張 力

（成都市興蓉再生能源有限公司 四川成都 610072）

1 引言

隨著我國城市化進程的加快，人民生活水平不斷提高，垃圾產(chǎn)生量也逐年遞增。為避免環(huán)境污染，對垃圾進行綜合治理，合理利用，已是刻不容緩的重要課題。垃圾焚燒是目前發(fā)達國家普遍推行的一種垃圾處理方式，可以有效分解垃圾中的有毒有害物質(zhì)，殺滅各種病原體，焚燒后形成的固體殘渣減量可達80%以上，占地少，方便填埋，還能產(chǎn)生電能進行再利用，可以說垃圾焚燒真正實現(xiàn)了垃圾處理的減量化、資源化、無害化。

垃圾焚燒煙氣中的污染物可分為顆粒物（粉塵）、酸性氣體（SOX、NOX、HCl、HF 等）、重金屬（Hg、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn、Mn、Sb、Cd、Se等）和有機劇毒污染物（二噁英、呋喃等）四大類。為防止垃圾焚燒處理過程中對環(huán)境產(chǎn)生的二次污染，必須采取嚴格措施，利用煙氣凈化系統(tǒng)對焚燒產(chǎn)生的煙氣進行處理，達到達標排放的目的。

本文以剛建成投產(chǎn)的成都市某垃圾焚燒發(fā)電廠為例，對垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣處理工藝進行分析和探討。

2 垃圾焚燒發(fā)電廠概況

該項目垃圾處理規(guī)模為2400t/d，焚燒爐處理能力為4×600 t/d，選擇4MPa，400℃中溫中壓蒸汽參數(shù)的余熱鍋爐。每臺焚燒爐配置一套煙氣處理系統(tǒng)。

3 煙氣凈化處理工藝

3.1 工藝流程

選擇SNCR（選擇性非催化還原法）+旋轉(zhuǎn)噴霧脫酸塔+半干法（Ca（OH）2）+干法（NaHCO3）+活性碳噴射+高效袋式除塵器+SCR（選擇性催化還原法）相結(jié)合的煙氣凈化工藝。執(zhí)行《歐盟污染物排放標準》2000/EC/76。

圖1 煙氣凈化工藝流程

3.2 SNCR系統(tǒng)

SNCR系統(tǒng)是把氨水溶液噴射到焚燒爐內(nèi)，除去焚燒爐內(nèi)的氮氧化物的設(shè)備，化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

通過在鍋爐第一煙道噴入霧狀氨水溶液，煙氣中的氮氧化物濃度從鍋爐入口設(shè)計值300mg/Nm3被分解到省煤器出口200mg/Nm3之下。所需氨水通過壓縮空氣和雙流體噴嘴被噴進爐內(nèi)，根據(jù)省煤器出口NOx濃度，DCS系統(tǒng)自動進行演算以控制氨水溶液供應(yīng)泵的輸出。氨水溶液供應(yīng)泵送來的氨水溶液與稀釋水匯合，再由氨水溶液管線攪拌器進行充分混合，送到噴嘴噴射。

該工程在鍋爐第一煙道分多層共設(shè)置6跟噴霧噴嘴。氨水溶液儲罐一座，供SNCR和SCR系統(tǒng)共同使用，存儲20%氨水溶液7天用量。氨水溶液供應(yīng)泵設(shè)5臺定量泵，4用1備。稀釋水供應(yīng)泵采用渦流泵，設(shè)2臺，1用1備。

3.3 脫酸反應(yīng)系統(tǒng)

脫酸反應(yīng)系統(tǒng)包括機械旋轉(zhuǎn)噴霧脫酸塔和消石灰噴射裝置。每條焚燒線設(shè)一座噴霧脫酸塔。脫酸塔為圓筒形，底部為錐形，椎體上設(shè)置電伴熱系統(tǒng)以防止灰渣結(jié)露，并進行保溫，底部有破碎機和卸料閥，以保證反應(yīng)物能順利排出。脫酸塔上方，是帶導(dǎo)流板的蝸殼形入口通道，能使進入煙氣產(chǎn)生良好的渦流和均勻分配。脫酸塔上方布置有石灰漿高位液槽，以保證供漿壓力恒定。根據(jù)煙囪處HCl、SO2、HF的濃度，DCS計算出所需的消石灰漿流量，進而通過消石灰流量閥門控制消石灰流量。

工藝水用作煙氣冷卻水。為維持半干式脫酸塔出口溫度一定，冷卻水流量通過冷卻水流量閥自動控制。冷卻水流量閥由設(shè)置在DCS內(nèi)的半干式脫酸塔出口溫度調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)。

3.4 石灰漿制備系統(tǒng)

石灰漿制備系統(tǒng)為公用系統(tǒng)，4條煙氣凈化線公用一套制漿系統(tǒng)，包括1個消石灰儲倉、2個制備罐、1個漿液供應(yīng)裝置。消石灰儲倉總?cè)莘e350m3，貯存天數(shù)7天。每個制備罐均設(shè)攪拌裝置及液位指示，主要功能是為脫酸塔連續(xù)提供所需流量的濃度大約在10-17%的石灰漿。設(shè)置一臺帶攪拌器的消石灰供應(yīng)罐，容量為4條線8小時消耗量，供應(yīng)罐液位進行測量，由DCS進行監(jiān)視。設(shè)置2臺消石灰漿供應(yīng)泵，1用1備，裝有被供應(yīng)罐液位限制的連鎖回路。

3.5 碳酸氫鈉及消石灰噴霧系統(tǒng)

當機械旋轉(zhuǎn)噴霧器進行維修或更換時，將啟用該系統(tǒng)，可以使HCl、SOX減少到排放指標范圍內(nèi)。該裝置設(shè)置在布袋除塵器入口煙道處。另外，在布袋除塵器濾袋表面預(yù)涂時，也要運行本設(shè)備。

設(shè)一座碳酸氫鈉料倉，容量為1臺機械旋轉(zhuǎn)噴霧器停止工作時，滿足煙氣凈化需要3天的量。料倉內(nèi)設(shè)料位開關(guān)、空氣流化裝置及振動式架橋破解裝置。

在料倉底部設(shè)4個排放口，每個排放口設(shè)置定量給料的出料裝置。通過將煙氣中HCl、SOX的設(shè)定值與實際值進行比較得到PID控制值進而通過變頻器來控制粉體流量。

同樣，設(shè)消石灰料倉1座，設(shè)計思路類似于碳酸氫鈉料倉。

碳酸氫鈉或消石灰由鼓風(fēng)機輸送至噴射器噴入布袋除塵器入口煙道內(nèi)。如果供應(yīng)管線發(fā)生堵塞等情況，管線內(nèi)的壓力開關(guān)會檢測出來。

3.6 活性炭儲存和輸送系統(tǒng)

活性炭從脫酸塔后、布袋除塵器前的煙道混合器中噴入，主要作用是控制二噁英及重金屬的排放量，使其達到排放要求。

為了使活性炭粉末和煙氣充分混合，增加活性炭和煙氣的接觸時間，本系統(tǒng)設(shè)置了特殊的煙氣管道混合器。為保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，除了設(shè)置羅茨鼓風(fēng)機輸送物料外，還另接了一套壓縮空氣管路作為旁路，以保證系統(tǒng)的連續(xù)運行?；钚蕴康挠昧扛鶕?jù)焚燒線煙氣量進行控制。

3.7 布袋除塵器

設(shè)在線脈沖清掃和離線脈沖清掃兩種方式。正常運行時，采用在線脈沖清掃，利用壓差控制自動運行。定期清灰方式為當系統(tǒng)達到設(shè)定的定期清灰時間，脈沖壓縮空氣從布袋的清潔側(cè)噴入布袋，吹落附著的濾袋上的灰塵。

本系統(tǒng)供氣由獨立貯氣罐供給，除塵效率＞99.8%，阻力≤1500Pa。

3.8 煙氣再加熱系統(tǒng)及SCR系統(tǒng)

煙氣再加熱系統(tǒng)是把從布袋除塵器出來的煙氣加熱到適合SCR系統(tǒng)脫銷反應(yīng)溫度的加熱裝置。布袋除塵器出口煙氣溫度約為145℃，該溫度不適合催化劑活性化溫度，需要升溫至220℃以上。利用高壓蒸汽作為熱源進行熱交換。

SCR系統(tǒng)是把氨氣噴入催化劑反應(yīng)塔內(nèi)，去除氮氧化物的設(shè)備。催化反應(yīng)塔設(shè)置在煙氣再加熱器的下游，在催化反應(yīng)塔中的脫銷反應(yīng)與SNCR系統(tǒng)相同：

催化劑材質(zhì)為TiO2-WO3-V205系列，蜂窩狀結(jié)構(gòu)。催化劑由2層+1層備用構(gòu)成。氨水溶液供應(yīng)泵使用膜式泵，設(shè)5臺，4用一備。為控制煙囪出口的NOx濃度，氨水溶液流量由DCS演算處理，自動控制在最合適的流量。

3.9 飛灰輸送系統(tǒng)

包括：螺旋輸送機、刮板輸送機、斗式提升機、飛灰儲倉。

脫酸塔及布袋除塵器灰斗中的灰經(jīng)螺旋輸送機送至刮板輸送機，再由刮板輸送機將飛灰送至斗式提升機中，飛灰經(jīng)提升后落入飛灰儲倉中。儲倉中的灰分兩路進行處理，一路通過干灰散裝機排出，另外一路由輸送機送至飛灰固化系統(tǒng)。

3.1 0煙氣凈化系統(tǒng)運行效果

本套凈化工藝在垃圾焚燒發(fā)電廠投入運行一年多以來，運行穩(wěn)定，達到《歐盟污染物排放標準》2000/EC/76。

4 煙氣凈化系統(tǒng)設(shè)計思路

4.1 煙氣凈化系統(tǒng)不影響焚燒爐的穩(wěn)定運行。脫酸反應(yīng)系統(tǒng)具有動態(tài)適應(yīng)能力，保證裝置高效穩(wěn)定運行。

4.2 對酸性氣體、煙塵、二噁英等污染物進行有效脫除，確保煙氣達標排放。

4.3 技術(shù)裝備水平先進、實用、可靠、經(jīng)濟。

4.4 設(shè)備布置緊湊合理，占地少，最大限度降低投資。

4.5 采用計算機控制系統(tǒng)，提高自動化生產(chǎn)水平，基本實現(xiàn)中控室集中控制，為降低工人勞動強度，提高生產(chǎn)效率，創(chuàng)造良好條件。

4.6 出于經(jīng)濟性考慮，凈化系統(tǒng)使用價格便宜、易于采購、便于運輸?shù)乃巹?/p>

結(jié)語

選擇SNCR（選擇性非催化還原法）+旋轉(zhuǎn)噴霧脫酸塔+半干法（Ca（OH）2）+干法（NaHCO3）+活性碳噴射+高效袋式除塵器+SCR（選擇性催化還原法）相結(jié)合的煙氣凈化工藝，對垃圾焚燒煙氣中污染物質(zhì)的去除有很好的效果，在生產(chǎn)運行中能實現(xiàn)穩(wěn)定的達標排放，設(shè)備運行穩(wěn)定。該工藝的選擇以及對設(shè)計要點的分析，可為相關(guān)工程建設(shè)提供參考和借鑒，有推廣使用的價值。

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