熱門關(guān)鍵詞: 高溫氣化生物質(zhì)鍋爐 生物質(zhì)鍋爐 生物質(zhì)燃燒鍋爐 鍋爐排放改造
隨著垃圾的不斷增長,幾年后填埋場根本無法繼續(xù)填埋,我們需要提前使用垃圾焚燒爐來減壓、無害化處理,且焚燒處理還不占用土地資源。那么約翰節(jié)能垃圾焚燒爐廠家,帶你了解垃圾焚燒爐煙氣的處理工藝,以更好地進(jìn)行推廣及運(yùn)用。
焚燒爐的煙氣凈化工藝是按垃圾焚燒過程產(chǎn)生的廢氣含污染物組分、濃度及需要執(zhí)行的排放標(biāo)準(zhǔn)來確定,通常煙氣凈化工藝主要針對酸性氣體(HCl、SO%)、顆粒物及重金屬等進(jìn)行控制,工藝設(shè)備主要由:酸性氣體脫除和顆粒物捕集兩部分組成。
一、酸性氣體脫除設(shè)備
酸性氣體脫除設(shè)備大體可分為以下三種形式。
1.干式洗滌塔
將堿性反應(yīng)物以干基方式通過專門的噴頭噴人反應(yīng)器內(nèi) ,注入反應(yīng)器的藥劑大多采用鈣 化合物(Ca( OH) 2)。讓Ca( OH) 2微粒表面直接與酸氣接觸,產(chǎn)生化學(xué)中和反應(yīng),生成無害的中性鹽粒子,再進(jìn)入下游的粒狀物去除設(shè)備,在除塵器里,反應(yīng)產(chǎn)物連同煙氣中粉塵和未參加反應(yīng)的吸收劑一起被捕集下來,達(dá)到凈化目的。干式脫酸法設(shè)備投資與半干法接近,但對酸性 氣體的去除效果較差,比較適合于經(jīng)濟(jì)相對落后且排放標(biāo)限較寬松的國家和地區(qū)。
2.半干式洗滌塔 半干式洗滌塔在煙氣凈化工藝流程中通常置于粒狀污染物去除設(shè)備之前,因?yàn)樵谧⑷耸覞{后將在反應(yīng)器中形成大量的粒狀物,必須由除塵器收集去除。Ca( OH)2榕液由噴嘴或旋轉(zhuǎn)噴霧器噴人反應(yīng)器中,形成粒徑極細(xì)的堿性漿液,由于水分的揮發(fā)從而降低煙氣的溫度并提高其濕度,使酸氣與石灰漿反應(yīng)成為鹽類,掉落至底部,Ca( OH)i 溶液一般由反應(yīng)器頂端噴人。
此外,半干式洗滌塔對一般有機(jī)污染物及重金屬也具有良好的去除效率,若搭配高去除效率的布袋除塵器,則重金屬去除效率可達(dá) 99%(乘除外)以上。半子法工藝較成熟、設(shè)備簡單、一次性投資較低。其優(yōu)點(diǎn)為:凈化效率高、流程簡單 、設(shè)備少 生成物易處理,無二次污染;不結(jié)垢,不堵塞;對負(fù)荷波動適應(yīng)性好,吸收劑用量可按煙氣中污染物濃度進(jìn)行調(diào)節(jié);操作方便,維修茲小;水耗量少,占地面積小。半干法脫酸已具有良好的應(yīng)用實(shí)踐,國內(nèi)外焚燒廠業(yè)績表明其可靠性高、性能良好。
3.混式洗謙培
技2式洗滌塔與其他形式的酸氣去除設(shè)備相比較,其最大的優(yōu)點(diǎn)是酸去除效率高,但要消耗 大量的水,其工藝過程中的排水要進(jìn)一步處理,且濕法凈化后的煙氣 的溫度大大降低,常需加 熱后從煙囪排入大氣。其初期投資和運(yùn)行費(fèi)用均較高,約為半干法系統(tǒng)的 1.75 倍。在水源較 充足的地方及廢水處理 的排放要求相對較松的地方大多采用此處理方式。圖 13. 10、圖 13. 11 所示為常用的濕式靜電集塵器結(jié)構(gòu)。
二、酸性氣體控制技術(shù)
煙氣排煙脫硫(flue gas dest邱hurization , FGD)已是一種發(fā)展成熟的技術(shù),其目的僅將廢氣中so.酸氣體去除,各種已成熟的FGD技術(shù)。其中干式、半干式及混式洗煙塔均已成功地用于垃圾焚燒廠中,并也可以有效去除HC及HF,其中處理流程如下圖所示。
三、干濕三種洗煙塔設(shè)備
1.干式洗煙塔
干式洗煙塔(dry sorbent injection ,DSI) 僅將消石灰粉直接壓縮空氣噴人煙管或煙管上某段反應(yīng)器(reactor)內(nèi),使堿性消石灰粉與酸性廢氣充分接觸而達(dá)到中和及去除的目的,一般在應(yīng)用干式煙塔法時,通常需要先加一個冷卻塔(quencher)在前面,借助噴人的冷水先將廢氣溫度降至150℃,以提高酸性氣體的去除效率。
但由于固相與氣相的接觸時間有限且傳質(zhì)效果不佳,故常需超量加藥,干式洗煙塔法單獨(dú)的 去除效率并不高(HCL僅60% ,SOX僅30%),而需由后接的濾袋集塵器進(jìn)行二次反應(yīng)能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),事實(shí)上干式洗煙塔搭配濾袋集塵器已成為垃圾焚燒廠典型的空氣污染物去除流程,我國臺灣地區(qū)的樹林、新店垃圾焚燒廠即采用此種處理流程。
整個系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)為設(shè)計(jì)簡單、維修方便及造價便宜,且消石灰輸送管線不易阻塞,但缺點(diǎn)為藥劑的消耗量大,整體的去除效率較半干法和濕法低,產(chǎn)生的反應(yīng)物及未反應(yīng)物量也較 多,需要最終處理;至于目前雖已有部分廠商運(yùn)用回收系統(tǒng)(recycling),將由集塵器收集下來的飛灰、反應(yīng)物與未反應(yīng)物按一定比例與新鮮的消石灰粉混合利用,以節(jié)省藥劑消耗量,但其成效并不顯著,且會使整個藥劑準(zhǔn)備及噴人系統(tǒng)變得復(fù)雜,管線系統(tǒng)也因飛灰及反應(yīng)物的介入而增加磨損或阻塞的頻率,反而失去原系統(tǒng)設(shè)計(jì)操作維護(hù)容易的優(yōu)勢。
2.半干式洗煙法
半干式洗煙法(semi-dry process 或 dryer adsorption , SDA)與干式洗煙最大的不同在于噴入的酸性藥劑為乳泥狀(slurry),而非干粉,故需要一組調(diào)藥設(shè)備,采用的酸性藥劑一般均為石灰系物質(zhì),如顆粒狀生石灰(pebble lime)或粉狀消石灰(Ca ( OH)2 powder)。若采用生石灰,首先需經(jīng)過消化器(slaker)將其消化,再加水調(diào)整為乳劑;采用粉狀消石灰則可直接加水調(diào)整, 由于噴人的乳劑本身含降溫作用,故其前不需要向干式洗煙法加裝冷卻降溫塔,噴人的方式將消石灰泥漿于壓縮空氣噴嘴(nozzles) 混合向上或向下噴人吸煙塔中,廢氣則與噴人的石灰漿成同向流(co-current)或反向流(counter-current)的方式充分接觸并產(chǎn)生中和作用,也可將消石灰泥漿霧化傳輸(atomizer)自塔頂噴人,以增加與同向流廢氣的中和反應(yīng),在噴人的過程中,乳劑的水分可在噴霧干燥塔內(nèi)完成蒸發(fā),故不會有水滴流出。
石灰乳劑噴人后與廢氣接觸并進(jìn)行中和作用,當(dāng)單獨(dú)使用時,對酸性氣體去除效率約為90%,通常其后需要接濾袋集塵器,以提供反應(yīng)藥劑在濾布表面進(jìn)行二次反應(yīng)的機(jī)會,整個系統(tǒng)對酸性氣體的去除效率也隨之提高(HCl 98% ,S0x90% 以上)。本法最大的特性為結(jié)合了干式法與濕式法的優(yōu)點(diǎn),較干式法的去除效率高,也免除了濕式法產(chǎn)生過多廢水的困境,然而, 噴霧干燥塔的加水量多需詳細(xì)設(shè)計(jì)及說明。
3.濕式洗煙法
濕式洗煙塔的構(gòu)造通常接于靜電集塵器或?yàn)V袋集塵器之后,廢氣在粒狀物質(zhì)先被去除后再進(jìn)入濕式洗煙塔上端,首先噴人足量的液體使廢氣降到飽和溫度,再是飽和的廢氣與噴人的堿性藥劑在塔內(nèi)的填充材料(packing)表面進(jìn)行中和反應(yīng),常用的堿性藥劑有氫氧化鈾溶液或氫氧化鈣溶液,雖然苛性鍋較消石灰為貴,但其去除效果較佳且用量較少,不會因pH值調(diào)節(jié)不當(dāng)而發(fā)生管線結(jié)垢等問題,故一般均采用氫氧化鈾溶液為堿性中和劑,整個洗煙塔的中和劑噴人系統(tǒng)按循環(huán)方式設(shè)計(jì),當(dāng)循環(huán)水的pH 值或堿度超過一定標(biāo)準(zhǔn)時,即能排出(blow down),再補(bǔ)充新鮮的氫氧化鍋溶液,以維持一定的酸性氣體去除效率,排泄液中通常含有很多溶解性重金屬(如 HgC12、PbCl2等),濃度高達(dá)3%,必須予以適當(dāng)處理。由于一般的濕式洗煙塔均采用填充吸收塔(absorption tower) 的方式設(shè)計(jì),故其對粒狀物質(zhì)的去除能為幾乎可以被忽略不計(jì)。
濕式洗煙塔的最大優(yōu)點(diǎn)是:酸性氣體的去除效率高,對氯化氫去除率為98%及so去除率為90%以上,并附帶有去除高揮發(fā)重金屬物質(zhì)的潛力;其缺點(diǎn)是:造價較高,用電鹽和用水量也較高。為避免廢氣排放后產(chǎn)生自煙現(xiàn)象,需另加裝廢氣再熱器(reheater),廢水也應(yīng)加以妥善處理。
目前改進(jìn)型濕式洗煙塔多分為兩階段洗煙:第一階段針對 S02,第二階段針對HCl。主要原因是二者在最佳去除效率時的pH 值不同。此外,在廢水零排放設(shè)計(jì)時,濕式洗煙塔的方案較不經(jīng)濟(jì),因?yàn)槲鼰熍判箯U水除需經(jīng)過重金屬去除的處理流程,最后殘留的高濃度氣體仍需消耗用能源甚多的蒸發(fā)器(evaporator)加以回收,方能達(dá)到排泄完全回收再利用的目標(biāo),不僅使整個系統(tǒng)更加復(fù)雜,也因額外的蒸汽消耗而增加操作成本、
四、粒狀污染物去除設(shè)備
目前,常用的除塵設(shè)備主要有靜電除塵器和布袋式除塵器。
1.靜電除塵器
靜電除塵器內(nèi)含一系列交錯組合的負(fù)電極及集塵板。帶有粒狀污染物的煙氣沿水平方向 通過收塵區(qū)段,其中粒狀物受電場感應(yīng)而帶負(fù)電,由于電場引力的影響,被漸漸移動至集塵板 而被收集。
由于在振打過程中可能使 附著于集塵板上的粒狀物再次被氣體帶起,除塵器通常采用多段除塵方式 ,以提高除塵效率。 靜電除塵器除塵效率較高,通??蛇_(dá) 95% 以上( 依電場數(shù)量不同而不同) ,并廣泛用于燃煤發(fā) 電廠。影響收塵效率的因素很多,主要有氣體流量、濕度、電場強(qiáng)度、氣體在電場的滯留時間 、 粉塵粒徑分布、氣體含塵濃度、氣流分布及集塵板面積等。影響靜電除塵器效率的另一重要因 素是煙塵的比電阻,比電阻過高或過低都會使除塵效率降低。
2.布袋式除塵器
布袋式除塵器可去除粒狀污染物及重金屬 。布袋式除塵器通常以清灰方式來作區(qū)分 ,在 城市垃圾焚燒設(shè)施中,較常使用的形式為脈沖噴射清 除法及反沖洗空氣清除法。布袋式除塵器同時兼 有二次酸氣清除的功能,上游的酸氣清除設(shè)備部分未反應(yīng)的堿性藥劑漿附著在布袋上,在煙氣 通過時再次和酸氣反應(yīng)。布袋式除塵器最大的缺點(diǎn)是:布袋材質(zhì)脆弱,對煙氣高溫 、化學(xué)腐蝕、 堵塞及破裂等問題甚為敏感。
布袋除塵器對進(jìn)入煙氣的溫度要求比較嚴(yán)格 ,煙溫過高,濾袋損壞,煙溫過低,煙氣 中的酸氣冷凝成酸滴,濾料受腐蝕而損壞。
五、煙氣凈化組合工藝比較
根據(jù)煙氣成分及污染排放標(biāo)準(zhǔn),煙氣凈化系統(tǒng)由兩個部分組成 ,即脫酸系統(tǒng)與除塵設(shè)備的 組合?,F(xiàn)行的工藝組合大致有以下四種形式:
①濕式洗滌塔+ 布袋除塵器;
②半干法脫酸塔 +布袋除塵器 ;
③半干法脫酸塔+ 靜電除塵器;
④干法脫酸塔+ 布袋除塵器。
以上四種工藝在生產(chǎn)實(shí)踐中都有應(yīng)用,可根據(jù)各自的特點(diǎn)進(jìn)行選擇。 在設(shè)計(jì)煙氣處理工藝中,為確保二嗯英和重金屬等有害物質(zhì)達(dá)到要求的排放指標(biāo),需要在系統(tǒng)中增加活性炭噴射吸附的輔助凈化措施?;钚蕴烤哂休^大的比表面積,只要通過揣流與 煙氣混合均勻且接觸時間足夠長,就可以達(dá)到較高的吸附凈化效率。
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