垃圾电厂烟气净化技术及效果评估研究

垃圾电厂烟气净化技术及效果评估研究

刘传坤

永嘉绿色动力再生能源有限公司  浙江省温州市  325100

摘要:随着我国人民生活水平的不断提高,如何处理逐年增长的垃圾也成为了当下刻不容缓的问题｡垃圾焚烧发电是一种比较好的处理方式,符合环保产业的相关政策,在许多发达国家已经得到普遍应用,我国许多地方也已经建立了垃圾焚烧发电厂｡垃圾焚烧能够在有效处理生活垃圾的同时,节约了巨大能源,为发电事业做出贡献,但垃圾焚烧烟气中含有大量的污染物,处理不当会造成二次污染,严格控制焚烧烟气中的污染物排放成为重中之重｡介绍了烟气净化工艺在垃圾电厂行业中的应用,主要对系统的流程､设备､应用､注意事项等进行了阐述｡

关键词:烟气净化;流程;设备;应用

在生活垃圾进入电厂焚烧之前,需要将生活垃圾进行分类｡垃圾分类已在全国各地展开,许多城市已经将垃圾分类列入了工作重点并已形成了良好的生产链,各地市民也积极配合垃圾分类管理,这对于控制垃圾焚烧废弃排放提供重要帮助｡在日常产生的生活垃圾中,有着各种各样的物质,如果不进行分类就焚烧会对焚烧排放的废气产生比较大的影响,常见造成影响较大的生活垃圾包括电池､灯管灯泡､玻璃制品及陶瓷类产品等｡另外还有一部分的垃圾来自于工业垃圾,包括油漆桶､废建材等,这都会对焚烧产生不良影响｡

1SNCR系统

每台锅炉配置一套脱硝SNCR系统,喷氨系统将氨水及尿素等还原剂喷入炉内与氮氧化物进行反应,还原剂喷入锅炉内温度为800℃~1100℃的位置,氨水与烟气中的氮氧化物发生反应,生成氮气和水,达到脱硝的目的｡

2半干法脱酸系统

吸收塔采用半干法吸收塔技术,吸收塔保证有足够的脱酸反应时间｡吸收塔包括吸收塔壳体､雾化器及所有内部构件､塔体防磨及保温等｡从余热锅炉出口来的温度约为190℃(最大210℃)的烟气,首先从塔顶部进入并向下运动,在蜗形入口通道及导流板的作用下,烟气在流经反应塔的过程中,得到了均匀的分配｡在半干式脱酸系统中,首先利用水的吸热蒸发,根据烟气温度控制喷入冷却水水量,控制烟气在最有效反应温度区间,为酸碱中和反应创造最佳温度条件｡其次,烟气在整个脱酸反应塔内得到均匀的分配,与高度均匀雾化的Ca(OH)2溶液进行充分混合,在充足的停留时间内,高效去除酸性污染物｡烟气经过半干式脱酸反应塔后,烟气中的酸性气体HCl､HF､SOX等得到去除｡脱酸反应塔筒体直径与高度按满足碱液雾化､酸碱中和反应以及反应产物干燥所需时间等进行设计(高度不宜太高),既要防止烟气短路又要避免浆液粘壁,还要求适应焚烧线热负荷在60%~120%范围内波动｡经脱酸反应塔脱酸和降温后,烟气从塔底部离开并进入后续的烟气处理系统｡同时,烟气中部分的粉尘反应生成固体颗粒落入塔底的灰斗中｡反应塔底部设电伴热系统,伴热回路可以覆盖需伴热的锥体表面,整个塔体外壁设有保温层｡

3消石灰干法喷射系统

干法投加装置系统应保证在脱酸反应塔不投运的情况下,系统出口酸性物质在短时间内依然可以达标排放,排放标准满足工程排放限值的要求,也可作为半干法脱酸的加强补充,达到更高的脱酸要求｡石灰或是小苏打喷射系统,可以在锅炉出口烟气温度不高时或是前面的脱酸塔系统故障检修时,作为布袋除尘器布袋预喷涂并保证烟气脱酸效果｡脱酸药剂是消石灰或是小苏打,料仓下设出料口并安装有隔断阀,通过变频旋转卸料阀和计量给料装置,用于控制给每条烟气净化线消石灰干粉的喷射量｡消石灰进而通过气力输送至脱酸塔前的喷射点｡

4活性炭喷射系统

活性炭在布袋除尘器前喷入,主要是为控制重金属及二噁英､其他污染物等排放,剩余活性炭附着在过滤器滤袋上可再次与入口烟气反应｡活性炭粉(PAC)气力输送到活性炭储仓内,在活性炭储仓顶部设置布袋除尘器｡活性炭储仓底部装有振打破拱装置来防止架桥现象,卸料斗出口下部安装一台变频旋转给料阀和一台螺旋称重给料机,控制烟气处理系统喷射活性炭的用量｡活性炭通过喷射风机气力输送进入脱酸反应塔后的烟道内｡活性炭粉会因长期存放而导致存储仓内的温度过高,带来活性炭自燃的危险,粉仓上设有温度监控装置,同时配有氮气保护装置(界限自氮气瓶出口),温度监控装置与氮气保护装置的开关阀连锁,当粉仓内温度到达设定的温度时及时向仓内充氮气,隔离空气｡

5除尘系统

布袋除尘器,适合高浓度及高粘度粉尘过滤要求｡袋式除尘器在脱酸工况下满足出口≤10mg/Nm3排放要求,除尘效率99.99%,且满足锅炉全负荷区间要求｡滤袋材质必须为100%PTFE针刺毡覆PTFE膜滤袋｡烟气经脱酸塔后进入除尘器装置,烟气中的颗粒物会吸附在滤袋外表面,在过滤器滤管表面形成尘饼｡尘饼中含有大量的未反应消石灰或其他吸收剂,除了过滤粉尘外,配合不同的反应剂再次与烟气中的污染物继续反应,增加脱酸效率｡净化后的烟气经过每个仓室的出口离开除尘器｡袋式除尘器的功能有两个:将原烟气中的飞灰及脱酸塔中随烟气携带的反应剂截留;在布袋外侧形成一层层过滤层,包括消石灰,消石灰和活性炭,这样烟气中的污染物在半干反应塔后,还可继续发生反应｡在更换雾化器需要短暂关闭雾化器时尤其重要｡在冷启动之前,预先向布袋中喷消石灰,在布袋外表面形成保护层,防止低温烟气在布袋表面结露､糊袋｡

6SCR系统

将SCR反应器布置在脱酸､除尘系统后面,可以选用活性高的中低温催化剂｡垃圾发电行业因垃圾焚烧炉烟气成分和温度等特性,采用低(中)温低尘布置,将SCR反应器布置在脱酸､除尘系统后面,需对烟气进行加热｡此时的烟气中灰尘含量已很少,一般在10mg/m3以下,SO2及其他有害物质也很少了,这对催化剂而言有利,磨蚀与中毒的程度很低｡氨水通过计量分配单元,通过双流体雾化喷枪进入氨水蒸发混合单元内,使用高温热风对氨水进行汽化,使喷入的氨水完全蒸发｡通过稀释风机抽取空气经过加热器加热后进入蒸发混合单元,将氨水蒸发汽化后,然后由喷氨格栅再将氨空混合气喷入烟道,然后混合气体由喷氨格栅进入SCR反应器入口烟道｡在喷氨格栅后设置静态混合器､导流板等措施,使烟气与氨气充分混合,并均匀进入SCR反应器｡最后,NH3与NOx在催化剂的作用下,完成氧化还原反应,达到脱硝目的｡同时,SCR系统可催化脱除NOx,又催化脱除部分二噁英｡

7分散控制系统

锅炉的出口及烟囱烟气的出口各需要设置一套排放监测CEMS用于净化效果和数据的监控,入口出口CEMS统一布置在同一个CEMS小间内,每台炉应分别设置监测系统｡监测数据范围包括烟气成份采样探头､烟尘探头及分析仪､采样通道､电缆､二氧化硫､浓度､氮氧化物､O2分析器､氨逃逸､烟气流量计､温度､压力测量仪表､数据处理系统及其它辅助设备如空气清洗系统､采样泵､分析仪表柜､各种所需阀门､标准气瓶等,所有数据应满足环保监测要求｡

8结束语

垃圾焚烧在处理了大量生活垃圾的同时,创造了大量的电力资源,是当下处理生活垃圾的一种主流形式｡文章通过对垃圾焚烧烟气组成及各成分处理方式､处理工艺的描述分析,为烟气净化处理提供了理论基础,对环境保护也起到了一定的宣传作用｡

参考文献

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