文章導讀

▲ 來(lái)源：《資源節約與環(huán)?！?nbsp; 作者：張力

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(chǎng)工程為例,探討目前主流垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)煙氣處理的工藝路線(xiàn)、工藝方法以及設計要點(diǎn),并提出了設計思路，并對煙氣脫酸工藝做了分析。

1、引言

隨著(zhù)我國城市化進(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)達國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渣減量可達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)和有機劇毒污染物(二噁英、呋喃等)四大類(lèi)。為防止垃圾焚燒處理過(guò)程中對環(huán)境產(chǎn)生的二次污染，必須采取嚴格措施，利用煙氣凈化系統對焚燒產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行處理，達到達標排放的目的。

本文以剛建成投產(chǎn)的成都市某垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)為例，對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(chǎng)概況

該項目垃圾處理規模為2400t/d,焚燒爐處理能力為4x600t/d,選擇4MPa,400oC中溫中壓蒸汽參數的余熱鍋爐。每臺焚燒爐配置一套煙氣處理系統。

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)相結合的煙氣凈化工藝。執行《歐盟污染物排放標準》2000/EC/76。

3.2 SNCR系統

SNCR系統是把氨水溶液噴射到焚燒爐內，除去焚燒爐內的氮氧化物的設備，化學(xué)反應方程式如下：

4NH3+4NO+O2——4N2+6H2O

通過(guò)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計值300mg/Nm3被分解到省煤器出口200mg/Nm3之下。所需氨水通過(guò)壓縮空氣和雙流體噴嘴被噴進(jìn)爐內，根據省煤器出口NOg濃度,DCS系統自動(dòng)進(jìn)行演算以控制氨水溶液供應泵的輸出。氨水溶液供應泵送來(lái)的氨水溶液與稀釋水匯合，再由氨水溶液管線(xiàn)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置6跟噴霧噴嘴。氨水溶液儲罐一座，供SNCR和SCR系統共同使用，存儲20%氨水溶液7天用量。氨水溶液供應泵設5臺定量泵,4用1備。稀釋水供應泵采用渦流泵，設2臺，1用1備。

3.3 脫酸反應系統

脫酸反應系統包括機械旋轉噴霧脫酸塔和消石灰噴射裝置。每條焚燒線(xiàn)設一座噴霧脫酸塔。脫酸塔為圓筒形，底部為錐形，椎體上設置電伴熱系統以防止灰渣結露，并進(jìn)行保溫，底部有破碎機和卸料閥，以保證反應物能順利排出。脫酸塔上方，是帶導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。根據煙囪處HCl、SO2、HF的濃度,DCS計算出所需的消石灰漿流量，進(jìn)而通過(guò)消石灰流量閥門(mén)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(guò)冷卻水流量閥自動(dòng)控制。冷卻水流量閥由設置在DCS內的半干式脫酸塔出口溫度調節器調節。3.4石灰漿制備系統

石灰漿制備系統為公用系統,4條煙氣凈化線(xiàn)公用一套制漿系統，包括1個(gè)消石灰儲倉、2個(gè)制備罐、1個(gè)漿液供應裝置。消石灰儲倉總容積350m3,貯存天數7天。每個(gè)制備罐均設攪拌裝置及液位指示，主要功能是為脫酸塔連續提供所需流量的濃度大約10-17%的石灰漿。設置一臺帶攪拌器的消石灰供應罐，容量為4條線(xiàn)8小時(shí)消耗量,供應罐液位進(jìn)行測量，由DCS進(jìn)行監視。設置2臺消石灰漿供應泵,1用1備,裝有被供應罐液位限制的連鎖回路。

3.5 碳酸氫鈉及消石灰噴霧系統

當機械旋轉噴霧器進(jìn)行維修或更換時(shí),將啟用該系統，可以使HCl、SOx減少到排放指標范圍內。該裝置設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涂時(shí)，也要運行本設備。

設一座碳酸氫鈉料倉，容量為1臺機械旋轉噴霧器停止工作時(shí)，滿(mǎn)足煙氣凈化需要3天的量。料倉內設料位開(kāi)關(guān)、空氣流化裝置及振動(dòng)式架橋破解裝置。

在料倉底部設4個(gè)排放口，每個(gè)排放口設置定量給料的出料裝置。通過(guò)將煙氣中'(1、0,的設定值與實(shí)際值進(jìn)行比較得到PID控制值進(jìn)而通過(guò)變頻器來(lái)控制粉體流量。

同樣，設消石灰料倉1座，設計思路類(lèi)似于碳酸氫鈉料倉。

碳酸氫鈉或消石灰由鼓風(fēng)機輸送至噴射器噴人布袋除塵器人口煙道內。如果供應管線(xiàn)發(fā)生堵塞等情況，管線(xiàn)內的壓力開(kāi)關(guān)會(huì )檢測出來(lái)。

3.6 活性炭?jì)Υ婧洼斔拖到y

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，本系統設置了特殊的煙氣管道混合器。為保證系統運行的穩定性，除了設置羅茨鼓風(fēng)機輸送物料外，還另接了一套壓縮空氣管路作為旁路，以保證系統的連續運行?；钚蕴康挠昧扛鶕贌€(xiàn)煙氣量進(jìn)行控制。

3.7 布袋除塵器

設在線(xiàn)脈沖清掃和離線(xiàn)脈沖清掃兩種方式。正常運行時(shí)，采用在線(xiàn)脈沖清掃，利用壓差控制自動(dòng)運行。定期清灰方式為當系統達到設定的定期清灰時(shí)間，脈沖壓縮空氣從布袋的清潔側噴人布袋，吹落附著(zhù)的濾袋上的灰塵。

本系統供氣由獨立貯氣罐供給，除塵效率>99.84，阻力小于等于1500Pa。

3.8 煙氣再加熱系統及SCR系統

煙氣再加熱系統是把從布袋除塵器出來(lái)的煙氣加熱到適合SCR系統脫銷(xiāo)反應溫度的加熱裝置。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。_ueditor_page_break_tag_

SCR系統是把氨氣噴人催化劑反應塔內，去除氮氧化物的設備。催化反應塔設置在煙氣再加熱器的下游，在催化反應塔中的脫銷(xiāo)反應與SNCR系統相同：

4NH3+4NO+O2——4N2+6H2O

催化劑材質(zhì)為T(mén)i〇2-W〇3-V205系列，蜂窩狀結構。催化劑由2層：1層備用構成。氨水溶液供應栗使用膜式栗，設5臺，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

包括:螺旋輸送機、刮板輸送機、斗式提升機、飛灰儲倉。脫酸塔及布袋除塵器灰斗中的灰經(jīng)螺旋輸送機送至刮板輸送機，再由刮板輸送機將飛灰送至斗式提升機中，飛灰經(jīng)提升后落人飛灰儲倉中。儲倉中的灰分兩路進(jìn)行處理，一路通過(guò)干灰散裝機排出，另外一路由輸送機送至飛灰固化系統。

3.10 煙氣凈化系統運行效果

本套凈化工藝在垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)投人運行一年多以來(lái)，運行穩定，達到《歐盟污染物排放標準》2000/EC/76。

4、煙氣凈化系統設計思路

4.1 煙氣凈化系統不影響焚燒爐的穩定運行。脫酸反應系統具有動(dòng)態(tài)適應能力，保證裝置高效穩定運行。

4.2 對酸性氣體、煙塵、二噁英等污染物進(jìn)行有效脫除，確保煙氣達標排放。

4.3 技術(shù)裝備水平先進(jìn)、實(shí)用、可靠、經(jīng)濟。

4.4 設備布置緊湊合理，占地少，最大限度降低投資。

4.5 采用計算機控制系統，提高自動(dòng)化生產(chǎn)水平，基本實(shí)現中控室集中控制，為降低工人勞動(dòng)強度，提高生產(chǎn)效率，創(chuàng )造良好條件。

4.6 出于經(jīng)濟性考慮，凈化系統使用價(jià)格便宜、易于采購、便于運輸的藥劑。

結語(yǔ)

選擇SNCR(選擇性非催化還原法):旋轉噴霧脫酸塔: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)相結合的煙氣凈化工藝，對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)運行中能實(shí)現穩定的達標排放，設備運行穩定。該工藝的選擇以及對設計要點(diǎn)的分析，可為相關(guān)工程建設提供參考和借鑒，有推廣使用的價(jià)值。