復(fù)合脫酸系統(tǒng)在生活垃圾焚燒廠的應(yīng)用

施 勇，吳 剛，穆璐瑩，王 健，楊 飛，朱孝峰（合肥水泥研究設(shè)計院，合肥 230051）

?

復(fù)合脫酸系統(tǒng)在生活垃圾焚燒廠的應(yīng)用

施 勇，吳 剛，穆璐瑩，王 健，楊 飛，朱孝峰
（合肥水泥研究設(shè)計院，合肥 230051）

摘 要：半干法和干法工藝有機組合成復(fù)合脫酸系統(tǒng)并應(yīng)用于生活垃圾焚燒廠，取得了很好的效果。關(guān)鍵詞：垃圾焚燒；煙氣凈化；復(fù)合脫酸系統(tǒng)

生活垃圾焚燒發(fā)電作為目前無害化、減容化、可資源化利用程度最高的一種垃圾處理方式，已成為我國生活垃圾處理的重要手段。焚燒后產(chǎn)生的氣態(tài)污染物排放也日益受到人們的高度關(guān)注。煙氣凈化作為二次污染治理的主要環(huán)節(jié)，其中酸性氣體的去除是重點和難點之一［1-3］。

據(jù)《生活垃圾處理技術(shù)指南》（建城〔2010〕61號），對垃圾焚燒產(chǎn)生的酸性氣態(tài)污染物，應(yīng)選用干法、半干法、濕法或組合處理工藝進行去除。本文介紹了半干法工藝和干法工藝有機結(jié)合組成的復(fù)合脫酸系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)用于生活垃圾焚燒煙氣凈化，取得了良好的效果。

1 復(fù)合脫酸系統(tǒng)

1.1 工藝描述

來自余熱鍋爐的含酸煙氣進入半干式反應(yīng)塔（急冷塔），塔的頂部設(shè)有旋轉(zhuǎn)霧化器，霧化器噴灑一定濃度的消石灰漿液，漿液與煙氣中的酸性氣體發(fā)生中和反應(yīng)。經(jīng)過反應(yīng)塔處理后的煙氣進入袋式除塵器，消石灰干粉噴射在反應(yīng)塔和除塵器之間的煙道內(nèi)，消石灰在煙道內(nèi)和除塵器的濾袋表面與酸性氣體發(fā)生中和反應(yīng)。具體流程見下圖。

工藝流程圖

反應(yīng)塔頂部設(shè)有固定噴槍，噴槍大多情況處于備用狀態(tài)；當(dāng)霧化器停止工作時，噴槍開始噴堿性溫水，使煙氣急速降溫，控制反應(yīng)塔出口煙氣溫度在155℃左右，噴水量依據(jù)反應(yīng)塔的出口溫度自動調(diào)節(jié)。

1.2 工藝特點

1）生活垃圾的成分不穩(wěn)定，焚燒后產(chǎn)生的酸性氣體濃度波動很大，復(fù)合脫酸系統(tǒng)穩(wěn)定運行時，完全能夠保證酸性氣體指標(biāo)達到歐洲EU2000/76/EC標(biāo)準(zhǔn)的排放要求。2）復(fù)合脫酸系統(tǒng)工作時，半干法可采用較低濃度的消石灰漿液，可大大降低制漿系統(tǒng)的故障率，也可有效避免輸送管道及霧化系統(tǒng)的堵塞，減少整個系統(tǒng)的故障率，提高了環(huán)保排放指標(biāo)的穩(wěn)定性。低濃度的漿液也能大大延長霧化盤的使用壽命，降低運行費用。3）半干法工藝檢修時，塔頂部四周的噴槍開始工作，反應(yīng)塔只起到煙氣冷卻的作用， 此時的脫酸系統(tǒng)實質(zhì)上就是干法工藝，只采用干法工藝也可滿足GB18485-2014標(biāo)準(zhǔn)的排放要求。4）起爐時可用干法工藝的干粉噴射系統(tǒng)替代預(yù)噴涂工藝，實際工程中還可減少初期投資的費用。5）垃圾焚燒廠的每條焚燒線通常只有1套在線監(jiān)測系統(tǒng)，且布置在煙氣凈化后，所以大多煙氣凈化的自動調(diào)節(jié)屬于滯后控制，會產(chǎn)生大量物料浪費。采用復(fù)合脫酸有利于減少物料浪費，降低運營成本。

2 主要設(shè)備

2.1 反應(yīng)塔（降溫塔）

反應(yīng)塔主要有兩個作用，一是作為半干法脫酸工藝的主要反應(yīng)器，二是調(diào)節(jié)煙氣的性質(zhì)為后續(xù)干法創(chuàng)造合適的反應(yīng)條件。該塔的最大優(yōu)點是利用了煙氣中的余熱使?jié){液中水分充分蒸發(fā)，保證反應(yīng)產(chǎn)物在塔底以干態(tài)的形式排出，避免了廢水處理問題。

反應(yīng)塔采用頂部順流式進氣，煙氣從塔頂進入反應(yīng)塔后，經(jīng)均勻分布后與霧化的石灰漿和冷卻水充分混合。在塔內(nèi)，煙氣中的酸性氣體與石灰漿發(fā)生中和反應(yīng)，生成惰性的固體物質(zhì)（CaCl2、CaSO3、CaSO4），同時石灰漿中的水分蒸發(fā)吸收煙氣中的熱量，將煙氣冷卻到設(shè)定的溫度。反應(yīng)塔配有觀察孔，可以檢查霧化器的工作情況。

霧化器制作精度高，主要為國外進口產(chǎn)品，但霧化器需要經(jīng)常清洗更換，初期投資以及維護費用都非常高。

雙流體噴槍保證漿液能很好地霧化，噴槍采用原裝進口的噴槍，水霧化粒徑可達40μm以下，使用壽命長，為了保護雙流體噴槍，設(shè)置有熱風(fēng)保護裝置。冷卻水量可根據(jù)塔出口溫度自動調(diào)節(jié)。

2.2 物料儲存及輸送

（1）干粉儲存

系統(tǒng)較常采用的堿性物料是消石灰干粉，半干法和干法的物料可以儲存在一個倉內(nèi)，也可以分別儲存。消石灰用槽罐車送到倉下，再用壓縮空氣送到倉內(nèi)儲存。同時倉的頂部留人工加料孔，需要時可采取人工加料方式。頂部裝有除塵器、并設(shè)預(yù)留孔，當(dāng)往倉內(nèi)輸送粉料時，開啟除塵器，保證加料過程除塵器同步運行，防止粉塵擴散，并保證系統(tǒng)安全運行。料位計監(jiān)控儲倉內(nèi)干粉料面高度。儲存?zhèn)}大多采用鋼板倉，倉外部需要考慮保溫，倉斗上設(shè)置震動裝置、攪拌器等設(shè)備防止物料搭橋、成拱和堵塞，確保在運行過程中不出現(xiàn)影響正常生產(chǎn)的倉斗內(nèi)物料下料故障。

（2）漿液制作及輸送

消石灰漿液制備及輸送系統(tǒng)，由粉料計量輸送設(shè)備、漿液制備罐、漿液儲備罐以及漿液泵管路元件等組成，為半干法反應(yīng)塔連續(xù)提供一定濃度的消石灰漿液。制備的原料（消石灰和水）間斷投放，漿液的制備是個批次過程，貯液罐同時也是投料端以及出料端的緩沖罐。

漿泵是消石灰漿輸送系統(tǒng)的動力設(shè)備，漿泵的數(shù)量一般按1用1備設(shè)計。漿液輸送管道按照規(guī)范布置，不能出現(xiàn)類似存水彎的管道段。管道接頭采用法蘭連接，設(shè)清掃口或反沖洗接口，同時設(shè)置有效的排污口。管路元件選用球閥、隔膜閥等元件，調(diào)節(jié)閥等管路元件均設(shè)置旁路閥組。

漿液使用量根據(jù)安置在凈化系統(tǒng)出口在線監(jiān)測的反饋信號自動調(diào)節(jié)，大多數(shù)情況下，漿液用量是穩(wěn)定值。漿液制備系統(tǒng)配備的沖洗裝置在系統(tǒng)停運時使用，備用泵能快速方便地清理設(shè)備。

（3）干粉輸送

消石灰粉料通過圓盤給料機計量后給出，圓盤給料機可以設(shè)置多個出料口。利用羅茨風(fēng)機提供的壓縮空氣把粉料經(jīng)管道吹送至除塵器進氣口煙道內(nèi)，隨含塵煙氣進入除塵器內(nèi)部。

圓盤給料機連續(xù)定量喂料控制系統(tǒng)裝置由三個主要環(huán)節(jié)組成，即活化預(yù)給料裝置、轉(zhuǎn)子定量裝置和風(fēng)力抽吸輸送裝置。圓盤給料機控制系統(tǒng)根據(jù)微型轉(zhuǎn)子的瞬時流量測定值與設(shè)定值比較結(jié)果，控制微型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，使瞬時值始終跟蹤設(shè)定值，從而實現(xiàn)對粉料的準(zhǔn)確計量與穩(wěn)定控制。

2.3 袋式除塵器

袋式除塵器在復(fù)合脫酸工藝中的捕集粉塵只是功能之一，它還是一個高效率的脫酸反應(yīng)器。由于煙氣在袋式除塵器內(nèi)的風(fēng)速很慢，大大增加了堿性粉塵和酸性氣體的接觸時間，提高了粉塵和氣體的接觸概率，反應(yīng)效率有較大的提升，也有利于降低物料的消耗。設(shè)計該類袋收塵反應(yīng)器時，要選取合理的袋間上升風(fēng)速，過大時會造成除塵器阻力過高，過小時會造成大量物料浪費。

濾袋材質(zhì)大多用PTFE+PTFE覆膜濾料。PTFE和玻纖混紡+PTFE覆膜也成功應(yīng)用于很多垃圾焚燒廠，除了運行阻力較高，其他性能完全能夠滿足實際要求，價格則便宜很多。垃圾焚燒產(chǎn)生的粉塵黏附性很強，清灰系統(tǒng)能力相比其他行業(yè)要大一點，編制清灰程序時需要考慮在線和離線清灰的相互切換。

3 應(yīng)用案例

某生活垃圾焚燒發(fā)電廠有2臺500t/d焚燒爐，單臺鍋爐焚燒后產(chǎn)生煙氣的主要參數(shù)見表1。

表1 單臺焚燒爐煙氣的主要參數(shù)

每臺焚燒爐單獨配置1套煙氣凈化處理裝置，其中消石灰漿液制作采用2臺焚燒爐共用1套系統(tǒng)。項目脫酸工藝采用半干法 + 干法，整個煙氣采用“旋轉(zhuǎn)噴霧半干法 + 消石灰干粉噴射 + 活性炭噴射吸附 + 袋式除塵器”進行處理。

2014年3月15日至3月30日，該復(fù)合脫酸系統(tǒng)進行了使用狀況測試，結(jié)果見表2。

表2 污染物排放濃度

4 結(jié)語

垃圾焚燒產(chǎn)生煙氣中的酸性氣體濃度不高，國內(nèi)采用《生活垃圾處理技術(shù)指南》（建城〔2010〕61號）中要求的半干法、干法工藝可滿足GB18485-2014標(biāo)準(zhǔn)排放要求。通過實際案例表明，將半干法和干法有機組合成復(fù)合脫酸工藝，完全能夠保證酸性氣體指標(biāo)達到歐洲EU2000/76/EC標(biāo)準(zhǔn)排放要求。但半干法常用的機械旋轉(zhuǎn)霧化器主要依靠國外進口，建設(shè)和運行成本較高。在今后的研究中，應(yīng)大力開發(fā)其他形式的霧化裝置以替代進口旋轉(zhuǎn)霧化器。

參考文獻：

［1］ 蹇瑞歡，滕清，卜亞明，等.“半干法+干法”煙氣脫酸組合工藝應(yīng)用于生活垃圾焚燒工程案例分析［J］.環(huán)境工程，2010，28（增刊）：193-195.

［2］ 施勇，穆璐瑩，吳剛，等.活垃圾焚燒煙氣酸露點的計算方法和分析［J］.中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2014（3）：38-40.

［3］ 穆璐瑩，施勇，楊飛，等.垃圾焚燒尾氣干法脫酸工藝霧化系統(tǒng)的研究［J］.中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2014（1）：9-21.

［4］ 夏子卿，張志坤，高海鳴，等.垃圾焚燒煙氣脫酸系統(tǒng)新型半干法工藝研究［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，19- 3：27-31.

中圖分類號：X701

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1006-5377（2016）02-0037-03

Application of Composite De-acid System in Incineration Plant of Domestic Refuse

SHI Yong， WU Gang， MU Lu-ying， WANG Jian， YANG Fei， ZHU Xiao-feng
（Hefei Institute of Cement Research and Design， Hefei 230051， China）

Abstract:In this paper， the semi-dry process and dry process technology combine as composite de-acid system and is applied to the incineration plant of domestic refuses. Good effort is obtained.

Keywords:garbage incineration； flue gas purification； composite de-acid system