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垃圾焚烧发电厂烟气干法脱酸系统温度的控制

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垃圾焚烧发电厂烟气干法脱酸系统温度的控制

发布日期:2018-08-15 作者:张成刚 点击:

垃圾焚烧发电厂烟气干法脱酸系统温度的控制

 
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摘要:通过对垃圾焚烧发电厂烟气露点和近绝热饱和温度的研究,计算出脱酸反应的佳温度.同时,在垃圾焚烧发电厂的实际运行中进行操作温度对的影响实验,要在保证脱酸效率的同时,避免设备的结露腐蚀。

1引言

垃圾焚烧发电厂的主要目的是去除烟气中的HCl和SO2等酸性气体。目前烟气脱酸工艺形式较多,按其系统中是否有废水排出,可分为湿法、半干法和干法三种。干法脱酸系统由急冷塔、袋式除尘器和碱性脱酸剂系统构成,工艺流程为:来自垃圾焚烧炉锅出口烟道的烟气由急冷塔上部进气口进入塔内,经过喷水雾化降温,使烟气温度快速下降,再由急冷塔下部侧面排气口,通过烟道进入袋式除尘器。碱性脱酸剂通过罗茨风机送至烟管内,烟气中含有的酸性物质在烟道和除尘器内与脱酸剂发生脱酸反应,反应产物被除尘器过滤捕集。中的脱酸效率与钙硫比、钙氯比、烟气温度和湿度等因素有关。本文对影响脱酸效率的烟气温度这一因素进行简要分析。

2烟气温度的理论分析

烟气温度对整个烟气净化系统非常重要。在干法脱酸工艺中,主要通过调节急冷塔内的喷水量控制烟气温度。仅考虑脱酸效果的话,喷水量越大,烟气温度越低越好。但是喷水量大,脱酸系统的急冷塔、除尘器、管道以及输送等设备容易发生湿壁和结垢,除尘器内的布袋容易发生结露,影响系统正常运行和设备的使用寿命。

2。1近绝热饱和温度

烟气中的酸性气体与Ca(OH)2的反应为放热反应,因此烟气温度越低越有利于脱酸反应的发生。其理想值为绝热饱和温度,即湿空气绝热降温增湿至饱和时的温度。但同时烟气温度又要保证高于露点,以防止设备和烟道发生腐蚀与湿壁。露点温度是湿空气等冷却至饱和时的温度。绝热饱和温度高于露点温度,两者间的温度差即为近绝热饱和温度AAST。在运行的过程中AAST的选取直接影响脱酸效率和装置的运行稳定性。有研究表明,绝热饱和温度温差越小,相对湿度越大,水分吸附平衡量越大,由单分子层吸附量换算成的分子层数就越多,脱酸率就越大。脱酸率随水分子层数的增加近似呈线性增长的关系。当温差从18K降到11K,脱酸效率增加30%,温差越低,脱酸效率越高。当AAST很小时,脱酸效率增幅变大,脱酸效率与AAST呈指数关系。因此,AAST低,意味着塔内喷水量大,烟气温度低,脱酸效率高。

3烟气温度对脱酸效率影响的实验

通过在某垃圾焚烧发电厂烟气脱酸工艺的现场研究,进行了烟气反应温度对脱酸效率的影响试验。该电厂的烟气露点温度约为129℃,波动不大。选择近绝热饱和温度AAST为11K,则佳脱酸温度为140℃。从工程控制角度来说,以急冷塔出口烟气温度为控制参数。烟气从急冷塔出口经过一段风管后再与脱酸剂发生反应,此过程中管道散热,因此急冷塔出口温度需略高于发生脱酸反应温度,取值145℃。

实验方案:以急冷塔出口烟气温度为变动量,采用TESTO烟气分析仪在脱酸系统入口和出口对HCl和SO2浓度进行采样,分析温度的变化对HCl和SO2去除率的影响。急冷塔出口烟气温度通过喷水量进行调节,脱酸剂的投入量保持不变。在采样过程中,尽量保证急冷塔入口烟气中的HCL和SO2含量大致相同,以减少其他因素对试验结果的影响。具体实验数据见下表;急冷塔出口的温度对脱酸效率的影响见下图。

由图中可以看出,急冷塔出口的温度越低,脱酸效率越高。通过降温措施,SO2去除率高只能达到85%左右,温度达到150℃后,再进行降温,对SO2去除率的影响不大。而对HCl言,随着温度的降低,其去除率可以不断提高。根据排放浓度来看,温度控制在160℃以下,HCl和SO2的排放指标可以达到欧盟2000标准。同时,除尘器和管道会造成15℃左右的温降,为防止烟气到达除尘器及除尘器后的风机时,烟气温度已降至露点温度以下而导致设备腐蚀问题,因此急冷塔出口的烟气温度好控制在150℃~160℃。

4结论

垃圾焚烧发电厂由于垃圾成分、锅炉类型、脱酸工艺的不同,其脱酸工艺中温度的控制也不尽相同,因此对于各个垃圾焚烧发电厂的脱酸温度必须进行单独研究。通过理论计算以及现场的调试,使急冷塔出口烟气温度能够保证烟气排放指标,也能够避免后续设备的结露腐蚀,保证系统的连续运行。


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