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工艺烟气治理之垃圾焚烧篇

北极星环保网来源:攻城师小站 姜丰勇2019/9/18 9:36:30我要投稿

2)脱酸

垃圾焚烧炉烟气中,SO2浓度为200-500mg/m3(标态),HCL浓度为400-1200mg/m3(标态),最高可达1800 mg/m3(标态),通常采用喷碱中和处理,按喷碱方式可分为干法、半干法和湿法。其中湿法由于废液及腐蚀等问题应用较少

干法脱酸,分为炉内喷入法和烟道喷入法。炉内喷入法直接将碳酸钙或白云石喷入炉内,脱除效率较低,一般在30-50%之间。烟道喷入法,是在除尘器前烟道喷入消石灰粉尘,使之随烟气均布在除尘器滤袋表面,对烟气中酸性物质进行捕集。对于酸性物质,温度越低,脱除效率越高,因此,通常在除尘器前增设喷雾冷却塔,控制进入除尘器的烟气温度在160-180℃左右。

半干法,是在反应塔喷入消石灰浆液,控制反应塔内烟气温度在140-150℃之间,酸气脱除率可达到90%以上,再经布袋除尘器粉尘层二次接触,可使SO2浓度降为10-30mg/m3(标态),HCL浓度降为20-50mg/m3(标态).半干法常用的有喷雾干燥法和循环流化床法。

喷雾干燥法是一种常用的烟气脱酸技术喷雾干燥烟气脱酸反应过程包含以下4个步骤,即:吸收剂制备、吸收剂浆液雾化、雾化浆液和烟气混合,吸收酸性气体并被干燥、反应产物排出。

喷雾干燥烟气脱酸技术主要是利用喷雾干燥的原理,将浓度为9%~13%的石灰石浆液经吸收塔顶部的雾化器雾化,其粒径可小于100μm,一经与烟气接触,便发生强烈的热质交换和化学反应,迅速地将大部分水分蒸发并将酸性气体吸收固化在反应物中,浆滴被加热干燥成粉末状后,随烟气进入除尘器。

循环流化床烟气净化技术是根据循环流化床原理而设计,其原理为当烟气进入反应塔底部时,烟气在塔内文丘里段被加速,将进入塔内的吸收剂和循环物料吹起,形成沸腾床体,气体和物料无论处于流化床的过渡段还是稳定段,都处于强烈的紊流状态,物料之间的碰撞、摩擦、反应、传热传质等物理化学过程非常强烈;系统工况在一定范围内变化所引起的波动会在这种强烈的紊流状态下迅速达到新的平衡。目前循环流化床烟气净化已发展了多种形式,如德国WULFF公司的回流式烟气循环流化床(RCFB),山东大学的双循环流化床烟气半干法悬浮脱硫装置、奥地利能源与环境公司的循环流化床烟气净化工艺等。

3)脱硝

垃圾焚烧烟气中NOX浓度通常为300-1000mg/m3(标态),脱硝通常采用选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)、袋式除尘器法和活性焦炭吸附法。

SCR是在有催化剂的条件下将NOX还原成N2。为了达到SCR还原反应所需的350℃温度,烟气在进入催化脱氮器之前需要再加热。试验证明SCR可以将NOX排放浓度控制在50mg/Nm3以下。低温催化剂活性温度在160-250℃左右。

使用低温催化剂系统,在布袋除尘器出口烟气温度为150-190℃的区间,不需要加热,烟气直接与还原剂混合,在催化剂的作用下,脱除NOx。而在中温催化剂的系统中,需要对烟气进行再加热,才能发生还原反应。在系统布置上要增加蒸汽预热器以及烟气-烟气换热器。

袋式除尘器法是在入口管道喷入氨水,NH3在粉尘层催化作用下与NOX发生还原反应,生成硝酸盐颗粒物,被布袋捕集。

活性焦炭吸附法是在布袋除尘器之后增加吸附剂移动床,利用活性焦炭的吸附催化作用深度还原脱硝,同时去除二噁英和气态汞等有害物质。

四、关于二噁英的控制

二噁英是氯二苯并二噁英和多氯二苯并呋喃的统称,共有210种同族体。二噁英有剧毒,是迄今人类发现的毒性最强的物质,其毒性是氰化钠的1000倍,目前发达国家对二噁英的排放标准控制在0.1ng-TEQ/m3.

垃圾焚烧中,二噁英产生的适宜条件为:

1)温度300-500℃,主要发生在焚烧开始和烟气冷却过程中;

2)燃料中含有金属和含氯有机物,如聚氯乙烯、氯化铁、氯化铜和废旧电池等。

垃圾焚烧烟气脱除二噁英的主要控制方法为:

1)布袋除尘器法,由于布袋除尘器适用温度一般在250℃以下,这种情况下的二噁英主要以固体形态存在,因此,设置高效布袋除尘器可以脱除大部分二噁英。

2)活性炭吸附,一种方法是在布袋除尘器前烟道喷入活性炭,另一种是在烟囱前设活性炭吸附塔,吸附塔的设计空速一般为500-1500h-1。

3)催化分解技术,利用催化剂,如V、Ti、W的氧化物在300-400℃之间选择性催化还原二噁英。

延伸阅读:

干货|垃圾焚烧发电脱酸方式

垃圾焚烧烟气脱硝工艺选择及案例分析

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