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1.2总体流程
根据项目实际基础数据,初步设计出的工艺流程为,烟气处理工艺为炉内 SNCR +静电除尘+旋转喷雾半干法+消石灰干法喷射+活性炭喷射+袋式除尘。工艺流程如图 1 所示。
图 1 垃圾焚烧烟气净化技术总体工艺流程
锅炉出口烟气进入静电除尘器,进行初步烟尘脱除。初步除尘后的烟气从脱硫反应塔顶部进入,同时石灰浆液经高速旋转的雾化器均匀地喷入反应塔内。石灰浆与自下而上的烟气流中的 HCl、SOx、HF 等酸性气体进行反应。喷射的石灰浆液吸热蒸发并生成干燥粉末状反应物 CaCl2、CaF2、CaSO3及 CaSO4等。旋转喷雾脱硫后的烟气进入布袋除尘器,进一步脱除烟尘,并经烟囱排放。
2 脱硫脱硝工艺选择
2.1脱硫技术
旋转喷雾干燥法脱硫工艺具有设备简单、投资和运行费用低、占地面积小等优势,脱硫效率可以保持在75% ~ 90%。喷雾干燥吸收法的烟气脱硫工艺简单,包括吸收剂浆液的制备、喷雾干燥吸收和布袋除尘三部分。
未经处理的热烟气通过气体分布器进入喷雾干燥吸收塔,与微小的石灰浆液滴接触。烟气中的酸性组分迅速被细小的碱性液滴中和,脱出烟气中的 HCl、SO2和SO3,同时烟气中的水分被蒸发。
合理地控制烟气分布、浆液流量和液滴尺寸,以确保液滴在接触喷雾干燥吸收塔塔壁之前被干燥,干燥产物包括飞灰和吸收反应产物,落入吸收塔底部,进入粉尘输送系统。处理后的烟气进入布袋除尘器,收集固体颗粒,从颗粒收集器出来的烟气通过引风机送入烟囱排放。
2.2脱硝技术选择
脱除烟气中的NOx的工艺方法主要有选择性催化还原法和选择性非催化还原法。选择性催化还原法(SCR)是利用催化剂的作用,在低于400°C的条件下进行NOx的脱除反应。SCR系统设备复杂,投资较高,目前垃圾焚烧厂NOx净化的应用案例较少。
选择性非催化还原法(SNCR)是在高温(800 ~1 000°C)条件下,利用还原剂氨或尿素将 NOx还原为N2,不需要使用催化剂,并且可利用焚烧炉热量在垃圾焚烧炉炉膛内完成还原反应。SNCR 系统设备投资低,简单方便,效率较高。目前,国内外的垃圾焚烧厂多采用此法控制 NOx的排放。
3 工艺原理
旋转喷雾半干法(SDA)脱硫是在机械或气流的作用下将脱硫剂分散成约为 50 μm 的雾状液滴,雾状液滴与烟气间的接触面积较大,在气液两相间发生快速的传热传质和化学反应,从而实现脱硫的目的。
为减小烟气脱硫过程的温降,本项目采用石灰作为脱硫剂,来自粉仓的石灰与水接触制备成石灰浆液。垃圾焚烧烟气经脱硫塔上部的分配器进入脱硫塔体,烟气中的 SO2与塔顶中心的旋转雾化器喷出的 Ca(OH)2溶液发生反应,化学反应方程式如下:
表 2 本工程烟气排放指标
5 结论
垃圾焚烧发电技术是一种将垃圾重新资源利用的“变废为宝”技术,而烟气净化是垃圾焚烧发电的重要环境治理环节,决定着垃圾焚烧产生的二次污染物排放量。由于垃圾本身成分复杂,垃圾焚烧后产生的烟气成分也比较复杂,包含大量烟尘、HCl、HF、SO2、NOx、重金属和二噁英等多种污染物,为了避免垃圾焚烧后产生二次污染,焚烧烟气必须进行净化以实现达标排放。
本文中“SNCR+ 静电除尘 + 旋转喷雾半干法脱酸 + 布袋除尘”的烟气净化技术,满足《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485-2014)相关要求,处理后烟气粉尘排放浓度低于 10 mg/Nm3,SO2排放浓度低于 50 mg/Nm3NOx排放浓度低于 200 mg/Nm3。
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