垃圾焚燒半干法脫酸系統的改造

王保銀

（無錫雪浪環境科技股份有限公司，江蘇無錫214125）

1 引言

隨著城鎮化的發展，城市人民生活水平的日益提高，生活垃圾的圍城效應越來越明顯，嚴重影響了城市衛生建設，污染了當地環境，成為新的土地、水資源、大氣污染源。如何處理城市生活垃圾處理越來越重要。“十三五”期間，全國規劃新增生活垃圾無害化處理能力5.097×105t/d（包含“十二五”續建1.29×105t/d），某市城市生活垃圾焚燒處理能力占無害化處理總能力的比例達到50%，東部地區達到60%[1]。

垃圾焚燒煙氣脫酸工藝引入國內以來，主要工藝路線有干法、半干法和濕法。垃圾焚燒半干法脫酸工藝由于脫酸效率高，脫酸產物易處理等優點逐漸取代了干法脫酸工藝，并得到了最廣泛的應用[2]。本文主要探討半干法脫酸系統在運行中的問題和某垃圾焚燒發電廠改造后的效果對比。

2 項目概況

某垃圾焚燒發電廠為2×750t/d 生產能力，煙氣凈化系統采用半干法+活性炭噴射+布袋除塵器的處理工藝，霧化器選用的是希格斯霧化器。

為了回收除鹽濃水，該廠將除鹽濃水引入石灰漿制漿系統，通過噴入反應塔在脫酸的同時進行干化，起到節能減排的作用。但濃水引入制漿系統后，加速了石灰漿的凝聚和沉降，霧化盤結垢現象嚴重。部分結垢的脫落，破壞了高速旋轉霧化盤的動平衡，使得霧化器振動加劇，產生保護性停機，運維人員不得不頻繁清理霧化盤，嚴重時需要每天清理一次。

半干法煙氣脫酸工藝的核心設備是旋轉霧化器。通過旋轉霧化器的高速旋轉，可以將石灰漿液霧化成30～70μm 的細小顆粒，加速脫酸。在霧化器的使用過程中，常見狀況有：霧化盤結垢、霧化盤磨損、霧化器軸承損壞等情況。這些問題的出現都會造成霧化器高速運行振動過大，系統報警甚至保護性停機，尤其在使用濃水制取石灰漿的情況下，霧化盤結垢非常嚴重。在霧化器退出處理時，為保護布袋除塵器的運行安全，垃圾焚燒爐就不得不頻繁壓低生產負荷以降低煙氣量和煙氣溫度。即使這樣，在當核心部件旋轉霧化器故障、定期維護時更換備用霧化器時就會出現10～20min 的無漿液的空檔期時，不可避免會造時煙氣排放指標的超標，同時也降低了生產效益。

由于環保壓力和節能減排要求，很多地方出臺了比國家排放標準更嚴格的地方標準。并且所有工業企業的排污口均裝設了在線監測設備，并對企業的污染物排放時設定了小時均值和日均值的考核指標，因此，脫酸系統的不間斷運行成為該廠面臨的主要問題。根據該廠實際情況和需求，提出了增加干法為補充的改造方案。

3 改造方案及性能要求

3.1 改造方案

為保障垃圾焚燒生產線的高效率環保運行，針對半干法脫酸的某垃圾焚燒發電廠2×750t/d 生產線提出了改造方案（見圖1）：每臺反應塔設置6 套降溫水噴槍，均布在反應塔頂部四周，每套降溫水噴槍配置防堵風機、吹掃風管路、閥門以及相關檢測儀表和自動控制系統。降溫能力為在旋轉霧化器退出后能滿足反應塔入口煙氣溫度自260℃最大降到出口140℃。單獨運行期間出口溫度控制在約160℃。增設1 套Ca（OH）2干粉儲倉，增加2 臺矢量稱重給料機和2 套干粉噴射系統及管道，通過羅茨風機將經過稱重給料機計量的Ca（OH）2干粉分別噴入到2 臺反應塔連通除塵器的煙道中去。

圖1 改造方案

這樣，在旋轉霧化器不運行時就形成了一套完整的干法脫酸系統，它可以起到3 項作用：（1）布袋除塵器預噴涂時供應并輸送石灰粉；（2）配合霧化器運行時輔助脫酸，進一步降低酸性氣體的排放量，同時可以降低石灰漿濃度和石灰漿量，降低了霧化盤和調節閥的磨損增加了使用壽命；（3）在霧化器退出時，投入干法脫酸，能夠滿足滿負荷運行，無須降荷減產，并穩定煙氣凈化處理，避免出現煙氣超標排放。

3.2 性能要求

3.2.1 煙氣及物耗指標

此次改造要求：干法單獨運行時HCl≤30mg/Nm3，SOx≤50mg/Nm3，消石灰耗量≤15kg/t 入爐垃圾；干法、半干法同時運行時HCl≤10mg/Nm3，SOx≤30mg/Nm3，消石灰耗量≤5kg/t 入爐垃圾。

3.2.2 驗收方法及內容

1）本次性能測試對象為1#、2#線干法設備。測試所得數據均由雙方測試人員記錄。

2）煙氣檢測廠家為具有資質的第三方檢測單位。測試項目分4d 進行：第1 天和第2 天采用半干法、干法聯運，每天每條線各取2 次樣，檢測脫酸前后SOx、HCl 含量、消石灰耗量；第3 天和第4 天采用干法單獨運行，每天每條線各取2 次樣，檢測脫酸前后SOx、HCl 含量、消石灰耗量。

3）半干法、干法聯運時干法噴水量和消石灰量設定為固定值，均為半干法單獨正常運行時的20%，半干法石灰漿濃度由原先的14%降低為10%，石灰漿量和降溫水由原有控制系統參照CEMS 數據進行自動控制；干法單獨運行時，降溫水量由系統自動控制進行調整，消石灰噴入量設定為固定流量400kg/h。

4）設備運行穩定后，第三方檢測單位分4 組人員，同時對1#、2#線省煤器出口、煙囪出口的SO2和HCl 取樣檢測，上午、下午各取1 次樣，并以小時均值作為此次實驗的對比數據。

4 運行效果

4.1 消石灰檢測

對制漿用消石灰取樣分析后測得：Ca（OH）2含量平均值為92.4%；200 目篩余3.7%，符合技術要求。

4.2 測試期間垃圾焚燒機械負荷

在實驗期間，1#、2#線日均垃圾焚燒量分別為在735.24t、696.12t；均在額定負荷的90%以上，符合檢測條件要求。

4.3 脫酸效果對比

由圖2 可知：干法+半干法聯合運行，1#、2#線脫酸后：SO2小時均值的最大值為13.97mg/Nm3，最小值為2.21mg/Nm3，平均值為6.19mg/Nm3，合同性能測試指標要求為小于30mg/Nm3，性能測試SO2指標項目合格；HCl 小時均值最大值為2.41mg/Nm3，最小值為1.52mg/Nm3，平均值為1.92mg/Nm3，性能測試要求為小于10mg/Nm3，性能測試HCl 指標合格。

干法系統單獨運行，脫酸后：SO2小時均值最大值為21.08mg/Nm3，最小值為6.59mg/Nm3，平均值為13.83mg/Nm3，合同性能測試要求為小于50mg/Nm3，性能測試SO2指標合格；HCl 小時均值最大值為4.44mg/Nm3，最小值為0.25mg/Nm3，平均值為1.79mg/Nm3，性能測試要求為小于20mg/Nm3，性能測試HCl 指標合格。

第1 天、第2 天干法+半干法協同運行期間，焚燒垃圾平均量為692t，每條線給定消石灰量為100kg/h。噸垃圾消耗消石灰量為3.47kg/h＜5kg/h，性能測試干法+半干法消石灰消耗量指標合格。

第3 天、第4 天干法單獨運行期間，焚燒垃圾平均量為690t，每條線給定消石灰量為400kg/h。噸垃圾消耗消石灰量為13.87kg/h≤14kg/h，性能測試干法消石灰消耗量指標合格。

圖2 半干法、干法聯運脫酸和干法單獨運行脫酸HCl、SO2 對比圖

5 結論

1）改造后的半干法脫酸系統脫酸效果良好，SO2、HCl 的排放指標、消石灰耗量均達到了技術要求，滿足達標排放；

2）改造后的干法協同半干法系統運行可以提高脫酸性能，增加了應對煙氣的極端情況的處理能力；

3）改造后的脫酸系統減少了因半干法脫酸系統檢修、維護造成的停爐、壓負荷，提升了生產效率，增加了發電量。

4）在保障脫酸效果的情況下，通過降低石灰漿濃度、石灰漿液噴入量可以有效增加半干法設備的運行壽命，減少了設備故障，降低了半干法設備維護成本。

5）若將除鹽濃水引入干法降溫水使用，將會有效改善霧化盤的結垢現象。