夏子卿，張志坤，高海鳴，朱加龍

（上海環(huán)境衛(wèi)生工程設(shè)計院，上海 200232）

垃圾焚燒煙氣脫酸系統(tǒng)新型半干法工藝研究

夏子卿，張志坤，高海鳴，朱加龍

（上海環(huán)境衛(wèi)生工程設(shè)計院，上海 200232）

通過對垃圾焚燒煙氣脫酸系統(tǒng)新型半干法工藝即循環(huán)流化床煙氣脫酸凈化工藝和固定噴嘴法煙氣脫酸凈化工藝的技術(shù)及其經(jīng)濟(jì)性分析，說明這2種技術(shù)均可滿足垃圾焚燒煙氣脫酸系統(tǒng)的處理要求。

半干法；煙氣脫酸；CFB；固定噴嘴

1 垃圾焚燒煙氣脫酸系統(tǒng)新型半干法工藝

垃圾焚燒發(fā)電是近年來在國內(nèi)新興的垃圾處理方式，目前主流的垃圾焚燒廠煙氣處理脫酸工藝是旋轉(zhuǎn)霧化器半干法工藝，通過旋轉(zhuǎn)霧化器噴入石灰漿進(jìn)行脫酸。此工藝脫酸效率高，但投資維護(hù)費用也高，霧化器需經(jīng)常清洗更換。因此，近年來在國內(nèi)的垃圾焚燒廠出現(xiàn)了新型半干法工藝，其中較有代表性的有循環(huán)流化床煙氣脫酸凈化工藝（CFB）和固定噴嘴法煙氣脫酸凈化工藝。

1.1 循環(huán)流化床煙氣脫酸凈化工藝

該工藝具有技術(shù)成熟、裝置簡單及運行可靠、副產(chǎn)品易于回收利用、無污水排放等特點。脫酸劑采用商品消石灰粉，用來脫除鍋爐煙氣中HCl、SOx等酸性氣體。同時吸附劑采用活性炭，用來脫除鍋爐煙氣中二惡英、重金屬等有害物質(zhì)。

CFB由吸收劑添加系統(tǒng)、吸收塔、再循環(huán)系統(tǒng)以及自動控制系統(tǒng)組成。煙氣從流化床下部進(jìn)入吸收塔，與消石灰顆粒充分混合，SO2、SO3、HCl和及其他有害氣體如HF與消石灰反應(yīng)，生成 CaSO3·1/2H2O、CaSO4·2H2O、CaCO3和 CaCl2。工藝水用噴嘴噴入吸收塔下部，以增加煙氣濕度降低煙溫，使反應(yīng)溫度盡可能接近水露點溫度，從而提高脫酸效率。反應(yīng)產(chǎn)物由煙氣從吸收塔上部攜帶出去，經(jīng)除塵器分離，分離下來的固體灰渣大部分經(jīng)空氣斜槽送回循環(huán)床吸收塔，少部分固體通過氣力輸送設(shè)備送至脫酸灰?guī)?。灰渣循環(huán)量可以根據(jù)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)。在文丘里縮徑處所形成的高速煙氣流與循環(huán)灰和脫酸劑固體顆粒及液體霧滴迅速混合，在反應(yīng)器中形成氣－固－液三相流。吸收劑的再循環(huán)延長了脫酸反應(yīng)時間，提高了脫酸劑的利用率。

經(jīng)除塵器凈化的煙氣經(jīng)風(fēng)機(jī)送至煙囪。從風(fēng)機(jī)出口煙道上引出1條回流煙道，接入反應(yīng)器入口前煙道，并設(shè)擋板門，目的是在鍋爐低負(fù)荷運行時調(diào)節(jié)進(jìn)入反應(yīng)器的煙氣流量以保證流化床穩(wěn)定。

CFB的吸收劑可用氫氧化鈣細(xì)粉（含量高達(dá)90%）。吸收劑的數(shù)量根據(jù)脫酸前后煙氣中的SO2和HCl含量和煙氣流量來控制。

1.2 固定噴嘴法煙氣脫酸凈化工藝

該工藝引進(jìn)消化國外的脫酸工藝和進(jìn)口關(guān)鍵部件（雙相流噴頭），結(jié)合國產(chǎn)化的設(shè)備工藝條件而設(shè)計。特點是操作彈性大，有害物去除率高，不產(chǎn)生廢水，重金屬及二惡英的排放濃度低，系統(tǒng)操作易于控制，綜合成本較低。實踐證明，經(jīng)該系統(tǒng)處理后的煙氣排放濃度低于國內(nèi)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。

該系統(tǒng)選用純度大于90%的Ca（OH）2粉末，調(diào)制成一定濃度的石灰漿，由漿泵將石灰漿送入反應(yīng)塔，通過塔頂?shù)碾p相流固定噴頭使石灰漿液霧化成100μm左右的霧滴，煙氣中的酸性氣體與含有石灰的堿性霧滴發(fā)生化學(xué)反應(yīng)被吸收，從而在噴淋塔內(nèi)完成脫酸過程。同時塔內(nèi)的高溫?zé)煔馐沟脻{液霧滴在下降的過程中得到干燥，并在到達(dá)塔底前將水分充分蒸發(fā)，約10%的固體反應(yīng)物從塔底排出。其余隨煙氣進(jìn)入后續(xù)的布袋除塵器。

脫酸后的煙氣從反應(yīng)塔下部煙道排出后進(jìn)入后續(xù)的布袋除塵器進(jìn)行除塵。煙氣中的煙塵和從反應(yīng)塔攜帶出來的石灰粉末進(jìn)入布袋除塵器后，被截留在布袋表面，可繼續(xù)與煙氣中的酸性氣體反應(yīng)，進(jìn)一步提高脫酸效率。

由于垃圾焚燒尾氣中通常含有一定濃度的二惡英，因此系統(tǒng)中考慮通過噴入活性炭的方式來吸附煙氣中的二惡英。在煙氣進(jìn)入布袋除塵器前，向煙道內(nèi)噴入的活性炭粉進(jìn)入除塵器后同樣被截留在布袋表面，當(dāng)煙氣通過布袋時煙氣中的二惡英因被活性炭吸附而得到凈化。

此外，在噴活性炭的煙道處也同樣設(shè)置噴射消石灰的裝置，以保證在煙氣中酸性氣體含量很高時也能通過在此處噴射消石灰后達(dá)標(biāo)。

2 2種工藝技術(shù)特點

循環(huán)流化床煙氣脫酸凈化工藝與固定噴嘴法煙氣脫酸凈化工藝技術(shù)特點見表1。

從表1中可看出，循環(huán)流化床煙氣脫酸凈化工藝和固定噴嘴法煙氣脫酸凈化工藝都可以滿足垃圾焚燒廠的煙氣脫酸要求。其中循環(huán)流化床煙氣脫酸凈化工藝的占地面積更小，脫酸效率更高，且其在電廠和歐洲垃圾焚燒廠已有一定的應(yīng)用。

3 2種工藝投資運行成本分析（2條線）

按照2條入口均為6萬m3/h的煙氣量的煙氣處理系統(tǒng)考慮，入口HCl濃度1 000 mg/m3，SOx濃度600 mg/m3，系統(tǒng)年運行時間8 000 h，排放標(biāo)準(zhǔn)同時滿足GB 18485—2001生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)和歐盟92標(biāo)準(zhǔn)。

表1 2種工藝技術(shù)特點

表2 2種工藝運行成本

從表2可以看出循環(huán)流化床煙氣脫酸凈化工藝和固定噴嘴法煙氣脫酸凈化工藝的運行費用相差不大，但是循環(huán)流化床煙氣脫酸凈化工藝的總投資較高。

4 結(jié)論

循環(huán)流化床煙氣脫酸凈化工藝和固定噴嘴法煙氣脫酸凈化工藝都可滿足垃圾焚燒廠煙氣脫酸系統(tǒng)的處理要求。其中循環(huán)流化床煙氣脫酸凈化工藝投資較高，但其脫酸效率高、占地少，因此適用于排放標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格、占地要求少的垃圾焚燒廠，且該工藝在電廠和歐洲垃圾焚燒廠已有一定的應(yīng)用，故可選用的設(shè)備廠家也較多。而固定噴嘴法煙氣脫酸凈化工藝設(shè)置制漿系統(tǒng)，控制復(fù)雜，監(jiān)控和維護(hù)內(nèi)容多，石灰耗量高，但其投資相對較低，且在石灰高耗量的情況下也能保證煙氣達(dá)標(biāo)，因此適用于對投資要求較低的垃圾焚燒廠。考慮到這2種工藝目前在國內(nèi)爐排爐垃圾焚燒項目應(yīng)用相對較少，因此均宜進(jìn)行針對性優(yōu)化設(shè)計。

［1］張益，趙由才.城市生活垃圾焚燒技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

［2］CJJ 90-2009生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

Technology Research on New Semi-dry Method in Flue Gas Deacidification System for Waste Incineration

Xia Ziqing,Zhang Zhikun,Gao Haiming,Zhu Jialong
（Shanghai Environmental Sanitary Engineering Design Institute,Shanghai 200232）

By technology and economy analysis of a new semi-dry method (CFB deacidification and stable nozzle deacidification) in flue gas deacidification system for waste incineration,the technologies can meet the need of flue gas deacidification for waste incineration.

semi-dry method；flue gas deacidification；circulating fluidized bed (CFB)；stable nozzle

X701.2

A

1005－8206（2011） 03－0027－03

2010-11-30

夏子卿（1984—），主要從事環(huán)境工程設(shè)計及技術(shù)咨詢。

（責(zé)任編輯：張藝）