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? ? 摘要：垃圾焚燒煙氣處理工藝、設(shè)備種類繁多.本文重點(diǎn)分析了干法、半干法和濕法脫酸工藝各自脫酸效率的影響因素.為獲得較合適的脫酸效率,煙氣排放質(zhì)量及運(yùn)行成本,煙氣脫酸工藝設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)煙氣實(shí)際狀況及組成選擇適宜的工藝或者工藝組合.
? ? 1 前言
? ? 垃圾焚燒技術(shù)是實(shí)現(xiàn)垃圾“減量化”、“資源化”、“無害化”的有效措施之一。因此，垃圾焚燒在各國(guó)得到了推廣應(yīng)用。但是，垃圾焚燒產(chǎn)生的酸性氣體生成量大，危害大，阻礙垃圾焚燒的進(jìn)一步發(fā)展，一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。因此研究影響垃圾焚燒煙氣脫酸效率的因素以及如何提高煙氣凈化效果尤其必要。
? ? 2 煙氣凈化工藝脫酸效率的影響因素及措施
? ? 由于垃圾焚燒煙氣成分復(fù)雜，而且各物質(zhì)之間相互影響。本文主要介紹以下幾種在煙氣脫酸工藝設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的因素，并針對(duì)每種因素介紹相應(yīng)可以改善脫酸效率的措施。
? ? 2.1 煙氣溫度
? ? 對(duì)于干法去除酸性氣體，可選用Ca(OH)2 或者CaO。溫度根據(jù)K. Liu、A. D. Lawrence的研究，CaO 和HCl 的反應(yīng)在600~850oC 效果較好，在650oC 附近反應(yīng)最為激烈。流化床鍋爐多選用CaO，在流化床上部噴入石灰，滿足溫度條件。對(duì)于爐排爐如選用CaO，需要在余熱鍋爐受熱面區(qū)域內(nèi)噴入，對(duì)余熱鍋爐改動(dòng)較大，并且國(guó)內(nèi)垃圾因?yàn)闆]有分類收集，含灰量較高，石灰的噴入會(huì)導(dǎo)致鍋爐底部灰量增加，容易堵塞。因此爐排爐干法去除HCl 選用Ca(OH)2，在反應(yīng)塔和布袋之間噴入，煙氣溫度一般設(shè)置在150oC 左右，兼顧反應(yīng)的效率及酸霧點(diǎn)。
? ? 在半干法和濕法脫酸過程中，煙氣溫度過高時(shí)，酸性物質(zhì)從氣相到液相擴(kuò)散量減少，酸性氣體的吸收量也減少，霧滴蒸發(fā)加快。導(dǎo)致霧滴過干，吸收劑失去活性，降低了吸收劑的利用率，導(dǎo)致脫酸效率降低。但溫度太低使煙溫降低，在半干法工藝中，煙氣進(jìn)入除塵器時(shí)溫度低于霧點(diǎn)，導(dǎo)致腐蝕或脫硫灰結(jié)塊的現(xiàn)象；濕法工藝中煙氣溫度過低會(huì)造成排放煙氣產(chǎn)生“冒白煙”的現(xiàn)象。
? ? 2.2 吸收劑性能
? ? 消石灰是干法脫酸技術(shù)常用吸收劑，顆粒的大小影響其活性，顆粒越小，活性越大。同時(shí)，純度越高，反應(yīng)越充分，吸收速率較快。鑒于此，脫酸工藝要保證消石灰顆粒的大小及其純度，要保證其細(xì)度為90% 以上且可以流經(jīng)100目篩。純度和活性要達(dá)到90% 以上。
? ? 在采用旋轉(zhuǎn)噴霧干燥工藝脫酸時(shí)，石灰漿濃度和霧化液滴大小是影響反應(yīng)塔脫酸效果的主要因素。根據(jù)解海衛(wèi)等的脫酸模型研究，石灰漿濃度在10%~25%濃度變化范圍內(nèi)，隨著濃度升高，酸性氣體去除率略有下降，增加石灰漿濃度意味著水分含量降低，同樣質(zhì)量的石灰漿霧化效果相同時(shí)如果濃度提高則每個(gè)小液滴的液體表面會(huì)減少，也就是減少與酸性氣體氣液接觸面積，降低酸性氣體去除效率。但石灰漿濃度過低反應(yīng)介質(zhì)Ca(OH)2 含量減少也會(huì)影響HCl去除率。參數(shù)未優(yōu)化前石灰漿制備系統(tǒng)濃度設(shè)置一般控制在12%~13%，因此可以通過濃度調(diào)整找到一個(gè)最佳的濃度值對(duì)應(yīng)最佳的酸性氣體去除率。
? ? 2.3 化學(xué)計(jì)量比
? ? 酸性氣體的去除效率隨化學(xué)計(jì)量比(SR) 的增加而增大，增大速度由快到慢；脫硫率的增大速率大于脫氯率的增大速率。原因是SR 增加，相當(dāng)于脫酸反應(yīng)方程式中一種反應(yīng)物濃度增加，從而使脫酸過程反應(yīng)更徹底。當(dāng)化學(xué)計(jì)量比增加到一定數(shù)值后，繼續(xù)提高計(jì)量比，酸性氣體去除效率的增加速度將變緩，吸收劑的利用率開始降低。因此選擇合適的SR既有利于改善脫酸效率，又有利于節(jié)約物料。
? ? 3 組合工藝對(duì)煙氣脫酸的影響
? ? 垃圾焚燒煙氣中有害氣體成分復(fù)雜，由于各種酸性氣體和吸收劑之間的反應(yīng)速率不同，往往存在著競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。因此，單一脫酸工藝并不能完全滿足垃圾焚燒煙氣的凈化。目前，我國(guó)大部分垃圾焚燒廠家煙氣脫酸采用“半干法 干法”組合工藝。隨著一些經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)對(duì)環(huán)保要求的提高，單一使用時(shí)投資及運(yùn)行成本較高但是脫酸效果最好的“濕法”已開始在組合工藝中被采用。
? ? 3.1 “半干法 干法”組合工藝
? ? 如圖1 所示，干法使用的消石灰在除塵器前的煙道噴入混合，消石灰干粉進(jìn)入除塵器后附著在濾袋表面，可以起到脫酸及保護(hù)除塵器的雙重目的。在焚燒爐啟停爐期間，由于鍋爐排煙溫度低，半干法脫酸系統(tǒng)無法正常投運(yùn)，此時(shí)可以啟動(dòng)干粉噴射系統(tǒng)，達(dá)到脫酸的目的，防止高濃度酸性氣體對(duì)布袋除塵器造成腐蝕；新布袋裝好后需用石灰粉對(duì)布袋進(jìn)行預(yù)噴涂，該系統(tǒng)的設(shè)置使預(yù)噴涂工作變得簡(jiǎn)單高效；在旋轉(zhuǎn)噴霧器維護(hù)期間，焚燒爐排煙直接進(jìn)入布袋除塵器則很容易對(duì)除塵器造成損傷，而啟動(dòng)干粉噴射系統(tǒng)，既可以使煙氣達(dá)標(biāo)排放又避免高濃度酸性氣體對(duì)布袋除塵器造成腐蝕。
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? ? 3.2 “干法/ 半干法 濕法”組合工藝
? ? “半干法 濕法”是一種先進(jìn)的煙氣脫酸工藝, 主要應(yīng)用于歐洲國(guó)家，如荷蘭、丹麥等。由于該工藝較“干法 濕法”組合工藝和單獨(dú)濕法工藝投資巨大、運(yùn)行成本高，比較適用于高度發(fā)達(dá)國(guó)家?？紤]到中國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段，“干法 濕法”工藝將成為我國(guó)較發(fā)達(dá)地區(qū)垃圾焚燒煙氣脫酸的主流組合工藝。典型的“干法 濕法”煙氣凈化工藝如圖2，主要包括以下4大系統(tǒng)：減溫塔系統(tǒng)、消石灰及活性炭噴射系統(tǒng)、濕式洗滌塔系統(tǒng)和煙氣再加熱系統(tǒng)?！案煞?濕法”煙氣凈化工藝的污染物排放指標(biāo)遠(yuǎn)優(yōu)于目前國(guó)內(nèi)的煙氣凈化主流工藝—半干法 干法工藝。而且干法 濕法煙氣凈化工藝相比于單獨(dú)的濕法脫酸工藝，堿液的消耗量要少，產(chǎn)生的高含鹽廢液量要少。大大提高了濕法脫酸工藝的經(jīng)濟(jì)適用性和技術(shù)可行性。
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? ? 結(jié)束語(yǔ)：
? ? 垃圾焚燒煙氣脫酸工藝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮各污染物之間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇需根據(jù)實(shí)際不斷豐富及優(yōu)化。同時(shí)，不斷提高垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平，根據(jù)焚燒爐運(yùn)行狀況和排放煙氣的指標(biāo)更好地協(xié)調(diào)脫酸組合工藝中各設(shè)備的聯(lián)合使用。
