生活垃圾焚烧厂烟气处理技术
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垃圾焚烧发电厂焚烧烟气处理工艺流程1、目前国内外基本采用往复式炉排炉垃圾焚烧技术,垃圾抓斗将仓内垃圾提升到给料斗,通过给料槽连续不断加料到炉排入口。
在推料器的作用下,垃圾首先进入排炉干燥区,通过炉排的动作,垃圾在炉排上往前移动到燃烧区,最后到达燃烬区,确保垃圾在850℃-1100℃高温下得到充分燃烧。
2、焚烧炉的上部即为锅炉,焚烧炉出来的烟气温度约为850℃,首先被焚烧炉上部第一通道的水冷壁管吸收部分热量,然后烟气继续冲刷屏式受热面及过热器,烟气中大部分的热量在这里被吸收,最后经过省煤器时将剩余的热量再吸收一部分,尾气排至烟气净化系统。
3、在烟气流动的同时,汽水也在流动,一般来说汽与水的流动和烟气的流动是逆向的,方便换热。
一般来说,锅炉给水经除氧器由给水泵输送,经省煤器预热后送至锅筒,然后经水冷壁和屏式受热面进一步加热,产生出汽水混合物进入锅筒。
饱和蒸汽在锅筒内被分离出来,经过过热器进一步加热,最后产生出过热蒸汽,送往汽轮机。
采用炉排炉焚烧垃圾、余热利用进行发电是目前比较主流的垃圾减量化、资源化处理方式。
焚烧后垃圾减容量可达90%、减重量可达80%以上,大大减少了垃圾填埋处置用地,节约土地资源,降低环境污染,提高环保效益。
随之而来,烟气能否达标排放、灰渣能否安全处置就成了最关键的问题。
烟气中含有烟尘、二嗯英、重金属、酸性气体等有害物质,对居民健康、生存环境影响深远,必须有效去除。
随着近年来烟气的处理工艺不断发展,普遍认同的较为经济可靠的烟气净化工艺为:SNCR炉内脱氮+半干法脱酸+干法脱酸+活性炭吸附+布袋除尘”,它具有净化效率高、无须对反应产物进行二次处理的优点,处理后的烟气,可满足《生活垃圾焚烧处理污染控制标准》(GB18485-2014),部分指标可达到欧盟2010/75/EC要求。
随着国家对环保要求的进一步提高,一些大中型城市的环保部门对烟气排放指标提出了更高的要求。
城市生活垃圾焚烧发电技术及烟气处理摘要:我国作为生活垃圾产生量最大的国家,预计2030年,生活垃圾的总产量将会是美国2倍。
在这种趋势下,必须加大研发科学技术的力度,确保生态环境不会受到污染。
为保证生活垃圾可以得到二次利用,应该积极研发焚烧垃圾发电技术,提高应用技术水平,从而有效处理生活垃圾,降低生态环境压力,促使人与自然和谐共处。
本文基于城市生活垃圾焚烧发电技术及烟气处理展开论述。
关键词:城市生活垃圾;焚烧发电技术;烟气处理引言目前,针对生活垃圾的处理问题主要可以分为三种方式,分别是填埋、焚烧以及堆肥,在这三种处理方法中,焚烧属于一种无害化的处理方式,在目前能源日趋紧张的大背景下,如果可以通过一种环保的方式,对垃圾进行焚烧进而将其中的化学能转化为电能,对于我国社会的发展而言具有重大意义。
在当今社会,对生活垃圾进行环保形式的焚烧已经成为国家生活垃圾处理的一种重要方式,通过对焚烧系统进行合理的优化,有利于保障设备运行的稳定性,同时也可以使得焚烧效率大大提升。
针对生活垃圾焚烧发电系统的优化问题,本次研究首先对其工艺流程进行简单介绍,在此基础上,对其重要的两项组成部分分别进行深入研究,为推动生活垃圾焚烧发电系统的进一步发展奠定基础。
1生活垃圾焚烧发电工艺流程目前,常见的生活垃圾焚烧发电系统由垃圾接收及贮存系统、焚烧系统、热量回收系统、热量利用系统、烟气处理系统、灰渣接收系统以及自动控制系统等部分构成,其中,垃圾接收及贮存系统和自动控制系统最为重要,这主要是良好的垃圾接收分类以及合理的垃圾贮存方式可以为垃圾焚烧奠定基础,而自动控制系统的性能将会对焚烧效率产生直接影响,同时,自动控制系统将控制其他系统,使得其他系统之间相互配合,因此,本次研究将主要对垃圾接收及贮存系统和自动控制系统进行深入研究。
2焚烧烟气污染物烟气形成机理生活垃圾焚烧烟气污染物中主要的有害物质包括酸性气体、烟尘、重金属以及二噁英等。
另外还会产生一些未焚烧完全的颗粒物等。
生活垃圾焚烧厂的废气治理措施生活垃圾焚烧厂是对城市生活垃圾进行焚烧处理的重要设施,但焚烧过程中产生的废气对环境和人体健康都会造成影响。
生活垃圾焚烧厂的废气治理措施显得尤为重要。
本文将就生活垃圾焚烧厂废气治理的相关措施做一些介绍。
一、废气产生状况生活垃圾焚烧厂在焚烧生活垃圾的过程中不可避免地会产生大量废气。
这些废气中主要包括二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害物质,还会产生难以降解的重金属物质和微粒,对环境和人体健康都具有一定的危害。
二、废气治理措施1. 高效过滤设备生活垃圾焚烧厂废气产生后,首先要通过高效的过滤设备进行处理。
这些过滤设备包括除尘器、脱硫装置、脱氮装置等,能够有效去除废气中的颗粒物和有害气体,减少对环境的影响。
2. 燃烧优化技术通过燃烧优化技术,可以有效控制焚烧过程中产生的废气。
合理控制燃烧温度和氧气供给量,可以减少废气中的一氧化碳和二氧化碳排放,从而降低废气的污染程度。
3. 废气处理设施生活垃圾焚烧厂还需要配备专门的废气处理设施,如烟气脱硫脱硝装置、烟气脱除装置等,用于去除废气中的有害物质,确保排放的废气符合环保标准。
4. 持续监测和改进在废气治理过程中,生活垃圾焚烧厂需要建立有效的监测系统,对废气排放进行持续的监测和分析。
不断改进治理技术和手段,提高废气处理的效率和效果。
三、创新技术应用1. 生物滤池技术生物滤池技术是利用微生物在有机废气中进行降解处理的一种有效方法。
生活垃圾焚烧厂可以引进生物滤池技术,将废气中的有机物质通过微生物处理,减少废气中对环境和人体健康的危害。
2. 膜分离技术膜分离技术是一种高效的废气处理技术,通过特制的膜材料对废气中的有害物质进行分离和去除。
生活垃圾焚烧厂可以引入膜分离技术,提高废气治理的效率和净化效果。
3. 光催化氧化技术光催化氧化技术是利用特定的光催化剂和光能对废气中的有害物质进行氧化分解的一种先进技术。
生活垃圾焚烧厂可以考虑应用光催化氧化技术,提高对废气中有机物质的处理效率。
工艺方法——生活垃圾焚烧烟气净化工艺工艺简介生活垃圾焚烧过程中产生的污染物包括废气、废水和废渣,文中主要讨论焚烧烟气中的污染物和控制。
烟气中的污染物主要包括粉尘(细小颗粒物)、酸性气体(HF、HCl和SO2等)、氮氧化物、重金属和有机污染物(主要为二噁英),其中二噁英受到广泛关注;其种类多,毒性大,在生活垃圾的焚烧过程中,由于垃圾成分比较复杂,高温下的反应多且相互影响,二噁英的成因相当复杂,目前的研究成果尚不能完全解释,已知的生成途径有如下几种:原始存在、高温气相合成、从头合成、前驱物合成。
一、酸性气体净化装置酸性气体通常采用碱性介质吸收法,工业上普遍采用的是Ca(OH)2和NaOH,净化工艺有干法、半干法和湿法。
(1)干法脱酸工艺干法脱酸工艺一般使用碱性吸附剂以干基形式直接喷入位于省煤器与除尘装置之间的水平烟道内,或使吸附剂与酸性气体在干式反应塔内接触,吸附剂与酸性气体之间通过气固相接触并发生中和反应,来去除烟气中的酸性气体。
干法工艺设备简单,投资较少;以干粉形式反应,但由于干法存在吸附剂与烟气接触面积小、反应时间短,因此干法脱酸效率低(50%-60%),一般喷入的吸附剂如消石灰会过量很多(钙酸比大于3),因此会导致下游的除尘设备负荷增加。
常规的干法脱酸工艺单独使用目前已经很难达到规定的排放要求,因此一般大型的生活垃圾焚烧厂已经很少采用该法。
(2)半干法脱酸工艺半干法脱酸工艺是目前应用最广泛的。
国内大型垃圾焚烧厂大都采用该工艺。
半干法工艺一般吸收剂也采用Ca(OH)2,首先制成Ca (OH)2浆液,然后由安装在半干式反应塔顶部的雾化器把吸收剂浆液喷入反应塔,雾化器的高速产生剪切作用,使浆液形成极小粒径的液滴,然后与烟气充分接触,通过液滴中的水分挥发来降低烟气的温度,同时提高烟气湿度,石灰浆液滴与酸性气体进行反应,生成中性盐类,得以去除酸性气体。
在半干法脱酸工艺中,一般反应塔安装在除尘装置(一般为袋式除尘器)的前面,以便能够捕集含有少量消石灰的烟气;同时,部分未反应的消石灰将附着于袋滤器上,经过脱酸塔的烟气将会在袋滤器上与吸附剂进一步反应,以提高脱酸效率。
垃圾焚烧电厂烟气脱硝工艺流程
垃圾焚烧电厂烟气脱硝的工艺流程主要包括以下步骤:
1.去除颗粒物:首先,通过除尘器去除烟气中的颗粒物,以避免颗粒物对后续脱硝设
备的影响。
2.脱硫处理:然后,进行脱硫处理,通过脱硫装置将烟气中的二氧化硫转化为硫酸盐
或硫氧化物,以减少对后续脱硝效率和设备的影响。
3.去除氮氧化物:接下来,进行去除氮氧化物的处理。
目前主流的脱硝技术包括选择
性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)。
4.在SCR法中,烟气通过催化剂层,在300~400℃的温度范围内,使用氨水或尿素作
为还原剂,将氮氧化物转化为无害的氮气和水蒸气。
5.SNCR法则是在850~1150℃的高温区域中,将氨水或尿素等还原剂喷入炉内,与氮
氧化物进行选择性反应,将其还原为氮气和水蒸气。
6.除尘和排放:最后,再次通过除尘器去除残留的颗粒物,确保烟气达标排放。
需要注意的是,以上工艺流程仅为一种典型的流程,实际应用中可能因垃圾成分、烟气成分、设备选型等多种因素而有所不同。
此外,还需要根据具体情况进行工艺优化和调整,以提高脱硝效率和设备稳定性。
XX生活垃圾焚烧发电厂烟气处理运行规程(第一版)编写:批准:审核:烟气处理系统的运行规程1.概述系统主要组成:石灰粉仓、活性炭仓、喷雾塔、布袋除尘器、引风机、烟囱及烟气管道阀门等。
布袋除尘器图1:烟气处理系统工艺图从焚烧炉完全燃烧后出来的烟气进入半干式喷雾塔顶部的扩散器内,与配置好的下降石灰浆溶剂相遇。
烟气在通过扩散器沿着圆柱-锥形室的轴线在半干式喷雾塔内向下流动。
石灰浆由一个涡轮喷雾器喷射出,石灰浆在重力作用下下落同时撞击在一个以较高的速度旋转的圆盘上,在离开圆盘时,石灰浆的速度(与圆盘的转动速度和直径成比例)大约是160 m/s.此时石灰浆形成大量有序的直径在10斯1左右的小滴.这个组合(扩散体-涡轮)是这个过程的关键. 烟气和石灰浆在这种情况下进行良好的混合、进行化学反应,几乎中和掉大量的S03和HC1。
为了提高效率,同时在喷雾塔前注入活性炭,重金属和二恶英成分被注入活性炭所吸附。
烟气离开半干式喷雾塔后,进入下一级除尘设备一一脉冲清灰布袋除尘器,用来过滤烟气中悬浮颗粒(中和反应产物,剩余反应物和飞灰).布袋除尘器由8个箱室分两列平行布置,由金属结构体支撑。
布袋由P84聚酰亚胺毡制成,为圆袋立式结构。
含尘烟气进入进口封头后,烟气随后折转向上,进入布袋除尘器。
烟气从布袋外表面进入,干净气体从内部流出。
随着除尘器的连续运行,滤袋表面的粉尘增多,气体通过滤料的阻力增大,布袋的透气率下降,需要进行清灰,清灰方式采用差压清灰与定时清灰两种相结合的方式,当压差大于1500Pa时,脉冲控制仪开始工作,一个周期后若差压低于设定值, 则清灰停止,若差压高于设定值,则继续清灰直至低于设定值。
除尘器的底部设锥形灰斗,反应终产物通过回转出灰阀外排。
经过中和反应、吸附、过滤出来的重金属和飞灰分别在半干式喷雾塔和布袋除尘器的下部通过埋刮板输灰机进行收集输送到大灰仓,经过打包填埋。
合格的烟气通过引风机进入烟囱直接排放。
具体反应:垃圾焚烧会产生如下酸性气体:Hydrochloric acid (HC1)盐酸Hydrogen fluoride (HF) 氟化氢), 二氧化硫Sulphur dioxide (S02Sulphur trioxide (S0). 三氧化硫3为了减少这些气体带来的危害性(主要是酸雨),要求对烟气进行处理.通过添加反应物(试剂)来对酸性气体(HC1和HF)、硫的氧化物(S02和S03)进行处理.作为半干式方法,基本反应物是悬浮状态的:石灰浆。
城市生活垃圾焚烧发电技术及烟气处理摘要:当前,中国诸多城市已经建立了垃圾焚烧发电厂,初步实现了对城市生活垃圾的“减量化、无害化、资源化”处置。
但在实践中,生活垃圾焚烧发电中的诸多问题也逐渐暴露出来,烟气污染便是其中一个比较突出的问题。
主要对城市生活垃圾及其处理、城市生活垃圾焚烧发电技术、城市生活垃圾焚烧发电的意义进行了分析,并探讨了城市生活垃圾焚烧处理烟气中有害物质的形成机理及其处理工艺。
关键词:城市;生活垃圾;焚烧;发电;烟气处理城市生活垃圾是阻碍中国城市化发展的一个主要因素。
近年来,中国环境保护标准明显提升,以往建立填埋场对城市生活垃圾进行处理的粗放型模式已经无法满足新时代的新要求。
当前,可燃物在城市生活垃圾中所占比例不断提升,这种生活垃圾燃烧后产生的热值较高,使得生活垃圾焚烧发电成为城市生活垃圾处理工作的主要发展方向。
1城市生活垃圾及其处理实现城市人类活动与生态环境的协调发展,是城市现代化发展过程中必须做到的。
城市生活垃圾是影响城市人类活动与生态环境协调发展的一个主要因素,其指的是人类生产、生活中产生的各种废物。
近年来,中国诸多城市以“减量化、无害化、资源化”处置生活垃圾为目标,积极探索生活垃圾的有效处理方法,并取得了一定成果。
城市生活垃圾的处理已逐渐从填埋、堆肥发展到了焚烧制能,力求“变废为宝”。
生活垃圾焚烧发电是焚烧制能的一项主要措施,其主要通过高温燃烧,将生活垃圾中的可燃物转化为惰性残渣,并将焚烧过程中产生的热能转化为电能,实现了生活垃圾的能源化。
2城市生活垃圾焚烧发电技术2.1原理生活垃圾焚烧发电技术,是将生活垃圾分类之后运送到焚烧炉,在焚烧炉内对可燃物进行焚烧,通过余热锅炉将焚烧过程中产生的热能转化为蒸汽能量,并由汽轮发电机带动涡轮机产生电能。
2.2工艺流程将生活垃圾运送到垃圾贮坑内存放7d左右,其作用是将生活垃圾中的渗滤液去除,可去除10%左右。
经研究发现,通常情况下,垃圾中的水分每降低1%,焚烧过程中产生的热能便会提升100kJ/kg。
垃圾焚烧烟气处理工艺流程面向普通市民《垃圾焚烧烟气处理,守护我们的清新空气》朋友们,你们有没有想过,每天产生的那么多垃圾,在焚烧的时候产生的烟气是怎么处理的呢?其实啊,这就像是一场保卫战。
垃圾焚烧产生的烟气,就像是敌人,而我们有一套厉害的处理流程来打败它们。
会有一个大的过滤装置,就像一个超级大的筛子,把那些大颗粒的污染物给拦住。
比如说,像灰尘啊、一些大的杂质啊,都别想跑过去。
然后呢,会用到化学药剂,就像是给烟气洗个澡,把里面的有害物质给洗掉。
比如说二氧化硫这些坏家伙,一碰到这些药剂,就被消灭掉啦。
还有啊,会有一个高温处理的环节,就像是给烟气来个桑拿,把那些顽固的污染物给热死。
处理完的烟气会经过检测,如果合格了,才会排放到空气中。
这一套流程下来,我们的空气就得到了保护,大家就能呼吸到更清新的空气啦!《了解垃圾焚烧烟气处理,让环境更美好》咱平常生活里垃圾那是少不了的,垃圾焚烧能帮着处理不少,可这焚烧产生的烟气得好好处理,不然可麻烦啦!你想啊,要是不管这些烟气,那空气不就被污染得没法儿呼吸啦?其实处理这烟气有一套办法。
比如说,有个叫布袋除尘器的东西,它就像个超级厉害的过滤网,能把烟气里的小颗粒灰尘都给抓住。
还有专门对付有害气体的设备,就像警察抓坏人一样,把二氧化硫、氮氧化物这些有害气体都给抓起来。
我听说啊,有个地方之前没好好处理垃圾焚烧烟气,结果周围的居民老是咳嗽,空气质量差得不行。
后来用上了正规的处理流程,情况才慢慢好起来。
所以说,这垃圾焚烧烟气处理可太重要啦,关系着咱们每个人的生活环境呢!《垃圾焚烧烟气处理,为蓝天助力》大家都知道垃圾得处理,焚烧是个办法,可这产生的烟气可不能不管。
那这烟气到底咋处理的呢?其实就跟做菜差不多。
先把大块的脏东西挑出来,这就相当于把大颗粒的污染物过滤掉。
然后加点“调料”,也就是化学药剂,把有害的成分给中和掉。
接着来个高温消毒,把剩下的坏东西都消灭掉。
检查一下,合格了才能放出去。
我国生活垃圾焚烧厂废气治理措施生活垃圾焚烧技术以具有能对垃圾进行减量化、资源化和无害化处理,可大量减少垃圾填埋占地面积等特点而受到关注。
目前全国已经建成垃圾焚烧厂68座,处理能力到33000吨/日,焚烧处理率已由2001年的 2.9%上升到目前的12.9%。
由于生活垃圾的特殊性,在焚烧过程中不可避免地会产生大量的气态污染物,如果不进行有效治理,将对环境造成严重污染,危害人体健康。
1.垃圾焚烧厂烟气产生机理生活垃圾焚烧过程中产生的污染物主要包括四大类:颗粒物(烟尘)、酸性气体(CO、NOX、SO2、HCI等)、重金属(Hg、Cr、Pb等)及有机污染物(主要因子为二恶英类)。
(1)HCI来源于生活垃圾中含氯废物。
(2)SO2来源于含硫生活垃圾的高温氧化过程。
(3)NOX来源于生活垃圾焚烧过程中N2和O2的氧化反应及含氮有机物的燃烧,其中95%为NO,NO2所占比例很少。
(4)CO是由生活垃圾中有机物可燃物不完全燃烧产生的。
(5)金属类污染物源于焚烧过程中生活垃圾所含重金属及其化合物。
(6)有机污染物的产生机理非常复杂,会伴随多种化学反应。
首先形成中间产物,最后形成终产物。
二恶英是其中毒性最强的化合物,在垃圾焚烧过程中其生成途径主要有:1)生活垃圾中本身含少量有的微量二恶英大部分在高温下分解,但由于其具有热稳定性,少量会随烟气排放;2)在燃烧过程中由氯源生成,大部分在高温条件下也会被分解,但有少部分排放;3)当燃烧不充分时,烟气中会产生过多的未燃尽物质,在遇触媒(重金属Cu等)及300℃-400℃条件下已分解的二恶英会重新生成;2.生活垃圾焚烧厂废气排放标准选择废气治理技术首先要明确需执行的排放标准,生活垃圾焚烧厂废气排放标准见表一。
表一生活垃圾焚烧厂废气排放标准二恶英排放浓度根据环发(2008)82号文件确定。
3.废气治理技术的应用3.1焚烧烟气治理流程国内某生活垃圾焚烧发电厂采用的烟气治理流程如下图:3.1.1 NOX控制系统国内很多种采用低氮燃烧控制烟气中NOX浓度,具体控制条件包括降低过量空气系数、降低炉膛温度以及烟气充分混合等。
生活垃圾焚烧厂烟气处理技术
焚烧作为无害化最彻底、减容化最显著、可资源化利用程度最高的一种处理技术已经成为当今国际社会生活垃圾处理的重要技术。
然而,每吨垃圾焚烧后会产生5000~7000m的废气,如何控制烟气中污染物的排放浓度也日益受到人们的广泛关注,笔者主要从烟气中污染物组分及相应的处理技术方面进行综述,总结在生活垃圾焚烧发电厂中烟气处理技术研究应用进展,从而提出了今后垃圾焚烧烟气处理的研究方向。
1、烟气中污染物组分
垃圾焚烧烟气组成极其复杂,主要污染物有烟尘(飞灰)、酸性气体、重金属和二恶英类等。
烟尘颗粒物主要是垃圾焚烧过程中烟气夹带的不可燃物质或燃烧过程产生的微小惰性无机颗粒状物质,如灰分、无机盐类、可凝结的气体污染物及有害的重金属氧化物。
酸性气体及氮氧化物主要来源于垃圾中特定组分的燃烧过程。
研究表明,HC1的浓度受垃圾中含氯有机物的影响高于无机氯化物。
重金属类污染物主要来源于生活垃圾中含有的废旧电池,主要包括铅、汞、铬、镉、砷及其化合物以及其他重金属及其化合物,当垃圾中有机氯化物含量高时,烟气中的重金属以铬为主要成分,当垃圾中无机氯化物高时,烟气中的重金属以铅为主要成分。
有机污染物主要为二恶英类物质,有研究表明250~350℃的温度范围最易
产生二恶英,李晓东等提出垃圾中氯含量超过2.1%时二恶英的增加量更为明显,
R.Takeshita等提出控制高温烟气中HC1气体的含量有利于控制二恶英的生成量。
我国2010年发布了《生活垃圾焚烧污染控制标准》征求意见稿,对垃圾焚烧烟气的排放标准作出了更为严格的限制,部分指标达到欧洲EU2000/76/EC标准,由此可见,合理有效的烟气处理技术是保障垃圾焚烧发电厂推广实施的必要条件。
2、烟尘、重金属及二恶英的脱除工艺
2.1烟尘的脱除
烟尘脱除主要采用除尘器,根据CJJ90_-2009生活垃圾焚烧处理工程技术规范要求,生活垃圾焚烧厂烟气净化系统必须设置袋式除尘器。
目前,采用机械炉排炉的垃圾焚烧厂除尘装置多采用袋式除尘器;采用循环流化床的垃圾焚烧厂由于含尘量高,多采用“旋风除尘器+袋式除尘器”组合工艺。
袋式除尘器主要利用预涂粉尘、滤袋表面积附尘等技术,对有害有毒气体进行处理和过滤,除尘效率可达99.50%~99.99%,能长期稳定运行,适应工艺负荷变化引起的风量波动,有效捕集10tzm以下的微尘,粉尘排放浓度可稳定达到<50mg/m甚至5mg/m3以下。
FE是目前国内外垃圾焚烧发电厂应用较为普遍的滤料,其水解稳定性、耐酸,碱性、耐磨性及氧化稳定性均为优,使用年限为3-4a,但其价格较高。
其他滤料难以抵御垃圾焚烧炉烟气的腐蚀,使用寿命较短。
2.2重金属及二恶英的脱除
传统的垃圾焚烧厂烟气中重金属和二恶英的常用脱除工艺为“活性炭喷射+袋式除尘器”。
此工艺能有效吸附烟气中的重金属及二恶英,活性炭的添加量为100mg/m左右,脱除效率可达95%以上。
GORE公司研制出的Remedia催化滤料,能有效分解脱除二恶英,脱除效率高达90%以上,烟气中二恶英浓度将小于0.1ng—TEQ/m3。
Y.Ide等采用TiO2/V205/WO3催化剂在选择性催化还原(SCR)装置中研究了垃圾焚烧烟气中二恶英和相关化合物的分解,分解率高达90%。
陈彤等对150t/d焚烧流化床锅炉不同工况下湿法除尘器前后烟气中二恶英的含量进行
研究,得出不同工况下湿法除尘器对二恶英的脱除效率均达到85%以上。
因而,在烟气净化处理装置的基础上进行低温催化技术研发是烟气处理的研究方向之一。
3、酸性污染物的脱除工艺
国内外常用的垃圾焚烧烟气中酸性污染物的脱除工艺主要有干法、湿法和半干法3种。
国外垃圾焚烧发电厂常采用湿法和机械旋转喷雾半干法烟气净化工艺,国内已建成的垃圾焚烧发电厂大多采用机械旋转喷雾半干法工艺或循环流化法和干法净化工艺。
3.1干法工艺
干法脱酸工艺是将碱性脱酸物质直接喷射在烟道内,流程简单,设备投资约为半干法的80%,工艺过程不产生废水,设备故障率低,维护方便,但钙硫比偏高,脱酸剂耗量大,致使飞灰产生量大。
E.Jannelli等在RDF(垃圾衍生燃料)焚烧模拟实验中,采用Ca(OH)2作为吸收剂处理HCI,脱除率可达到99%。
姚宇平指出在用石灰或消石灰作为吸收剂进行干法脱酸时,更应该注重其Blaine比表面积。
郭一鑫采用干法烟气净化系统进行烟气处理,HC1的脱除率可达到97%,SO2的脱除率>90%。
吴立等研究表明,电石渣的脱酸效果与纯Ca(OH)相当,可替代纯Ca(OH):,降低处理成本。
孙向军等提出碳酸氢钠的经济性较熟石灰差,但脱除效率更高。
2008年,江苏科林集团引进了一种新的干法脱酸工艺——NSK工艺。
从锅炉出来的烟气
经双流雾化器喷出的水雾急速冷却到160℃左右后,在NSK混合器内与消石灰、活性炭充分
混合,中和烟气中的酸性气体,吸附二恶英等有害成分,确保酸性气体达标排放。
3.2湿法工艺
湿法脱酸工艺是利用碱性吸收剂(一般为NaOH溶液)在洗涤塔内吸收HC1和SO2等酸性气体。
湿法净化工艺净化效率很高,国外多年的应用业绩均表明其对HC1的脱除效率可达99%
以上,对SO2也可达到95%以上的脱除效率。
但是湿法净化工艺后续需要配置废水处理设施,且处理后烟气温度一般为6O~70℃,为防止烟囱出口有“白烟”冒出,还需要配置烟气再加热装置,在国内还没有应用实例,可作为干法和半干法净化工艺之后的尾气深度净化措施。
3.3半干法工艺
半干法介于干法和湿法之间,主要包括旋转雾化器半干法、固定喷嘴半干法和循环流化
床半干法。
旋转雾化器半干法是目前垃圾焚烧发电厂烟气处理的主流工艺,脱酸效率高,但其核心
部件——雾化器制作精度高,主要由国外引进,如西格斯、NIRO及KS等厂家生产的雾化器
应用较为广泛,但是雾化器易堵塞、磨损,需要经常清洗更换,投资维护费用高。
解海卫等
建立了垃圾焚烧烟气旋转喷雾干燥净化实验系统,采用型号为NIROF100的雾化器,得出HC1脱除效率高于SO2的脱除率,可以满足排放标准。
固定喷嘴半干法主要采用双流体喷嘴对石灰浆液进行雾化,成本较低,但存在堵塞和磨
损问题,且其脱酸效率低于旋转雾化半干法。
李午申等对双流体喷嘴石灰浆液雾化特性进行
了系列研究,得出喷雾液滴直径范围为40~130txm,但其雾化角较小,单孔喷嘴的雾化角一般为20~30度,多孔喷嘴的雾化角可达到55度。
循环流化床脱硫工艺(CFB)脱硫技术是国外20世纪80年代后期开发的一种新的脱硫技术,属于半干法,脱酸剂采用消石灰粉。
黄明星等对循环流化床半干法烟气脱酸进行了试验研究,在一定烟气量下,随着消石灰量的增加,污染物排放浓度明显降低。
亚明等提出了双塔脱酸工艺,一级半干式反应塔顶部安装高速旋转喷雾器,喷射石灰浆
浆液,二级半干式反应塔顶部安装固定喷嘴,喷射30%氢氧化钠溶液,脱酸效率高,但设备
投资高,运行工艺复杂。
3.4组合工艺
近年来烟气脱酸的组合工艺不断涌现并付诸工程实践。
蹇瑞欢等提出“半干法+干法”烟气脱酸组合工艺,净化后的烟气各项指标达到欧盟2000标准。
李军等提出“干法+湿法”烟
气脱酸组合工艺,此工艺脱酸效率高,但工艺较复杂,并伴随污水处理问题。
上海江桥垃圾
焚烧处理厂2008年的扩建工程中,烟气处理要求采用“干法+湿法”组合工艺,明确要求净
化处理后烟气品质须达到欧盟2000标准。
3.5其他脱除工艺
干法、湿法及半干法工艺主要是低温(<250℃)烟气净化工艺,考虑酸性污染物的高温腐蚀作用,w.J.Hall等在850℃下,采用醋酸钙镁对HC1进行脱除试验,脱除率为60%~65%,并指出提高氧浓度有利于其脱酸效率的增加。
B.Shemwell等提出在700℃左右,甲酸钙、醋酸钙镁和丙酸钙也能有效脱除HC1。
高温条件下脱除酸性气体能耗较高,因而开发廉价高效的高温脱除技术还尚待研究。
综上所述,酸l生气体的脱除工艺各有优缺点,因此在确定烟气脱酸工艺时应综合权衡工程的烟气排放指标、垃圾成分、设备初投资及运行成本、系统稳定性等因素。
4、NOx的脱除工艺
目前,垃圾焚烧烟气中NOx控制技术主要有低NOx燃烧控制技术、选择性非催化还原技术(SNCR)和选择性催化还原技术(SCR)。
GB18485-2001生活垃圾焚烧污染控制标准要求NO排放限值为400mg/m,主要依靠低NO燃烧控制技术即可达标排放。
NO燃烧控制技术主要依靠燃烧过程中采取一定的措施来降低NO的排放浓度,如降低焚烧炉过量空气系数、调整一次风布风位置、分级燃烧或者烟气再循环等方法SCR技术是在一定温度和催化剂作用下有选择的将烟气中的NO还原成N2,该技术的关键在于选择优良的催化剂,M.Goemans等在NH3一SCR反应装置中使用KWH生产的商业催化剂TiO2/V2O5/WO3,,在230℃下,同时实现脱除NOx和二恶英的目的。
M.Wallin发现Mn在低温条件下有较好的活性,而cr在较高温度下有高活性且有较高的抗硫性能。
Fe在高温区有相对较高的NOx还原活性且生成N20量很少。
含Rh样品在低温下气体中有NO2存在时相对来说有显著的高活性。
SNCR技术是在不使用催化剂的条件下,通过在炉膛适宜温度内(850~l050℃)喷射还原剂直接还原NOx,常用还原剂为尿素和NH3,脱氮效率只有40%左右。
林瑜研究表明,在450~650℃、13%~17.5%的氧含量下,水合肼和硫酸肼对NO有一定的脱除效果,同样条件下喷人的氨水却易被氧化成NO。