垃圾焚燒煙氣凈化技術


                垃圾焚燒是一種對城市生活垃圾進行高溫熱化學處理的技術,德圖330煙氣分析儀將生活垃圾作為固態燃料送入爐膛內燃燒在800-1000℃的高溫條件下可燃組分與空氣中的氧發生劇烈的化學反應釋放出熱量并轉化為高溫的燃燒氣體和少量的性質穩定的固體殘渣。當生活垃圾有足夠的熱值時生活垃圾能靠自身的能量維持自燃而不用提供輔助燃料。


                1)除塵

                垃圾焚燒爐煙氣中所含煙塵平均粒徑為20-30um堆積密度為0.3-0.5g/cm3原始含塵濃度為1.5-15g/m3(標態)摻加有害氣體處理劑后可達到15-25 g/m3。煙氣含濕量一般為30%左右最高可達60%左右。目前GB/T18485明確規定垃圾焚燒爐除塵必須采用袋式除塵器。

                袋式除塵器不僅是顆粒物除塵器,風速儀還是有害氣體凈化反應床除塵器必須具有良好的清灰再生性能同時選用耐溫、耐腐、耐水解濾料。


                2)脫酸

                垃圾焚燒爐煙氣中SO2濃度為200-500mg/m3(標態)HCL濃度為400-1200mg/m3(標態)最高可達1800 mg/m3(標態)通常采用噴堿中和處理按噴堿方式可分為干法、半干法和濕法。其中濕法由于廢液及腐蝕等問題應用較少

                干法脫酸分為爐內噴入法和煙道噴入法。爐內噴入法直接將碳酸鈣或白云石噴入爐內脫除效率較低一般在30-50%之間。煙道噴入法是在除塵器前煙道噴入消石灰粉塵使之隨煙氣均布在除塵器濾袋表面對煙氣中酸性物質進行捕集。對于酸性物質溫度越低脫除效率越高因此通常在除塵器前增設噴霧冷卻塔控制進入除塵器的煙氣溫度在160-180℃左右。

                半干法是在反應塔噴入消石灰漿液控制反應塔內煙氣溫度在140-150℃之間酸氣脫除率可達到90%以上再經布袋除塵器粉塵層二次接觸可使SO2濃度降為10-30mg/m3(標態)HCL濃度降為20-50mg/m3(標態).半干法常用的有噴霧干燥法和循環流化床法。

                噴霧干燥法是一種常用的煙氣脫酸技術噴霧干燥煙氣脫酸反應過程包含以下4個步驟即:吸收劑制備、吸收劑漿液霧化、霧化漿液和煙氣混合吸收酸性氣體并被干燥、反應產物排出。

                噴霧干燥煙氣脫酸技術主要是利用噴霧干燥的原理將濃度為9%~13%的石灰石漿液經吸收塔頂部的霧化器霧化其粒徑可小于100μm一經與煙氣接觸便發生強烈的熱質交換和化學反應迅速地將大部分水分蒸發并將酸性氣體吸收固化在反應物中漿滴被加熱干燥成粉末狀后隨煙氣進入除塵器。

                循環流化床煙氣凈化技術是根據循環流化床原理而設計其原理為當煙氣進入反應塔底部時煙氣在塔內文丘里段被加速將進入塔內的吸收劑和循環物料吹起形成沸騰床體氣體和物料無論處于流化床的過渡段還是穩定段都處于強烈的紊流狀態物料之間的碰撞、摩擦、反應、傳熱傳質等物理化學過程非常強烈;系統工況在一定范圍內變化所引起的波動會在這種強烈的紊流狀態下迅速達到新的平衡。目前循環流化床煙氣凈化已發展了多種形式如德國WULFF公司的回流式煙氣循環流化床(RCFB)山東大學的雙循環流化床煙氣半干法懸浮脫硫裝置、奧地利能源與環境公司的循環流化床煙氣凈化工藝等。

                3)脫硝

                垃圾焚燒煙氣中NOX濃度通常為300-1000mg/m3(標態),時代洛氏硬度計脫硝通常采用選擇性催化還原法(SCR)、選擇性非催化還原法(SNCR)、袋式除塵器法和活性焦炭吸附法。

                SCR是在有催化劑的條件下將NOX還原成N2。為了達到SCR還原反應所需的350℃溫度煙氣在進入催化脫氮器之前需要再加熱。試驗證明SCR可以將NOX排放濃度控制在50mg/Nm3以下。低溫催化劑活性溫度在160-250℃左右。

                使用低溫催化劑系統在布袋除塵器出口煙氣溫度為150-190℃的區間不需要加熱煙氣直接與還原劑混合在催化劑的作用下脫除NOx。而在中溫催化劑的系統中需要對煙氣進行再加熱才能發生還原反應。在系統布置上要增加蒸汽預熱器以及煙氣-煙氣換熱器。

                袋式除塵器法是在入口管道噴入氨水NH3在粉塵層催化作用下與NOX發生還原反應生成硝酸鹽顆粒物被布袋捕集。

                活性焦炭吸附法是在布袋除塵器之后增加吸附劑移動床利用活性焦炭的吸附催化作用深度還原脫硝同時去除二噁英和氣態汞等有害物質。


                城市生活垃圾焚燒煙氣主要成分為CO2、N2、O2、水蒸氣及部分有害物質如HCL、HF、SO2、NOX、CO、重金屬(Pb、Hg)和二噁英因此垃圾焚燒煙氣需要凈化處理后才能向大氣中排放。

                污染物危害大治理要求高。煙氣中污染物包括顆粒物(粉塵、飛灰)、酸性氣體(HCL、HF、SOX、NOX等)、有機氯化物(二噁英、呋喃)、重金屬(Hg、Cd、Pb等)其中二噁英是劇毒致癌物質重金屬元素直接危害人體健康。

                煙氣濕度高露點溫度高。生活垃圾自身含水分較高并且多變使焚燒煙氣的含濕量較高一般為25-35%,最高可達50-60%。同時由于煙氣中含有酸性氣體導致煙氣露點溫度高達130-140℃設計必須充分考慮防結露、耐腐蝕措施。

                煙氣溫度變化大對溫度控制要求高。余熱鍋爐出口煙氣溫度為200℃左右但瞬時溫度可超過300℃瞬時低溫可能低于150℃須采取調溫、控溫措施此外由于250-600℃為二噁英再聚合的適宜溫度段在選擇冷卻方式時應予規避。

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