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垃圾焚烧烟气深度处理工艺及案例分析

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垃圾焚烧烟气深度处理工艺及案例分析

发布日期:2018-07-13 作者:张成刚 点击:

垃圾焚烧烟气深度处理工艺及案例分析

  来源:《能源环境保护》  作者:钱兵 李军等  2018/7/12 17:20:47    
所属频道:   关键词:  

:摘要:目前,国内垃圾焚烧烟气排放标准越来越严格,这对技术提出更高的要求.因此找到高效的是解决问题关键所在。详细介绍了生活垃圾焚烧烟气脱酸技术、脱硝技术,列出各技术的优缺点。并以海安县生活垃圾焚烧发电厂项目为例,采用“SNCR+半干法+干法(碳酸氢钠)十活性炭喷射+袋式除尘+SCR”烟气深度处理技术.对工艺进行详细叙述。通过终的烟气净化系统性能参数看出,该套烟气深度处理工艺的排放要求满足欧盟2000标准。是一种高效的处理工艺。

生活垃圾焚烧过程产生的烟气中,含有大量的污染物,如HC1、SOx、NOCO、重金属(Pb,Hg)和二恶英等。为了避免上述危害物质进人人类的生存环境,就必须对烟气进行深度净化处理并达标排放。目前,垃圾焚烧烟气排放标准越来越严格,因此找到高效的烟气处理工艺是解决问题关键所在。

目前,国内垃圾焚烧发电厂烟气处理工艺比较单一,从运行情况来看,这些工艺满足《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485—2014),但大多数无法满足欧盟2000标准。

1烟气脱酸、脱硝工艺介绍

1.1介绍

烟气脱酸工艺主要有干法、半干法、湿法三大类,以下是详细介绍。

1.1.1干法处理工艺

干法处理工艺将石灰粉通过喷射系统喷人反接触反应,生成固态化合物,再由除尘器将其与飞灰一起捕集下来。飞灰属于危险废物,经排灰收集系统收集后需要进行稳定化处理。干法与袋式除尘器的基本组合工艺为垃圾焚烧厂典型的烟气净化工艺之一。

1.1.2半干法处理工艺

半干法工艺是将一定浓度的石灰浆液喷人反应塔与酸性气体反应,并通过喷水量控制反应温度。在吸收、中和反应过程中将水分蒸发,较大颗粒的飞灰沉降到反应塔底部排出,细微颗粒飞灰经除尘器捕集后。进行稳定化处理。采用雾化石灰浆作反应剂,学反应效果明显优于干法,其中石灰干粉的用量一般为理论用量的2倍。净化效率达95%一99%。但对重金属、二恶英等有机物的吸附能力仍然有限,因此需要在系统中加入活性炭以增强对重金属和二恶英等污染物的捕集能尘器。并配置活性炭喷人装置的组合方法。

1.1.3湿法处理工艺

湿法净化工艺通常是先采用静电除尘器除尘,再进骤冷器将烟气温度降至60~70℃后,进入温式洗涤塔,进行碱液洗涤去除烟气中的酸性污染物。以避免气体酸性腐蚀作用,净化气体一般需加热到160180℃,再由引风机经烟囱排人大气。洗涤液通常为石灰浆液或氢氧化钠溶液,若采用石灰溶液,则石灰的用量为理论用量的1.2倍,对HC1的去除率可达99%以上。从洗涤塔排出的废水需经处理后排放,同时产生的污泥也需妥善处置。

1.1.4脱酸工艺技术比较

干法、半干法及湿法烟气脱酸工艺特性综合比较参见表1。

从表1可看出,湿法脱除效率较高,但是投资成本和运行成本比较高。半干法相对湿法工艺而言,占地面积小,投资少,没有污水排放。

1.2烟气脱硝工艺介绍

烟气脱硝主流技术常有SNCR(选择性非催化还原法)和SCR(选择性催化还原法)两种。

1.2.1SNCR(选择性非催化还原法)

选择性非催化还原fSNCR1技术是向烟气中喷氨或尿素等含有NH3基的还原剂,在高温(烟道气流中产生的氨自由基与NOx反应,把NO还原成N2和H2O。总反应方程式如下:

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

SNCR还原NO的化学反应效率取决于烟气温度,高温下停留时间,含氨化合物即还原剂注入的类型和数量、混合效率以及NOX的含量等。一般来说,SNCR脱硝效率可达80%。

1.2.2SCR(选择性催化还原法)

SCR技术是还原剂(NH3、尿素等)在催化剂作用下,选择性地与NOX反应生成N2和H2O,而不是被O2所氧化,故称为“选择性”。以NH3为还原剂的主要反应式为:

4NH3+4NO+04N2+6H2O

4NH3+2N02+O6N2+6H2O

在SCR技术的应用过程中,催化剂的制备生产是其中重要的部分之一,其催化性能直接影响到SCR系统的整体脱硝效果。对SCR脱硝系统而言。催化剂的选取是关键。考虑到经济性和运行维护等因素,要求催化剂具有活性高,抗硫性、抗水性好。寿命长,经济性好和不产生二次污染等特点。

1。2。3SNCR和SCR联合脱硝技术

SNCR/SCR联合脱硝工艺是将SNCR工艺中还原剂喷人炉膛的技术同SCR工艺中利用逸出氨进行催化反应的技术结合起来,从而进一步脱除NO的一种新型工艺。与单一的SCR工艺和SNCR工艺相比,联合技术具有系统脱硝效率高;设备相对简单,占地面积小;催化剂用量少;脱硝系统阻力小等优点。该联合工艺NO的脱除率达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脱硝技术比较

SNCR、SCR及SNCR和SCR联合脱硝技术综合比较见表2。

从上表可看出.SCR脱硝与SNCR脱硝各有优势及不足。SCR要求严格控制NHJNOx比率,脱硝率能达到9O%以上。SCR工艺操作的关键是避免存在灰尘、SO、重金属等杂质,以减轻催化剂中毒,延长催化剂使用寿命。SNCR工艺投资小,但氨液消耗量大,适用温度较高,NOx脱除率低。两种脱硝技术要避免投入过多的NH。,防止由于残留的NH3与SO3、H0、HC1等反应,生成(NH4)HSO、(NH)2S0、NH4C1,产生固体颗粒,形成白烟,影响治理效果。

2组合工艺介绍

2.1工艺流程说明

结合以上各工艺特点,设计一套对烟气深度脱除的组合工艺,该工艺中采用“半干法+干法”脱酸工艺及“SNCR+低温SCR”脱酸工艺。该烟气深度处理工艺的处理下,其烟气排放标准满足欧盟2000标准,是一种高效的处理工艺。

2。1。1“半干法+干法”脱酸工艺

余热锅炉出口的烟气温度为180~220℃,通过烟道进人旋转喷雾脱酸塔的上部。烟气在进入旋转喷雾反应塔后,与高速旋转喷雾器喷人的Ca(OH)浆液进行充分混合,烟气中的SO、HC1等酸性气体与CaCOH):进行中和反应后被去除,同时,烟气温度被进一步降低到155℃左右。经过处理的烟气经旋转喷雾脱酸塔的下部通过连接烟道进入袋式除尘器。从脱酸塔出来后。烟气冷却至约155后进入袋式除尘器。在袋式除尘器和脱酸塔之间的烟道上设有碳酸氢钠喷射装置和活性炭喷射装置,喷射出来的碳酸氢钠粉末与烟气中的酸性气体发生中和反应,确保任何时刻酸性气体排放达标。

在半干法的基础上增加干法工艺,进一步去除酸性气体,且干法选用碳酸氢钠作为吸附剂,较

石灰具有更高的酸性气体去除效果。

2.1.2“SNCR+低温SCR”脱硝工艺

SNCR脱氮工艺采用(NH2)CO(尿素)溶液作为还原剂,将其喷人焚烧炉内。NO在高温下被还原为N和H20。尿素经过尿素溶液配制间,配制成浓度约4O%的尿素溶液,通过溶液输送泵送至混合器。在混合器内尿素溶液进一步被水稀释成5%的稀溶液。稀释后的溶液被压缩空气雾化,并经喷嘴喷人炉膛内,与烟气中的NO反应。

SCR脱氮工艺采用低温SCR技术,其中催化剂层采用低温催化剂,载体物质为TiO:,活性物质为Mn、Fe等金属氧化物。反应温度在150。左右时,NO去除率可达8O%以上。反应区间在布袋

除尘器之后,可避先飞灰中的K,Na,CAs等微量元素对催化剂的污染或中毒,缓解SO2引起的催化剂失活和催化剂寿命减少。因此在烟气进人SCR反应器前,无需对烟气加热,从而大大降低了能源的消耗。降低成本。终可确保排放烟气中的N0浓度满足欧盟2000的排放要求。

3案例分析

以海安县生活垃圾焚烧发电厂项目为例:一期工程于2012年正式投入运营。日处理垃圾500t.二期工程于2014年底正式投入运营。日处理垃圾300t,一、二期工程日处理垃圾共800t,烟气处理采用“SNCR+半干法+干法(碳酸氢钠)+活性炭喷射+袋式除尘+SCR”的处理工艺。

3.1工艺流程

烟气深度处理系统包括:炉内喷尿素系统、反应塔系统、活性炭喷射系统、碳酸氢钠喷射系统、袋式除尘系统、SCR脱硝系统等,并配有自动控制及在线检测装置。净化后的烟气经80m高烟囱排人大气,烟气处理系统工艺流程见图1:

3.2应用及效果

表3为海安县生活垃圾焚烧发电厂烟气净化系统技术性能参数。以上排放标准均满足欧盟2000要求。

4结论

海安县生活垃圾焚烧发电厂结合烟气脱酸和烟气脱氮技术的优点设计出一套烟气深度处理工艺,从终的烟气净化系统性能参数可看出,该烟气深度处理工艺的排放要求满足欧盟2000标准,是一种高效的处理工艺。


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