旋轉(zhuǎn)噴霧半干法煙氣凈化技術(shù)在垃圾焚燒發(fā)電中的應(yīng)用

大氣網(wǎng)訊:摘要：酸性氣體如SOx、HCl、HF等是垃圾焚燒發(fā)電的主要大氣污染物之一。要控制酸性氣體的排放量，就必須采取有效的煙氣脫酸工藝，如干法、旋轉(zhuǎn)噴霧半干法干法、流化床半干法、石灰石-石膏濕法和鈉堿法濕法煙氣凈化技術(shù)等。旋轉(zhuǎn)噴霧半干法是有效的煙氣凈化技術(shù)之一，并廣泛應(yīng)用在垃圾焚燒發(fā)電廠。文中介紹了應(yīng)用在南宮垃圾焚燒發(fā)電廠的旋轉(zhuǎn)噴霧半干法脫酸技術(shù)，主要包括脫酸除塵系統(tǒng)，脫酸劑（石灰粉）貯存及漿液制備供給系統(tǒng)，脫酸灰輸送及外排系統(tǒng)和排空系統(tǒng)等。該技術(shù)投產(chǎn)使用后，酸性氣體的排放達(dá)到了歐盟排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 引言

旋轉(zhuǎn)噴霧半干法源于漿液的噴霧干燥加工工藝。噴霧干燥被廣泛應(yīng)用于液態(tài)進(jìn)料固態(tài)粉末出料的現(xiàn)代加工工業(yè)中，如化工、制藥、食品等。丹麥Niro公司、美國(guó)Komline-Sanderson公司、比利時(shí)Seghers公司等都是制造旋轉(zhuǎn)霧化器的廠家。近年來(lái)，旋轉(zhuǎn)噴霧半干法開始廣泛應(yīng)用于垃圾焚燒發(fā)電廠。

2 旋轉(zhuǎn)噴霧半干法工藝原理及特點(diǎn)

2.1 工藝原理

旋轉(zhuǎn)噴霧半干法具有吸收和干燥的雙重作用，將濃度為20%的Ca（OH）2漿液定量送入脫酸塔頂部霧化器中，旋轉(zhuǎn)霧化器是一種高速旋轉(zhuǎn)的霧化裝置，轉(zhuǎn)速可達(dá)1500r/min左右，漿液經(jīng)霧化器霧化成霧滴在吸收塔內(nèi)與煙氣接觸后進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)過(guò)程如下：

SO2+Ca（OH）2→CaSO3﹢H2O

SO2+1/2O2+Ca（OH）2→CaSO4+H2O

2HCl+Ca（OH）2→CaCl2+2H2O

2HF+Ca（OH）2→CaF2+2H2O

SO3+Ca（OH）2→CaSO4+H2O

2.2 特點(diǎn)-氣流均布

旋轉(zhuǎn)噴霧半干法脫酸工藝一大特點(diǎn)是煙氣入口是螺旋形切向入口的氣流均布裝置，起到氣流均布作用。氣流均布裝置和霧化器設(shè)在脫酸塔頂，從氣流均布裝置中出來(lái)含酸性氣體的熱氣流進(jìn)入塔內(nèi)呈螺旋狀運(yùn)動(dòng)，與霧化器產(chǎn)生的霧滴群同向旋轉(zhuǎn)，使霧化漿液的與塔內(nèi)煙氣充分接觸混合進(jìn)行脫酸反應(yīng)。同時(shí)，脫酸塔內(nèi)煙氣應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)將反應(yīng)產(chǎn)物干燥，干燥時(shí)間為0.2 s。氣流均布裝置由進(jìn)風(fēng)道蝸殼和導(dǎo)向葉片組成，其中，導(dǎo)向葉片又分為徑向?qū)蛉~片和內(nèi)錐體導(dǎo)向葉片。

（1）進(jìn)風(fēng)道蝸殼可以實(shí)現(xiàn)沿圓周方向均勻進(jìn)風(fēng)，即在基圓上風(fēng)壓及風(fēng)速處處相等。蝸殼按照等壓風(fēng)室的原理設(shè)計(jì)，等壓風(fēng)室沿進(jìn)風(fēng)方向設(shè)計(jì)成線性漸縮通道。

（2）徑向?qū)蛉~片的目的是使進(jìn)入風(fēng)道內(nèi)的旋轉(zhuǎn)氣流達(dá)到最小的阻力損失并引進(jìn)進(jìn)風(fēng)蝸殼中心。葉片型線設(shè)計(jì)成流線形，用以消除氣流對(duì)葉片的撞擊損失和渦流損失。

（3）內(nèi)錐體導(dǎo)向葉片用來(lái)調(diào)節(jié)一小部分熱風(fēng)進(jìn)高速旋轉(zhuǎn)霧化器，該部分熱風(fēng)和漿液在高速旋轉(zhuǎn)的霧化器作用下向周圍拋射，形成氣霧。霧化器起到了霧化物料和“一次風(fēng)風(fēng)機(jī)”的雙重作用。

3 在垃圾焚燒發(fā)電廠中的應(yīng)用

（1）原煙氣參數(shù)：煙氣處理量119410Nm3/h（濕基），入口煙氣溫度212℃，入口SO2濃度370 mg/Nm3（dry， 11% O2），入口HCl濃度476 mg/Nm3（dry， 11% O2），入口HF濃度5 mg/Nm3（dry， 11% O2），入口粉塵濃度5000 mg/Nm3（dry， 11% O2）。

（2）凈煙氣參數(shù)（排放設(shè)計(jì)指標(biāo)）：SO2排放濃度≤50mg/Nm3 mg/Nm3（dry， 11% O2），HCl排放濃度≤10mg/Nm3 mg/Nm3（dry， 11% O2），HF排放濃度≤1mg/Nm3 mg/Nm3（dry， 11% O2），粉塵排放濃度≤10 mg/Nm3（dry， 11% O2），煙氣溫度高于露點(diǎn)溫度。

3.1 脫酸除塵系統(tǒng)

脫酸除塵系統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)噴霧吸收干燥脫酸塔、布袋除塵器、引風(fēng)機(jī)、煙道擋板、煙道、非金屬補(bǔ)償器等組成。在脫酸塔中脫除酸性污染物。來(lái)自鍋爐出口的煙氣溫度在212℃左右，在脫酸塔內(nèi)通過(guò)旋轉(zhuǎn)噴霧器噴入石灰漿和冷卻水，使煙氣溫度降到約139℃，進(jìn)入布袋除塵器。

吸收過(guò)程的反應(yīng)劑是過(guò)量化學(xué)計(jì)量比的的熟石灰。在煙氣凈化系統(tǒng)的噴霧吸收過(guò)程中，熟石灰是以石灰漿形式通過(guò)旋轉(zhuǎn)霧化器霧化成細(xì)小顆粒噴入到脫酸反應(yīng)塔內(nèi)的。石灰漿在漿液罐中制成的，主要為氯化鈣與硫酸鈣，一部分從脫酸反應(yīng)塔下部以飛灰形式排出，另一部分從下游的布袋除塵器下部排出。

煙氣經(jīng)脫酸塔后進(jìn)入布袋除塵器，煙氣中的粉塵會(huì)吸附在濾袋表層，并形成粉塵層。粉塵層中含有大量的未反應(yīng)熟石灰，可以與煙氣中的有害酸性氣體繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，提高去除率。凈化后的煙氣經(jīng)過(guò)每個(gè)倉(cāng)室的出口離開除塵器。

煙氣經(jīng)過(guò)布袋除塵器后進(jìn)入下游的選擇性催化還原系統(tǒng)（SCR），除NOx外其他污染物及重金屬等都已經(jīng)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。從SCR脫酸反應(yīng)塔出來(lái)的凈煙氣經(jīng)過(guò)煙氣換熱器降溫后達(dá)到160℃，通過(guò)一臺(tái)引風(fēng)機(jī)經(jīng)80米高的煙道排放出去，引風(fēng)機(jī)克服從鍋爐到煙囪之間的所有阻力。

3.2脫酸灰輸儲(chǔ)存及外排系統(tǒng)

布袋除塵器灰斗內(nèi)的飛灰和脫酸反應(yīng)塔下部的產(chǎn)物通過(guò)氣力輸送到灰倉(cāng)中。

每臺(tái)脫酸反應(yīng)塔設(shè)置一套氣力輸灰，每套布袋除塵器設(shè)置兩套氣力輸灰，一用一備。氣力輸灰系統(tǒng)考慮不發(fā)生堵塞，有足夠的裕量，防止因?yàn)橐粭l輸灰系統(tǒng)的堵塞導(dǎo)致整個(gè)垃圾焚燒線的停運(yùn)。脫酸塔及布袋除塵器底部的灰渣進(jìn)入緩沖罐，然后通過(guò)氣力方式輸送到灰倉(cāng)。灰倉(cāng)中的灰通過(guò)飛灰散裝機(jī)運(yùn)到廠外專業(yè)廠家進(jìn)行統(tǒng)一處理。

3.3排空系統(tǒng)

漿液管道和漿液泵等，在停運(yùn)時(shí)需要進(jìn)行沖洗，在脫酸區(qū)設(shè)集水池，其沖洗水就近收集在集水池內(nèi)。集水池內(nèi)的漿液用泵送返至漿液罐再利用。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著城市生活垃圾的逐年增加，垃圾的無(wú)害化處理顯得日益迫切。垃圾焚燒處理雖然投資高，但在無(wú)害化、減量化方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。然而垃圾在燃燒時(shí)，會(huì)產(chǎn)生有害的酸性氣體及粉塵，旋轉(zhuǎn)噴霧半干法是有效的煙氣凈化技術(shù)。