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垃圾焚烧发电厂烟气脱酸工艺分析
编辑:小夭 来源:现代工业经济和信息化 浏览:次 发布时间:2018-08-02 09:08

摘要:目前城市垃圾处理最有效的手段是垃圾焚烧,但是垃圾焚烧过程中产生的烟气含有大量的酸性气体对环境产生极大危害。通过垃圾焚烧产生的酸性气体进行剖析,然后提出控制垃圾焚烧烟气处理的方法。

1垃圾焚发电概念

所谓垃圾焚发电:就是收集城市生活垃圾,密封运输到垃圾焚烧发电厂的垃圾仓,贮存5~7d后经垃圾吊抓运到垃圾料斗,进人垃圾焚烧炉内燃烧,垃圾燃烧所放出的热量加热给水,使余热锅炉管内炉水变成具有一定温度和压力的蒸汽,然后将其蒸汽送至汽轮发电机产生电能,而垃圾燃烧后所产生的烟气送人烟气净化系统处理后经烟囟排人大气。

2垃圾焚烧酸性气体产生机理

垃圾焚烧产生的酸性气体主要有氯化氢(HC1)和硫氧化物(SOx)等。

HCL主要来源于含氯的垃圾焚烧,分为有机氯化物如聚氯乙烯(PVC),聚偏二氯乙烯及无机氯化物的盐类等。

垃圾焚烧产生的SO主要来源于垃圾中的有机硫分,也有部分源于无机硫,其中可燃硫的转化率接近100%。一般生活垃圾产生的SO是HC1的1/10以下[。SOx中绝大部分以SO2的形式存在。

3酸性气体的去除工艺

酸性气体的去除工艺主要有干法、半干法和湿法三种。

3.1干法净化工艺

干法是将熟石灰通过专用喷头喷人反应器内,

让熟石灰微粒表面直接和烟气中的酸性气体接触,产生化学中和反应,反应要有一个合适的温度,一般为140oC,生成无害的中性盐粒子,再进人下游的粒状物去除设备。在除尘器里,反应产物连同烟气粉尘和未反应的吸收剂一起被捕集下来,达到净化酸性气体的目的。干法净化工艺流程简单,操作简便,不产生废液,但药剂消耗量大,过量系数一般达到3以上;HC1和SO2去除效率低;目前,国内城市垃圾焚烧厂较少单一采用此法。

3.2湿法净化工艺

湿法净化工艺一般采用湿式洗涤塔脱酸,系统由湿式洗涤塔、循环水(液)喷射系统、循环冷却水(液)系统、NaOH储存与制备系统等组成。

湿法净化工艺HC1去除效率高,一般在98%左右;SO2去除效率高,一般在90%左右;适应范围广、钙硫比低、技术成熟,在发达国家的垃圾焚烧发电厂中应用广泛。但投资大、动力消耗大、占地面积大、设备复杂、运行费用和技术要求高,在国内常规火电的应用比例较高,垃圾焚烧行业应用湿法工艺较少。

3.3半干法净化工艺

半干法烟气净化系统是介于湿法和干法之间的一种工艺,半干法脱酸系统是由旋转喷雾反应塔、石灰浆制备系统组成。

半干法湿法净化工艺脱酸效率较高,HC1去除率一般在97%左右;SO2去除率一般在85%左右;不产生废液;操作温度通常在200oC左右,烟气温度满足排放要求;耗水量较湿法少;技术成熟可靠,己在国内大部分城市垃圾焚烧发电厂成功运用。不足之处为管道和喷嘴易堵塞,可通过良好的设计及操作管理等措施克服此问题,喷嘴也需定期更换维护。

4酸性气体的去除组合

常规的酸性气体去除组合方式有“半法”和“半干法+干法+湿法”。

本文所描述的两种烟气净化工艺方案都可以使项目烟气净化系统的酸性气体排放指标满足现行国家标准。在实际运行过程中,采用高效的半干法工艺或湿法工艺独立运行即可满足该严格的排放标准,而干法则属于备用工艺,为系统的稳定性和可靠性提供保障。

“半干法+干法”烟气净化工艺整体复杂性较低,在国内拥有较多的应用案例,“半干法+干法+湿法”烟气净化工艺整体系统复杂性高,但经该系统可将垃圾焚烧产生的烟气净化到更高标准。工艺配置比较超前,而且大量的湿法工艺设备运行维护成本也较高。组合脱酸工艺中的“半干法”和“湿法”在正常工况下独立运行都可使处理后的烟气达到欧盟的排放指标。这样的配置确保了整套系统的备用性:当任意一级烟气脱酸系统出现严重的设备故障需要暂停雾化器运行或者通过旁路绕湿法脱酸系统时,组合脱酸工艺中的另一套系统单元在正常情况下都可以完成烟气脱酸的要求。两种组合工艺对比详见表1。

半干法+干法具有最佳的经济性,采用该方案可有效地降低工程建设费用,同时运行维护所需的花费也将随系统的简化所减少。在此工艺系统中,干法脱酸工艺通常采用消石灰,其可为半干法工艺提

供保障和备用,当锅炉出口烟气参数较差时,平时作为备用的干法可启动分担半干法的工作负荷;而当半干法检修时,干法单独运行仍可使烟气排放基本达到标准。

半干法+干法+湿法组合工艺复杂性较高,其建设投资和运行费用较高。采用该工艺可确保烟气净化系统提供最高效的脱酸效果,稳定可靠的使烟囱出口烟气酸性气体浓度低于国家及欧盟标准。

5结论

垃圾焚烧发电厂烟气脱酸工艺方案的确定应以立足国情、方便棵作、技术成熟以及达到目前国际水平为指导思想。鉴于国家环保要求越来越严格,单独采用干法、半干法、湿法都难以满足要求。采用组合工艺,是去除酸陛气体最有效的方式。

“半干法+干法”净化工艺,在国内外已有大量的应用实例,其中部分项目已达到满足中国建设标准,从烟气排放达标可靠性、设备运行稳定性及系统控制的方便灵活性考虑,可以满足国内大部分的烟气排放酸l生气体指标要求,适合于中小城市垃圾焚烧电厂。半干法+干法+湿法”组合工艺建设投资和运行费用较高,但该工艺可确保烟气净化系统提供最高效的脱酸效果,此种组合对于日益严格的排放标准来说,是一种趋势,适用于大城市及环保要求很高的城市垃圾焚烧电厂。

 

来源:《现代工业经济和信息化》  作者:刘金海 明小名 

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