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垃圾焚燒煙氣處理工藝分析是什麽?

生活垃圾焚燒過程產生的煙氣中,含有大量的汙染物,如HC1、SOx、NOCO、重金屬(Pb,Hg)和二惡英等。為了避免上述危害物質進人人類的生存環境,就必須對煙氣進行深度凈化處理並達標排放。目前,垃圾焚燒煙氣排放標準越來越嚴格,因此找到高效的煙氣處理工藝是解決問題關鍵所在。目前,國內垃圾焚燒發電廠煙氣處理工藝比較單壹,從運行情況來看,這些工藝滿足《生活垃圾焚燒汙染控制標準》(GB18485—2014),但大多數無法滿足歐盟2000標準。

1.1煙氣脫酸工藝介紹

煙氣脫酸工藝主要有幹法、半幹法、濕法三大類,以下是詳細介紹。

1.1.1幹法處理工藝

幹法處理工藝將石灰粉通過噴射系統噴人反接觸反應,生成固態化合物,再由除塵器將其與飛灰壹起捕集下來。飛灰屬於危險廢物,經排灰收集系統收集後需要進行穩定化處理。幹法與袋式除塵器的基本組合工藝為垃圾焚燒廠典型的煙氣凈化工藝之壹。

1.1.2半幹法處理工藝

半幹法工藝是將壹定濃度的石灰漿液噴人反應塔與酸性氣體反應,並通過噴水量控制反應溫度。在吸收、中和反應過程中將水分蒸發,較大顆粒的飛灰沈降到反應塔底部排出,細微顆粒飛灰經除塵器捕集後。進行穩定化處理。采用霧化石灰漿作反應劑,學反應效果明顯優於幹法,其中石灰幹粉的用量壹般為理論用量的2倍。凈化效率達95%壹99%。但對重金屬、二惡英等有機物的吸附能力仍然有限,因此需要在系統中加入活性炭以增強對重金屬和二惡英等汙染物的捕集能塵器.並配置活性炭噴人裝置的組合方法。

1.1.3濕法處理工藝

濕法凈化工藝通常是先采用靜電除塵器除塵,再進驟冷器將煙氣溫度降至60~70℃後,進入溫式洗滌塔,進行堿液洗滌去除煙氣中的酸性汙染物。以避免氣體酸性腐蝕作用,凈化氣體壹般需加熱到160180℃,再由引風機經煙囪排人大氣。洗滌液通常為石灰漿液或氫氧化鈉溶液,若采用石灰溶液,則石灰的用量為理論用量的1.2倍,對HC1的去除率可達99%以上。從洗滌塔排出的廢水需經處理後排放,同時產生的汙泥也需妥善處置。

1.1.4脫酸工藝技術比較

幹法、半幹法及濕法煙氣脫酸工藝特性綜合比較參見表1。

從表1可看出,濕法脫除效率較高,但是投資成本和運行成本比較高。半幹法相對濕法工藝而言,占地面積小,投資少,沒有汙水排放。

1.2煙氣脫硝工藝介紹

煙氣脫硝主流技術常有SNCR(選擇性非催化還原法)和SCR(選擇性催化還原法)兩種。

1.2.1SNCR(選擇性非催化還原法)

選擇性非催化還原fSNCR1技術是向煙氣中噴氨或尿素等含有NH3基的還原劑,在高溫(煙道氣流中產生的氨自由基與NOx反應,把NO還原成N2和H2O。總反應方程式如下:

4NH3+6NO--~5N2+6H2O

SNCR還原NO的化學反應效率取決於煙氣溫度,高溫下停留時間,含氨化合物即還原劑註入的類型和數量、混合效率以及NOX的含量等。壹般來說,SNCR脫硝效率可達80%。

1.2.2SCR(選擇性催化還原法)

SCR技術是還原劑(NH3、尿素等)在催化劑作用下,選擇性地與NOX反應生成N2和H2O,而不是被O2所氧化,故稱為“選擇性”。以NH3為還原劑的主要反應式為:

4NH3+4NO+04N2+6H2O

4NH3+2N02+O6N2+6H2O

在SCR技術的應用過程中,催化劑的制備生產是其中最重要的部分之壹,其催化性能直接影響到SCR系統的整體脫硝效果。對SCR脫硝系統而言。催化劑的選取是關鍵。考慮到經濟性和運行維護等因素,要求催化劑具有活性高,抗硫性、抗水性好。壽命長,經濟性好和不產生二次汙染等特點。

1.2.3SNCR和SCR聯合脫硝技術

SNCR/SCR聯合脫硝工藝是將SNCR工藝中還原劑噴人爐膛的技術同SCR工藝中利用逸出氨進行催化反應的技術結合起來,從而進壹步脫除NO的壹種新型工藝。與單壹的SCR工藝和SNCR工藝相比,聯合技術具有系統脫硝效率高;設備相對簡單,占地面積小;催化劑用量少;脫硝系統阻力小等優點。該聯合工藝NO的脫除率達9O%以上.氨的逸出量由5*10—6—25*10—6降到5*10—6以下。

1.2.4脫硝技術比較

SNCR、SCR及SNCR和SCR聯合脫硝技術綜合比較見表2。

從上表可看出.SCR脫硝與SNCR脫硝各有優勢及不足。SCR要求嚴格控制NHJNOx比率,脫硝率能達到9O%以上。SCR工藝操作的關鍵是避免存在灰塵、SO、重金屬等雜質,以減輕催化劑中毒,延長催化劑使用壽命。SNCR工藝投資小,但氨液消耗量大,適用溫度較高,NOx脫除率低。兩種脫硝技術要避免投入過多的NH。,防止由於殘留的NH3與SO3、H0、HC1等反應,生成(NH4)HSO、(NH)2S0、NH4C1,產生固體顆粒,形成白煙,影響治理效果。

2組合工藝介紹

2.1工藝流程說明

結合以上各工藝特點,設計壹套對煙氣深度脫除的組合工藝,該工藝中采用“半幹法+幹法”脫酸工藝及“SNCR+低溫SCR”脫酸工藝。該煙氣深度處理工藝的處理下,其煙氣排放標準滿足歐盟2000標準,是壹種高效的處理工藝。

2.1.1“半幹法+幹法”脫酸工藝

余熱鍋爐出口的煙氣溫度為180~220℃,通過煙道進人旋轉噴霧脫酸塔的上部。煙氣在進入旋轉噴霧反應塔後,與高速旋轉噴霧器噴人的Ca(OH)漿液進行充分混合,煙氣中的SO、HC1等酸性氣體與CaCOH):進行中和反應後被去除,同時,煙氣溫度被進壹步降低到155℃左右.經過處理的煙氣經旋轉噴霧脫酸塔的下部通過連接煙道進入袋式除塵器。從脫酸塔出來後。煙氣冷卻至約155後進入袋式除塵器。在袋式除塵器和脫酸塔之間的煙道上設有碳酸氫鈉噴射裝置和活性炭噴射裝置,噴射出來的碳酸氫鈉粉末與煙氣中的酸性氣體發生中和反應,確保任何時刻酸性氣體排放達標。

在半幹法的基礎上增加幹法工藝,進壹步去除酸性氣體,且幹法選用碳酸氫鈉作為吸附劑,較

石灰具有更高的酸性氣體去除效果。

2.1.2“SNCR+低溫SCR”脫硝工藝

SNCR脫氮工藝采用(NH2)CO(尿素)溶液作為還原劑,將其噴人焚燒爐內。NO在高溫下被還原為N和H20。尿素經過尿素溶液配制間,配制成濃度約4O%的尿素溶液,通過溶液輸送泵送至混合器。在混合器內尿素溶液進壹步被水稀釋成5%的稀溶液。稀釋後的溶液被壓縮空氣霧化,並經噴嘴噴人爐膛內,與煙氣中的NO反應。

SCR脫氮工藝采用低溫SCR技術,其中催化劑層采用低溫催化劑,載體物質為TiO:,活性物質為Mn、Fe等金屬氧化物。反應溫度在150。左右時,NO去除率可達8O%以上。反應區間在布袋

除塵器之後,可避先飛灰中的K,Na,CAs等微量元素對催化劑的汙染或中毒,緩解SO2引起的催化劑失活和催化劑壽命減少。因此在煙氣進人SCR反應器前,無需對煙氣加熱,從而大大降低了能源的消耗。降低成本。最終可確保排放煙氣中的N0濃度滿足歐盟2000的排放要求。