氣從布袋的清潔側(cè)噴人布袋，吹落附著的濾袋上的灰塵。
本系統(tǒng)供氣由獨(dú)立貯氣罐供給，除塵效率>99.84，阻力小于等于1500Pa。
3.8煙氣再加熱系統(tǒng)及SCR系統(tǒng)
煙氣再加熱系統(tǒng)是把從布袋除塵器出來(lái)的煙氣加熱到適合SCR系統(tǒng)脫銷反應(yīng)溫度的加熱裝置。布袋除塵器出口煙氣溫度約為145oC，該溫度不適合催化劑活性化溫度，需要升溫至以上。利用高壓蒸汽作為熱源進(jìn)行熱交換。
SCR系統(tǒng)是把氨氣噴人催化劑反應(yīng)塔內(nèi)，去除氮氧化物的設(shè)備。催化反應(yīng)塔設(shè)置在煙氣再加熱器的下游，在催化反應(yīng)塔中的脫銷反應(yīng)與SNCR系統(tǒng)相同：
4NH3+4NO+O2——4N2+6H2O
催化劑材質(zhì)為Ti〇2-W〇3-V205系列，蜂窩狀結(jié)構(gòu)。催化劑由2層：1層備用構(gòu)成。氨水溶液供應(yīng)栗使用膜式栗，設(shè)5臺(tái)，4用一備。為控制煙囪出口的80x濃度，氨水溶液流量由DCS演算處理，自動(dòng)控制在最合適的流量。
3.9飛灰輸送系統(tǒng)
包括:螺旋輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、飛灰儲(chǔ)倉(cāng)。脫酸塔及布袋除塵器灰斗中的灰經(jīng)螺旋輸送機(jī)送至刮板輸送機(jī)，再由刮板輸送機(jī)將飛灰送至斗式提升機(jī)中，飛灰經(jīng)提升后落人飛灰儲(chǔ)倉(cāng)中。儲(chǔ)倉(cāng)中的灰分兩路進(jìn)行處理，一路通過干灰散裝機(jī)排出，另外一路由輸送機(jī)送至飛灰固化系統(tǒng)。
3.10煙氣凈化系統(tǒng)運(yùn)行效果
本套凈化工藝在垃圾焚燒發(fā)電廠投人運(yùn)行一年多以來(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定，達(dá)到《歐盟污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》2000/EC/76。
4煙氣凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路
4.1煙氣凈化系統(tǒng)不影響焚燒爐的穩(wěn)定運(yùn)行。脫酸反應(yīng)系統(tǒng)具有動(dòng)態(tài)適應(yīng)能力，保證裝置高效穩(wěn)定運(yùn)行。
4.2對(duì)酸性氣體、煙塵、二噁英等污染物進(jìn)行有效脫除，確保煙氣達(dá)標(biāo)排放。
4.3技術(shù)裝備水平先進(jìn)、實(shí)用、可靠、經(jīng)濟(jì)。
4.4設(shè)備布置緊湊合理，占地少，最大限度降低投資。
4.5采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，提高自動(dòng)化生產(chǎn)水平，基本實(shí)現(xiàn)中控室集中控制，為降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，創(chuàng)造良好條件。
4.6出于經(jīng)濟(jì)性考慮，凈化系統(tǒng)使用價(jià)格便宜、易于采購(gòu)、便于運(yùn)輸?shù)乃巹?/p>
結(jié)語(yǔ)
選擇SNCR(選擇性非催化還原法):旋轉(zhuǎn)噴霧脫酸塔:半干法(Ca(0H))+干法(8aHC03)+活性碳噴射+高效袋式除塵器+SCR(選擇性催化還原法)相結(jié)合的煙氣凈化工藝，對(duì)垃圾焚燒煙氣中污染物質(zhì)的去除有很好的效果，在生產(chǎn)運(yùn)行中能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的達(dá)標(biāo)排放，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。該工藝的選擇以及對(duì)設(shè)計(jì)要點(diǎn)的分析，可為相關(guān)工程建設(shè)提供參考和借鑒，有推廣使用的價(jià)值。
原標(biāo)題：垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣凈化技術(shù)方案的選擇
垃圾焚燒發(fā)電廠中煙氣凈化系統(tǒng)的建設(shè)是一次性投資和持續(xù)性運(yùn)行投入均較高的環(huán)保項(xiàng)目，約占整個(gè)垃圾發(fā)電廠工程造價(jià)的1/3。因此，如何結(jié)合資源條件，科學(xué)合理地選擇切合實(shí)際的煙氣凈化技術(shù)十分重要。只有選擇合適的煙氣凈化技術(shù)，才能用最小的投資達(dá)到《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB18485- 2001中規(guī)定的要求，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的，從而提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
1 幾種工藝的比較
目前，國(guó)內(nèi)外垃圾焚燒行業(yè)的煙氣凈化工藝有多種方案，主要為脫酸系統(tǒng)和除塵系統(tǒng)的不同組合。
1.1 脫酸系統(tǒng)比較
垃圾焚燒中產(chǎn)生的酸性氣體有HCl、SO2 等，脫除酸性氣體的方法概括起來(lái)可分濕法、半干法、干法三種。它們對(duì)HCl 的去除效率分別為98%、90%、80%，對(duì)SO2 的去除效率分別為95%、80%～90%、75%，對(duì)吸收劑消耗過量系數(shù)為1、2、3。
顯然，濕式洗滌法對(duì)酸性氣體的去除效果較好。但由于濕式洗滌法存在污水處理問題，其系統(tǒng)的投資費(fèi)用約為半干法系統(tǒng)的1.75倍，同時(shí)其操作和維修費(fèi)用也相應(yīng)增加。
干式脫酸法投資與半干法接近，但對(duì)酸性氣體的去除效果較差。
半干法最大的特點(diǎn)是充分利用煙氣中的余熱，使吸收劑中的水分蒸發(fā)，凈化反應(yīng)產(chǎn)物以干態(tài)固體的形式排出，避免了濕法凈化技術(shù)的缺點(diǎn)。其凈化過程是將煙氣從較高溫度降到設(shè)定溫度，并噴入堿性吸收劑，使之與煙氣中的酸性氣體反應(yīng)，且同時(shí)得到干燥的鹽類產(chǎn)物，再用除塵器加以回收。將堿性吸收劑與煙氣中的酸性氣體進(jìn)行充分的傳質(zhì)傳熱，不但提高了效率，同時(shí)也可將反應(yīng)生成物得到干燥，最終得到易處理的干粉狀生成物。半干法工藝較成熟，設(shè)備簡(jiǎn)單，一次性投資較低。其優(yōu)點(diǎn)為：凈化效率高，流程簡(jiǎn)單，設(shè)備少；生成物易處理，無(wú)二次污染；控制系統(tǒng)溫濕度，可避免設(shè)備腐蝕；不結(jié)垢、不堵塞；對(duì)負(fù)荷波動(dòng)適應(yīng)性好，吸收劑用量可按煙氣中污染物濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)；操作方便，維修量?。凰牧可?，占地面積小。
半干法脫酸已具有良好的應(yīng)用實(shí)踐，國(guó)內(nèi)外焚燒廠業(yè)績(jī)表明其可靠性高，性能良好。
1.2 半干法脫酸塔形式的選擇
半干法脫酸塔有多種形式，如噴霧干燥吸收塔、氣體懸浮式吸收塔、增濕灰吸收法（即多組份有毒廢氣治理技術(shù)）及循環(huán)灰吸收法。
1.2.1 噴霧干燥吸收塔
噴霧干燥吸收塔凈化吸收劑采用石灰乳液，煙氣一般為下流式，即煙氣從噴霧干燥吸收塔的上部進(jìn)入，下部流出。它的優(yōu)點(diǎn)為：凈化效率高，設(shè)備體積小。噴霧干燥吸收塔的噴嘴結(jié)構(gòu)亦有二大類：
（1）機(jī)械旋轉(zhuǎn)噴嘴。通過高速電機(jī)帶動(dòng)噴嘴旋轉(zhuǎn)（12000～18000r/min），在強(qiáng)大的離心力作用下，使吸收劑乳液得以霧化。該類噴嘴的缺點(diǎn)是設(shè)備投資高，運(yùn)行費(fèi)用大，操作中維護(hù)管理復(fù)雜。
（2）壓力霧化噴嘴。靠壓縮空氣噴吹吸收劑乳液，乳液與壓縮空氣在噴嘴頭處強(qiáng)烈混合后從噴嘴噴出，使吸收劑乳液霧化，設(shè)備投資低，操作運(yùn)行簡(jiǎn)便，但霧化效果較機(jī)械旋轉(zhuǎn)噴嘴稍差。
1.2.2 氣體懸浮式吸收塔
氣體懸浮式吸收塔吸收劑也采用石灰乳液，它是以循環(huán)流化床技術(shù)為基礎(chǔ)的煙氣凈化裝置，其煙氣流向?yàn)橄逻M(jìn)氣上流式，采用壓力霧化噴嘴。氣體懸浮式吸收塔主要由反應(yīng)器、旋風(fēng)分離器、再循環(huán)箱等部件組成，設(shè)備體積較大且復(fù)雜。
1.2.3 增濕灰吸收法
增濕灰吸收法，即多組份有毒廢氣治理技術(shù)（M H G T）。M H G T 技術(shù)是在噴霧干燥凈化法的基礎(chǔ)上開發(fā)出來(lái)的。主要特點(diǎn)是采用干法吸收劑，水作為吸收劑的增濕用水，使吸收劑的含濕量從2% 增濕到 5%，以提高吸收劑的活性。同時(shí)將大量循環(huán)灰進(jìn)入脫酸反應(yīng)器，提高吸收劑的利用率，采用高倍率密相循環(huán)能有效防止吸收塔內(nèi)壁結(jié)垢。它較原始干法的凈化效率高，又無(wú)濕法水的二次污染，同時(shí)免去了噴霧干燥凈化法吸收劑溶液的制備和噴霧過程。全套系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活，脫硫率高、耗水量少，一次性投資較低，操作方便，維修量小，占地面積少。而且工作過程清潔，無(wú)廢水產(chǎn)生，生成物易于處理。
1.2.4 循環(huán)灰吸收法
循環(huán)灰吸收法是采用煙氣進(jìn)口段噴水增濕，強(qiáng)化吸收劑活性的煙氣脫硫工藝。來(lái)自焚燒爐的煙氣由底部進(jìn)入煙氣吸收塔，水由煙氣吸收塔下部的雙流體霧化噴嘴噴入煙氣吸收塔，新鮮消石灰和大量的循環(huán)灰由流化風(fēng)機(jī)流化后送入吸收塔，它們以很高的傳質(zhì)速率在煙氣吸收塔中與煙氣和水充分混合，并與煙氣中的有害氣體發(fā)生反應(yīng)，生成各反應(yīng)產(chǎn)物。這些干態(tài)的反應(yīng)產(chǎn)物從煙氣吸收塔的出口進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行分離，布袋除塵器捕集到的物料大部分再循環(huán)進(jìn)入煙氣吸收塔。
和MHGT 法一樣，循環(huán)灰吸收法也免去了噴霧干燥凈化法吸收劑溶液的制備和噴霧過程。與MHGT 法相比，它有著MHGT 法的同樣優(yōu)點(diǎn)，并且由于循環(huán)灰是干灰，經(jīng)空氣斜槽循環(huán)使用，增強(qiáng)了循環(huán)灰的流動(dòng)性，使循環(huán)灰的循環(huán)過程流暢，循環(huán)灰入凈化塔時(shí)不易堵塞。但同時(shí)，由于新鮮消石灰和循環(huán)灰是依靠?jī)艋?nèi)下部噴入的水霧來(lái)增濕，其增濕活化效果必定較直接用水混合增濕時(shí)稍差，因而導(dǎo)致脫酸效率的降低。
1.3 除塵設(shè)備比較
靜電除塵器和布袋除塵器均可達(dá)到廢氣粒狀污染物排放標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)（80mg/m3），但靜電除塵器效率再提高的可能性不大，而布袋除塵器如采用聚四氟乙烯薄膜濾料（PTFE），則粒狀污染物可降至10mg/m3 以下。布袋除塵器對(duì)微小粒狀物的捕集效果良好，對(duì)重金屬、二惡英、呋喃等毒性物質(zhì)具有較高的脫除效率。國(guó)外已發(fā)現(xiàn)靜電除塵器內(nèi)有二惡英與呋喃的再合成現(xiàn)象。因此，采用布袋除塵器，排煙中Hg 和Cd 的濃度可達(dá)到0.2mg/m3，而靜電除塵器一般只能達(dá)到1mg/m3。
另外，當(dāng)排放標(biāo)準(zhǔn)要求較高時(shí)，可在系統(tǒng)中添加活性碳，增加對(duì)重金屬吸附，然后被布袋除塵器捕集，而不需要對(duì)系統(tǒng)作重大改動(dòng)。除塵器的布袋由于采用 PTFE 材料后，既能明顯減小壓力損失，又能提高對(duì)酸性物質(zhì)控制要求的適應(yīng)性。所以采用布袋除塵器顯然比靜電除塵器有利。
其不足之處是濾袋壽命較短、維護(hù)工作量較大，致使其日常運(yùn)行費(fèi)用略高于靜電除塵器。另外，布袋除塵器對(duì)進(jìn)入煙氣的溫度要求比較嚴(yán)格，煙溫過高，濾袋損壞。煙溫過低，煙氣中的酸氣冷凝成酸滴，濾料受腐蝕而損壞。
因此，其上游設(shè)備設(shè)置半干法脫酸塔比較合適，半干法脫酸塔能有效控制進(jìn)入布袋除塵器煙氣的酸度及溫度，同時(shí)需設(shè)置良好的自控裝置及旁通管。兩種除塵器的性能比較見表1。
2 煙氣凈化組合工藝比選
根據(jù)煙氣成份及污染排放標(biāo)準(zhǔn)，煙氣凈化系統(tǒng)由兩個(gè)部分組成，即脫酸系統(tǒng)與除塵設(shè)備的組合?，F(xiàn)行的工藝組合大致有以下四種形式。
?。?）靜電除塵器（或布袋除塵器）+ 濕式洗滌塔；
（2）半干法脫酸塔+ 布袋除塵器；
?。?）半干法脫酸塔+ 靜電除塵器；
（4）干法脫酸塔+ 袋式（或靜電）除塵器。
各種組合的優(yōu)缺點(diǎn)及性能比較如表2 所示。
3 綜合選擇
綜上所述，在技術(shù)選擇和經(jīng)濟(jì)選擇的基礎(chǔ)上，利用比較分析法選擇較合理的工藝。焚燒垃圾發(fā)電煙氣凈化技術(shù)方案推薦采用半干法脫酸塔加布袋除塵器的組合工藝，如圖1 所示。
以天津雙港垃圾焚燒發(fā)電廠的煙氣凈化系統(tǒng)為例，其采用半干法吸收塔+活性炭噴射系統(tǒng) +脈沖布袋除塵器的組合工藝。在石灰漿制備系統(tǒng)中，Ca(OH)2與一定量的水混合制成濃度約為 20%的石灰漿，然后被送至石灰漿供應(yīng)槽。石灰漿自供應(yīng)槽被送至位于半干式吸收塔頂部的旋轉(zhuǎn)噴霧器，旋轉(zhuǎn)噴霧器的霧化輪在12000r/min下工作，將吸收劑霧化成液滴，從而與煙氣中的酸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。正常運(yùn)行情況下，石灰漿給料流量應(yīng)在700～1000L/ h，給料管道壓力應(yīng)在30～80kPa 范圍之內(nèi)。
在活性炭噴射系統(tǒng)中，采用氣力輸送，氣源由羅茨風(fēng)機(jī)提供，活性炭經(jīng)計(jì)量裝置直接吹入吸收塔的煙氣出口管道。使用的活性炭為200 目粉體，以保證比表面積和吸附能力。
4 結(jié)束語(yǔ)
煙氣凈化技術(shù)方案的選擇是垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的重要組成部分，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面綜合考慮，推薦較合理的技術(shù)方案，對(duì)工程具體的建設(shè)要求和條件，科學(xué)而合理的選擇煙氣凈化的技術(shù)方案具有指導(dǎo)意義。
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原標(biāo)題：生活垃圾焚燒廠煙氣凈化系統(tǒng)提標(biāo)改造工藝選擇及工程案例分析
摘 要：
對(duì)SNCR、SCR脫硝工藝進(jìn)行分析、比較，對(duì)干法、旋轉(zhuǎn)噴霧半干法、二流體噴霧半干法、濕法脫酸工藝進(jìn)行分析、比較，并探討了二噁英脫除工藝技術(shù)，綜合考慮各方面有利、不利因素，結(jié)合煙氣凈化改造工程的特點(diǎn)，選擇了切實(shí)有效的煙氣凈化改造工藝，改造后煙氣排放指標(biāo)滿足新國(guó)標(biāo)。
關(guān)鍵詞：生活垃圾; 焚燒; 煙氣凈化; 提標(biāo)改造;
隨著城市化進(jìn)程的加快，以及生活水平的不斷提升，生活垃圾的產(chǎn)生量與日俱增，多城市出現(xiàn)了“垃圾圍城”現(xiàn)象。利用垃圾焚燒發(fā)電，不僅解決了垃圾處理問題，同時(shí)變廢為寶，產(chǎn)生電能，其環(huán)境價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高。我國(guó)新建的垃圾焚燒發(fā)電廠數(shù)量逐年增加，2021年底已運(yùn)行的垃圾焚燒發(fā)電廠為250座，焚燒法在生活垃圾處理方式中所占的比例也逐年上升，到2020年底，全國(guó)設(shè)市城市垃圾焚燒處理能力占總處理能力的50%以上。但不可避免的生活垃圾在焚燒過程中會(huì)產(chǎn)生含有顆粒物、HCl、SO 2 、NOx、二噁英等有害物質(zhì)的煙氣。
早期建設(shè)的生活垃圾焚燒廠多數(shù)已無(wú)法達(dá)到2021年重新修訂的污染控制標(biāo)準(zhǔn)，特別是粉塵、NOx、HCl、SOx、二噁英及重金屬的排放要求顯著提高。且近年來(lái)霧霾愈來(lái)愈額嚴(yán)重，對(duì)早期建設(shè)的生活垃圾焚燒廠煙氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行提標(biāo)改造勢(shì)在必行。
表1 煙氣中污染物日均濃度(mg/m 3 )排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比
1 煙氣凈化改造工藝選擇
1.1 脫硝工藝
垃圾焚燒過程產(chǎn)生的NOx分為3類：燃料型、熱力型、快速型。
1.1.1 SNCR脫硝技術(shù)
SNCR脫硝技術(shù)是在850～1100℃的溫度窗口內(nèi)噴入氨水、尿素溶液等氨基還原劑，還原劑與NOx發(fā)生反應(yīng)而被去除。SNCR的脫硝效率在30%～60%之間。
1.1.2 SCR脫硝技術(shù)
SCR脫硝技術(shù)是在O 2 和非均相催化劑存在條件下，在300～400℃溫度窗口內(nèi)，用還原劑NH 3 將煙氣中的NOx還原為N 2 和H 2 O，SCR的脫硝效率可達(dá)80%以上。SCR反應(yīng)器的布置方式有3種：高溫高塵、高溫低塵、低溫低塵。垃圾焚燒廠傾向于低溫低塵布置，將反應(yīng)器布置于脫酸塔和布袋除塵器之后，使催化劑工作在低塵、低SO 2 的無(wú)害煙氣環(huán)境中，這樣布置的好處是可以減少催化劑的堵塞和腐蝕問題，也可以避免催化劑的中毒問題，因此催化劑的壽命較長(zhǎng)。但這樣布置的主要問題是：布袋除塵器出口的煙氣溫度一般在120～180℃，因此，在煙氣進(jìn)入SCR反應(yīng)器之前需加熱至300～400℃，這樣大幅度的增加了能源消耗。
近年來(lái)，低溫SCR催化劑得到了廣泛研究，目前應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目的SCR催化溫度有：170、190、230℃。出布袋的煙氣經(jīng)加熱器加熱至所需相應(yīng)溫度，在相應(yīng)溫度窗口內(nèi)，用還原劑NH 3 將煙氣中的NOx還原為N 2 和H 2 O，反應(yīng)原理：
1.1.3 脫硝工藝比較
1.2 脫酸工藝
適用于生活垃圾焚燒廠的煙氣脫酸工藝主要有：干法、半干法、濕法。
1.2.1 干法脫酸
垃圾焚燒余熱鍋爐出口的煙氣溫度為200℃左右，煙氣經(jīng)冷卻塔/反應(yīng)塔噴水降溫至150℃左右進(jìn)入布袋除塵器，干法脫酸是在冷卻塔下游和布袋除塵器上游煙道內(nèi)噴入消石灰干粉或碳酸氫納粉末，煙氣中的酸性氣體與消石灰干粉或碳酸氫納粉末發(fā)生反應(yīng)而被脫除，干法投資省，設(shè)備簡(jiǎn)單，但由于是氣固反應(yīng)，凈化效率低。
1.2.2 半干法脫酸
半干法是用消石灰漿液或氫氧化鈉堿液與酸性氣體反應(yīng)，并通過噴水控制反應(yīng)溫度，在吸收中和反應(yīng)過程中水分蒸發(fā)，產(chǎn)生固體反應(yīng)物，集中收集。半干法根據(jù)霧化器形式可分為旋轉(zhuǎn)噴霧半干法和二流體噴霧半干法。
表2 脫硝技術(shù)比較
旋轉(zhuǎn)噴霧半干法是利用噴霧干燥的原理將石灰漿送入旋轉(zhuǎn)霧化器，旋轉(zhuǎn)霧化器轉(zhuǎn)速為8000～15000r/min，將石灰漿液霧化成平均滴徑30～40μm的霧滴噴入反應(yīng)塔內(nèi)，煙氣中的酸性物質(zhì)在液滴表面被吸收，發(fā)生氣相與液相反應(yīng)為主的化學(xué)吸收反應(yīng)，生成硫酸鈣等鹽類，同時(shí)，煙氣中的熱量與霧滴之間通過強(qiáng)制性對(duì)流傳熱，使霧滴充分蒸發(fā)，形成固態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物。其化學(xué)反應(yīng)如下。
二流體噴霧半干法是將氫氧化鈉堿液經(jīng)氣液二流體噴嘴噴入反應(yīng)塔內(nèi)，霧滴直徑70μm左右，堿液霧滴與酸性物質(zhì)發(fā)生酸堿中和反應(yīng)而去除，同時(shí)煙氣中的熱量與霧滴對(duì)流換熱，使霧滴充分蒸發(fā)，形成固態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物。其化學(xué)反應(yīng)如下。
1.2.3 濕法脫酸
濕法脫酸是煙氣出布袋除塵器之后進(jìn)入濕式洗滌塔，在洗滌塔內(nèi)，煙氣由下至上，堿液由上至下，煙氣與堿液逆流接觸，進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，經(jīng)降溫、酸堿中和反應(yīng)去除煙氣中的酸性污染物。出洗滌塔的煙氣，為防止白煙需設(shè)置煙氣升溫裝置。濕法是氣液反應(yīng)，凈化效率極高。
1.2.4 脫酸工藝比較
由表3知，對(duì)于改造項(xiàng)目，需考慮場(chǎng)地限制、原引風(fēng)機(jī)壓損及功率、改造成本、運(yùn)行成本、改造后執(zhí)行的排放標(biāo)準(zhǔn)等因素，綜合考慮選擇改造脫酸工藝。
1.3.1 活性炭吸附
通過在進(jìn)除塵器前的煙氣管道內(nèi)噴入活性炭，用活性炭吸附重金屬及二噁英，保證重金屬及二噁英的排放濃度達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。由于活性炭具有極大的比表面積，因此只要活性炭與煙氣混合均勻且達(dá)到足夠的接觸時(shí)間就可以達(dá)到要求的凈化效率?；钚蕴繃娙霟煹篮?，即在煙道內(nèi)開始吸附二噁英、Hg等重金屬污染物，但并沒有達(dá)到飽和，隨后與煙氣一起進(jìn)入袋式除塵器中吸附在濾袋表面上，與通過濾袋表面的煙氣充分接觸，最終達(dá)到去除煙氣中重金屬及二噁英的目的。該工藝目前已廣泛應(yīng)用于生活垃圾焚燒廠。
表3 脫酸工藝比較
1.3.2 SCR脫硝協(xié)同脫除二噁英
SCR主要用于去除NOx，SCR系統(tǒng)可協(xié)同催化氧化降解二噁英。
1.3.3 濕法協(xié)同脫除二噁英
濕法主要用于去除酸性污染物及粉塵，濕法系統(tǒng)可協(xié)同吸收去除二噁英。
2 煙氣凈化改造工程案例分析
2.1 改造項(xiàng)目情況概述
表4 鍋爐出口煙氣中污染物濃度/(mg/m 3 )參數(shù)
表5 改造前煙氣中污染物濃度/(mg/m 3 )檢測(cè)值
圖1 改造前煙氣凈化工藝
2.2 改造方案
2.2.1 增設(shè)SNCR系統(tǒng)
針對(duì)該項(xiàng)目實(shí)際情況，NOx排放不滿足新標(biāo)準(zhǔn)，綜合考慮場(chǎng)地限制、引風(fēng)機(jī)不更換、投資成本、運(yùn)行費(fèi)用等條件，脫硝采用SNCR系統(tǒng)，增設(shè)SNCR系統(tǒng)設(shè)備1套，用尿素作為還原劑，尿素溶液制備系統(tǒng)公用，輸送至2臺(tái)焚燒爐。
2.2.2 改造脫酸系統(tǒng)
HCl、SOx排放不滿足新標(biāo)準(zhǔn)，綜合考慮場(chǎng)地限制、引風(fēng)機(jī)不更換、投資成本、運(yùn)行費(fèi)用等條件，因旋轉(zhuǎn)噴霧半干法反應(yīng)塔塔體尺寸較大，占地大，現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地位置緊張，且旋轉(zhuǎn)霧化器投資較大，因此本改造項(xiàng)目不采用旋轉(zhuǎn)噴霧半干法。而二流體噴霧半干法塔體直徑小，占地小，投資省，因此本改造項(xiàng)目采用“二流體噴霧半干法+干法”系統(tǒng)，改造現(xiàn)有的干法反應(yīng)塔(見圖1)，原干法塔煙氣從底部進(jìn)入，經(jīng)冷卻，噴消石灰粉脫酸反應(yīng)，煙氣從頂部出來(lái)引至布袋除塵器。因原反應(yīng)塔直徑不滿足設(shè)計(jì)要求，重新設(shè)計(jì)反應(yīng)塔(見圖2)，煙氣經(jīng)鍋爐引至反應(yīng)塔，煙氣從頂部進(jìn)入反應(yīng)塔，從底部錐斗出反應(yīng)塔，進(jìn)布袋除塵器，堿液從反應(yīng)塔頂部的二流體噴嘴噴入，其霧化液滴粒徑均勻，平均霧滴直徑為50～80μm，與煙氣中的酸性污染物反應(yīng)，同時(shí)煙氣被降溫，反應(yīng)塔內(nèi)的噴水量的調(diào)節(jié)是根據(jù)反應(yīng)塔出口溫度的變化進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。在反應(yīng)塔和布袋除塵器間的煙道內(nèi)噴入消石灰粉中和酸性氣體，未反應(yīng)的部分消石灰隨煙氣流進(jìn)入除塵器內(nèi)，被截留在除塵器的布袋表面，因此在除塵器布袋表面又形成了1層吸收劑過濾層，繼續(xù)與煙氣中的酸性氣體反應(yīng)。
圖2 改造后煙氣凈化工藝
堿液制備輸送系統(tǒng)由氫氧化鈉儲(chǔ)罐、稀釋罐、氫氧化鈉噴射計(jì)量泵、氫氧化鈉混勻器等組成。根據(jù)需要，把氫氧化鈉溶液從氫氧化鈉溶液貯槽(30%)輸送到稀釋罐，經(jīng)稀釋的溶液，用計(jì)量泵輸送至混合器，在此與適量的水混合成為向反應(yīng)塔噴的噴霧液。根據(jù)需要，噴霧溶液被送到半干式反應(yīng)塔頂部的二流體噴嘴。噴霧溶液經(jīng)過噴嘴后呈霧狀，再與煙氣均勻接觸。在反應(yīng)塔里，煙氣中的二氧化硫等有害氣體與氫氧化鈉溶液反應(yīng)后被吸收而去除。
干法噴射系統(tǒng)主要使用消石灰干粉與煙氣中酸性氣體反應(yīng)，去除二氧化硫等酸性污染物。消石灰供應(yīng)系統(tǒng)由儲(chǔ)料倉(cāng)、計(jì)量斗、氣力輸送風(fēng)機(jī)等組成。該系統(tǒng)主要作用是完成脫硫所需石灰粉的儲(chǔ)存及投加等功能。氫氧化鈣粉末(粒徑75μm，純度大于90%)從廠外運(yùn)來(lái)，并通過槽車的氣力輸送至石灰儲(chǔ)料倉(cāng)。為防止石灰輸送過程中到處飛揚(yáng)，儲(chǔ)料倉(cāng)頂設(shè)有除塵器收集粉塵。通過稱量系統(tǒng)控制消石灰粉投加量。
根據(jù)煙囪測(cè)得的HCl、SO 2 排放濃度指標(biāo)，通過輸送、計(jì)量控制消石灰的投加量。消石灰落入噴射管道內(nèi)，通過羅茨風(fēng)機(jī)將石灰粉送入反應(yīng)煙道內(nèi)。
當(dāng)HCl、SO 2 排放濃度超標(biāo)時(shí)，補(bǔ)充噴入氫氧化鈉堿液。
2.2.3 增設(shè)活性炭噴射系統(tǒng)
為使二噁英排放達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)，綜合考慮場(chǎng)地限制、投資成本等條件，采用活性炭噴射吸附系統(tǒng)，通過在進(jìn)除塵器前的煙氣管道內(nèi)噴入活性碳，用活性碳吸附重金屬及二噁英，保證重金屬及二噁英的排放濃度達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
由于活性碳具有極大的比表面積，因此只要活性碳與煙氣混合均勻且達(dá)到足夠的接觸時(shí)間就可以達(dá)到要求的凈化效率?；钚蕴紘娙霟煹篮?，即在煙道內(nèi)開始吸附二噁英、Hg等重金屬污染物，但并沒有達(dá)到飽和，隨后與煙氣一起進(jìn)入袋式除塵器中吸附在濾袋表面上，與通過濾袋表面的煙氣充分接觸，最終達(dá)到去除煙氣中重金屬及二噁英的目的。
每一條煙氣凈化線均配備1套活性炭噴射系統(tǒng)。在袋式除塵器前由羅茨風(fēng)機(jī)噴入活性炭。吸附雜質(zhì)后的活性炭粉末在袋式除塵器中收集。通過稱量系統(tǒng)控制活性炭粉投加量。
2.3 改造效果
表6 改造后煙氣中污染物濃度/(mg/m 3 )檢測(cè)值
3 結(jié)論
垃圾焚燒煙氣凈化改造受場(chǎng)地、原引風(fēng)機(jī)、投資成本、運(yùn)行成本、操作穩(wěn)定性等條件影響，通過比較各種適用的脫硝工藝、脫酸工藝，結(jié)合工程實(shí)際情況，綜合考慮各方面因素，采用“SNCR+半干法+干法”工藝，對(duì)原有的煙氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行改造，穩(wěn)定運(yùn)行近1年，各項(xiàng)污染物穩(wěn)定、持續(xù)、全面達(dá)到GB18458-2021排放標(biāo)準(zhǔn)，有利于保護(hù)環(huán)境，為垃圾焚燒廠煙氣凈化系統(tǒng)改造提供了參考。
(文章來(lái)源：電力行業(yè)節(jié)能環(huán)保公眾服務(wù)平臺(tái)）
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