垃圾焚燒發(fā)電是一種無害化、減量化和資源化的固體廢物處理方法,應(yīng)用較為廣泛。垃圾在燃燒時,會產(chǎn)生很多有毒有害物質(zhì),特別是其中的酸性氣體,若不經(jīng)處理就進行排放,會對環(huán)境造成污染。
焚燒煙氣中的酸性氣體主要由SOx、NOx、HCL、HF組成,均來源于相應(yīng)垃圾組分的燃燒。垃圾焚燒煙氣中HCl的濃度可高達1 000mg/Nm3以上,SO2濃度在500mg/Nm3左右。酸性氣體控制主要在末端集中處理,末端治理主要分為干法、半干法和濕法。
干法脫酸在我國垃圾焚燒廠中較少使用,濕法脫酸在國內(nèi)常規(guī)的火力發(fā)電場中應(yīng)用較多,在垃圾焚燒廠中應(yīng)用較少;而半干法由于其霧化效果好,氣、液接觸面大,不僅可以有效降低氣體溫度,中和酸性氣體,且噴入的石灰泥漿中的水分可在噴霧干燥塔內(nèi)完全蒸發(fā),不產(chǎn)生廢水,因此在國內(nèi)垃圾焚燒發(fā)電廠中運用較多。
半干法處理工藝
半干法煙氣脫酸工藝由于其運行操作簡單,占地面積小、投資成本低等特點而在煙氣脫酸行業(yè)中得到一定的應(yīng)用。更由于該工藝產(chǎn)物為干態(tài),系統(tǒng)不需設(shè)置廢水處理裝置,使得其在生活垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣處理凈化系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。
半干法工藝原理為用CaO粉劑或Ca(OH)2粉劑作為吸收劑,直接向塔內(nèi)噴入粉劑或制備成石灰漿后噴入,使得吸收劑與煙氣中的酸性物質(zhì)進行反應(yīng)以達到脫酸目的。與煙氣中的SO2相比,其他酸性氣體如HCl、HF等更易于與Ca(OH)2反應(yīng),反應(yīng)時間只要保持1s左右就幾乎都能被有效去除。以下具體分析2種常用的煙氣半干法脫酸工藝:旋轉(zhuǎn)噴霧半干法和循環(huán)懸浮式半干法。
1、旋轉(zhuǎn)噴霧半干法
由于垃圾焚燒煙氣中SO2少,HCl多,因此旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法非常適用于垃圾焚燒煙氣的凈化。它不僅可以滿足煙氣SO2濃度排放要求,同時可以保證較高的脫氯效率。
旋轉(zhuǎn)噴霧半干法脫酸工藝為先對生石灰進行消化并加水配制成含固率15%-30%的漿液,后經(jīng)振動篩篩分后自流入漿液罐,配制得到所需石灰[Ca(OH)2]漿液,漿液量根據(jù)入口煙氣SO2濃度由漿液泵控制并輸送至脫酸塔頂部霧化器。
旋轉(zhuǎn)霧化器的轉(zhuǎn)速達到上萬轉(zhuǎn)或更高,漿液被高速噴出形成20~50μm粒徑的液滴,液滴初始速度很大,且其表面積極大,使之具有較強的吸附能力,能與煙氣充分接觸,熱交換強熱,液滴在碰到吸收塔壁前就被干燥,在此過程中液滴與煙氣進行脫酸反應(yīng),脫除效率較高。
旋轉(zhuǎn)霧化器的優(yōu)勢就是當(dāng)煙氣的流量、溫度和組分發(fā)生較大改變時,能夠保證霧滴的粒徑分布不發(fā)生明顯變化,從而能夠保證脫硫效率相對穩(wěn)定。一般情況下,該工藝脫酸效率可達到95%。在此工藝中,為保證有效的霧化效果,避免塔內(nèi)固體出現(xiàn)粘壁現(xiàn)象,保證脫酸效率,旋轉(zhuǎn)霧化器的轉(zhuǎn)速高達15000r,在此情況下,就必須選用高品質(zhì)的吸收劑,其純度一般大于90%(以Ca(OH)2計)和細(xì)度大于200目,以避免霧化器的磨損。
2、循環(huán)懸浮式半干法
煙氣循環(huán)流化床半干法脫酸,就是以循環(huán)流化床原理為基礎(chǔ),經(jīng)吸收劑多次再循環(huán)使得其與煙氣的接觸時間增加,從而提高吸收劑利用率。其既具有干法脫酸的一些特點,比如無廢水排放,可減少二次污染,占地面積相對濕法較小,且能在較低的鈣硫比條件下接近或達到濕法脫酸效率,適合大、中、小型鍋爐煙氣凈化處理。
該工藝的基本原理就是Ca(OH)2與煙氣中的SO2、HCl、HF等酸性物質(zhì)在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)生成固態(tài)顆粒,并以懸浮狀態(tài)與氣流接觸,該狀態(tài)利于非均相反應(yīng),顆粒大量循環(huán)以提高系統(tǒng)鈣硫比,進而提高脫酸效率。后利用活性炭吸附煙氣中的重金屬和二噁英等有害氣體,再利用高效布袋除塵器除去煙氣中的固態(tài)顆粒及未被活性炭吸附的部分二噁英及重金屬。
半干法煙氣脫酸技術(shù)采用“半干法+袋式除塵器”工藝對垃圾焚燒煙氣進行處理,以CaO或Ca(OH)2粉劑作為吸收劑,以活性炭作為吸附劑,吸附煙氣中的二噁英等有毒有害物質(zhì),整個煙氣處理系統(tǒng)無二次污染,流程緊湊。經(jīng)半干法整體處理工藝處理后,煙氣排放濃度達到《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》排放要求。
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