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垃圾焚燒發電廠煙氣干法脫酸系統溫度的控制

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垃圾焚燒發電廠煙氣干法脫酸系統溫度的控制

發布日期:2018-08-15 作者:張成剛 點擊:

垃圾焚燒發電廠煙氣干法脫酸系統溫度的控制

 
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摘要:⎝⎛im电竞⎞⎠通過對垃圾焚燒發電廠煙氣露點和近絕熱飽和溫度的研究,計算出脫酸反應的佳溫度.同時,在垃圾焚燒發電廠的實際運行中進行操作溫度對的影響實驗,要在保證脫酸效率的同時,避免設備的結露腐蝕。

1引言

垃圾焚燒發電廠的主要目的是去除煙氣中的HCl和SO2等酸性氣體。目前煙氣脫酸工藝形式較多,按其系統中是否有廢水排出,可分為濕法、半干法和干法三種。干法脫酸系統由急冷塔、袋式除塵器和堿性脫酸劑系統構成,工藝流程為:來自垃圾焚燒爐鍋出口煙道的煙氣由急冷塔上部進氣口進入塔內,經過噴水霧化降溫,使煙氣溫度快速下降,再由急冷塔下部側面排氣口,通過煙道進入袋式除塵器。堿性脫酸劑通過羅茨風機送至煙管內,煙氣中含有的酸性物質在煙道和除塵器內與脫酸劑發生脫酸反應,反應產物被除塵器過濾捕集。中的脫酸效率與鈣硫比、鈣氯比、煙氣溫度和濕度等因素有關。本文對影響脫酸效率的煙氣溫度這一因素進行簡要分析。

2煙氣溫度的理論分析

煙氣溫度對整個煙氣凈化系統非常重要。在干法脫酸工藝中,主要通過調節急冷塔內的噴水量控制煙氣溫度。僅考慮脫酸效果的話,噴水量越大,煙氣溫度越低越好。但是噴水量大,脫酸系統的急冷塔、除塵器、管道以及輸送等設備容易發生濕壁和結垢,除塵器內的布袋容易發生結露,影響系統正常運行和設備的使用壽命。

2.1近絕熱飽和溫度

煙氣中的酸性氣體與Ca(OH)2的反應為放熱反應,因此煙氣溫度越低越有利于脫酸反應的發生。其理想值為絕熱飽和溫度,即濕空氣絕熱降溫增濕至飽和時的溫度。但同時煙氣溫度又要保證高于露點,以防止設備和煙道發生腐蝕與濕壁。露點溫度是濕空氣等冷卻至飽和時的溫度。絕熱飽和溫度高于露點溫度,兩者間的溫度差即為近絕熱飽和溫度AAST。在運行的過程中AAST的選取直接影響脫酸效率和裝置的運行穩定性。有研究表明,絕熱飽和溫度溫差越小,相對濕度越大,水分吸附平衡量越大,由單分子層吸附量換算成的分子層數就越多,脫酸率就越大。脫酸率隨水分子層數的增加近似呈線性增長的關系。當溫差從18K降到11K,脫酸效率增加30%,溫差越低,脫酸效率越高。當AAST很小時,脫酸效率增幅變大,脫酸效率與AAST呈指數關系。因此,AAST低,意味著塔內噴水量大,煙氣溫度低,脫酸效率高。

3煙氣溫度對脫酸效率影響的實驗

通過在某垃圾焚燒發電廠煙氣脫酸工藝的現場研究,進行了煙氣反應溫度對脫酸效率的影響試驗。該電廠的煙氣露點溫度約為129℃,波動不大。選擇近絕熱飽和溫度AAST為11K,則佳脫酸溫度為140℃。從工程控制角度來說,以急冷塔出口煙氣溫度為控制參數。煙氣從急冷塔出口經過一段風管后再與脫酸劑發生反應,此過程中管道散熱,因此急冷塔出口溫度需略高于發生脫酸反應溫度,取值145℃。

⎝⎛im电竞⎞⎠實驗方案:以急冷塔出口煙氣溫度為變動量,采用TESTO煙氣分析儀在脫酸系統入口和出口對HCl和SO2濃度進行采樣,分析溫度的變化對HCl和SO2去除率的影響。急冷塔出口煙氣溫度通過噴水量進行調節,脫酸劑的投入量保持不變。在采樣過程中,盡量保證急冷塔入口煙氣中的HCL和SO2含量大致相同,以減少其他因素對試驗結果的影響。具體實驗數據見下表;急冷塔出口的溫度對脫酸效率的影響見下圖。

由圖中可以看出,急冷塔出口的溫度越低,脫酸效率越高。通過降溫措施,SO2去除率高只能達到85%左右,溫度達到150℃后,再進行降溫,對SO2去除率的影響不大。而對HCl言,隨著溫度的降低,其去除率可以不斷提高。根據排放濃度來看,溫度控制在160℃以下,HCl和SO2的排放指標可以達到歐盟2000標準。同時,除塵器和管道會造成15℃左右的溫降,為防止煙氣到達除塵器及除塵器后的風機時,煙氣溫度已降至露點溫度以下而導致設備腐蝕問題,因此急冷塔出口的煙氣溫度好控制在150℃~160℃。

4結論

垃圾焚燒發電廠由于垃圾成分、鍋爐類型、脫酸工藝的不同,其脫酸工藝中溫度的控制也不盡相同,因此對于各個垃圾焚燒發電廠的脫酸溫度必須進行單獨研究。通過理論計算以及現場的調試,使急冷塔出口煙氣溫度能夠保證煙氣排放指標,也能夠避免后續設備的結露腐蝕,保證系統的連續運行。


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