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隨著社會經濟的不斷發展,人們的生活水平不(bú)斷提高,生活垃圾也隨之增多。目前生活垃圾是一個非常嚴重的問題,如果不對其進行有效的處理,將對環境造成嚴重的汙染。對於生活垃圾的處理通常采用焚燒的方式,通過生活垃圾的(de)焚燒,又可以將其用來發電。現結合工程實(shí)例,主要分析垃圾電廠焚燒煙氣淨化係統。
當前世界中各國的生活垃圾產量以每年100億噸的增長(zhǎng)速度不斷(duàn)增加。這些生(shēng)活垃(lā)圾(jī)中包含塑料等有機工業製品,海量垃圾造成的環(huán)境汙染是目前威脅生態平衡和人類健康的主要因素。對這些生活(huó)垃圾進行及時處理,消除生活垃(lā)圾(jī)對生態環境的威脅,完成能量的回(huí)收利用,是當前世界(jiè)各國麵臨(lín)的主要問(wèn)題。
1、典型工藝概述
1.1、流程(chéng)簡述(shù)
垃圾在焚燒爐中燃燒,焚燒爐部分由進料係統、爐排、燃燒係統(tǒng)、落灰(huī)輸送(sòng)係統等(děng)組成。焚燒產生的煙氣開始進入餘熱(rè)鍋爐(lú)部分(fèn),餘熱鍋爐由一/級煙道、二級煙道的(de)水冷壁部(bù)分以及三級、四級(jí)煙道的(de)過熱器、省煤(méi)器(qì)部分組(zǔ)成。經過餘(yú)熱鍋爐(lú)的煙氣進入脫酸反應塔,經過脫酸處理後進入布袋除塵器,蕞後的煙氣經引風機隨煙囪排出。
1.2、垃圾焚燒產物成分
生活垃圾焚燒煙氣的主(zhǔ)要成分是 N2、O2、CO2和H2O,還包(bāo)括其他一些汙染物,如:(1)SOx、NOx、HCL、HF、H2S 等酸性氣體汙染物;(2)惰(duò)性物質、無燃燒物質、粉塵等顆粒物(wù);(3)鋅、鉛(qiān)、錳、鉻(gè)、汞(gǒng)、鎘、砷(shēn)、鈦等(děng)殘留重金(jīn)屬(shǔ)物質;(4)殘餘有機物,包括未完全燃燒有機物與反應生成物,如二惡英類。
1.3、煙(yān)氣淨化采用的控製工藝
為防止垃圾(jī)焚燒產生(shēng)的汙(wū)染物對環境造成二次汙染(rǎn),采用的典型控製工藝為(wéi):SNCR脫硝 + 半幹法(fǎ)脫酸 + 幹法 + 活性炭脫重(chóng)金屬及二惡英 + 布袋除塵 +煙氣排放。
2、煙氣脫(tuō)酸係統的工藝優化和設備維(wéi)護探索
2.1、工藝流程(chéng)
從鍋爐內出來的脫硝後的煙氣開始進入脫酸反應塔係統,煙氣首(shǒu)先進入脫酸塔的(de)蝸殼分配器,經導流板後,煙(yān)氣向四周均勻分(fèn)布,並作下旋運動(dòng),紊流狀態煙氣與旋轉方向相(xiàng)反的(de)石灰漿液充分接觸反應。
脫(tuō)酸反應過程是酸性氣(qì)體和堿性石(shí)灰(huī)漿液霧滴之間的氣液反應,即離子反應。經過大約 18~20 s,石灰漿(jiāng)液滴蒸發,形成固態反應(yīng)產物,較(jiào)大顆粒落入底部錐體排(pái)口,占 5%~15%。其他隨煙氣進入布袋(dài)除塵器。
2.2、脫酸塔設備維護
經驗(yàn)的探索煙(yān)氣依次經過水冷壁、過(guò)熱器、省(shěng)煤器等換(huàn)熱麵,在爐膛中經過脫硝處(chù)理後的(de)煙氣(qì)在鍋爐尾部流出進(jìn)入脫酸反應塔,通過霧化(huà)器噴水對(duì)煙氣(qì)進行冷卻。HCI、SO2、HF 等酸性物質與霧化器係統噴入的石灰(huī)漿發生中和反應。
霧化器是一種穩定並且精密的設備,可以在負荷很重(高速旋轉和(hé)惡(è)劣的環境)的情(qíng)況(kuàng)下正常工作(zuò)。霧化器(qì)的蕞高轉速可達到12000 r/min,如此(cǐ)高轉速下才能將石灰漿(jiāng)液霧化後與煙氣進行(háng)充分混合。如何保證霧(wù)化器的(de)運行穩定,是脫(tuō)酸塔設備維護的核心(xīn)。
2.2.1、油係統的維護
①每班次兩次運行(háng)巡(xún)檢,檢查油位是否正常,是否有(yǒu)油泄(xiè)漏,油位低於報(bào)警值,及時補油。②每班次檢查一次空氣過濾器(qì)是否正常,保證空氣幹淨,空(kōng)氣壓差大了要(yào)及時更換。③油箱須一年清空一次,油箱清空後須(xū)用麵團粘幹淨,不能有雜(zá)質殘(cán)留,換下的油禁止重複利(lì)用。④給油箱注(zhù)入新油,新油按說明書規(guī)定(dìng)的牌號進行。⑤可以采用濾油機(jī)對係統進行補油,既提高注油壓力,又能保證(zhèng)油質清潔。⑥給油箱注油要達到上限位置。
2.2.2、霧化盤的手動(dòng)清洗,每周一次
①將霧化器支撐座放在霧化器頂部,頂部配置專用吊霧化器的電葫蘆。②用(yòng)吊裝帶將(jiāng)吊具掛在霧化(huà)器上,調整電葫蘆位置,保證吊裝垂直。③緩慢提升電葫蘆,提(tí)升過程中要輕(qīng)輕晃動吊(diào)具,避免有卡澀位置強行拉起吊具,磕碰霧化器。④用呢絨棒或其他(tā)硬塑料(liào)材質類的東西製作清理工具,輕敲霧化盤上的結垢,用工具輕(qīng)鏟結垢,避免損(sǔn)壞霧化器,效果不佳的話,用清潔劑進行衝洗。
2.2.3、霧化盤的藥劑清(qīng)洗,每月一次
①使用高濃(nóng)度的磷酸和水進(jìn)行配製 30%的磷(lín)酸溶液作為清潔劑。②視石灰質(zhì)量而定,也可以使用別的化(huà)學試劑(jì)。③將霧(wù)化器吊出放在專用支架上。④將霧化(huà)盤吊到清洗水箱上方。將清潔劑至上而下注入清洗水箱,直到藥劑順著霧化盤流出。⑤藥劑清洗要用循環流(liú)動的藥劑,可以將清洗裝置做成小型(xíng)循環係(xì)統,以便於(yú)清洗霧化盤內的藥(yào)劑能夠(gòu)隨時將清洗(xǐ)下來的雜質帶出。要時需要輔助以毛刷等(děng)。
2.2.4、霧化盤的運(yùn)行中反衝洗,每班一次
為防止霧化盤結垢迅速,每班次,由(yóu)運行人員進行一次水洗,即停運石灰漿輸送,霧化盤(pán)隻噴清水運行 3~5 min,保持高速運行,這樣利用清水達到清洗霧化盤的(de)效果。然後再(zài)恢複石灰漿運行。霧化盤的定期離線動平衡,每月一次。每月一次(cì)將霧化盤取下(xià),在線下做在(zài)線動平衡,以實現霧化盤的定期切換備用。
2.3、脫酸反應工序的控製要點和係統(tǒng)優化(huà)
決定半幹式(shì)煙氣(qì)淨化裝置淨化效率的兩(liǎng)個關鍵參數是煙氣停留時間和溫差,前者(zhě)決定了(le)反應效果、水分(fèn)的蒸發和(hé)煙氣(qì)流速,後者決定了加入液體量和反應(yīng)生成物(wù)的狀態。根據國內外的經驗,煙氣停留時間應該保證在 8 s 以上,噴霧幹(gàn)燥反應塔(tǎ)進、出口溫(wēn)差應達到40 ℃。鍋爐設計排煙溫度為(wéi) 190 ℃,由於運行中積灰(huī)或者管壁結焦等原因,實(shí)際運行鍋爐的排煙溫度達到了220 ℃左右。
脫酸反應的蕞佳溫度為 140~160 ℃之間,經過運行期間的經驗摸索,溫度控(kòng)製在 150 ℃時(shí),煙氣脫酸效果蕞佳,因此,運行中脫酸反應塔重點監控的指標就是溫度場(chǎng),基於此,運行(háng)的脫酸(suān)塔進行了升(shēng)級,增加了溫度控製噴水減溫係統。通過反應塔內溫度的變化,溫度信號傳(chuán)給PLC 係(xì)統,經過係統分析運算,隨時調整噴入的減溫水的溫度(dù),采用閉環控製係統,實(shí)現煙汽溫度控製。
3、活性炭吸附(fù)和布袋煙(yān)氣除塵係統工藝
幹法(fǎ)脫酸係統采用熟石灰作為幹性脫酸藥劑。該設計可(kě)以與石灰漿製備係統相配合(hé),係統簡單,方便維護,對係統輔助脫酸(suān)效果明顯,能保(bǎo)證係統正常運行的需求量以及(jí)達到煙氣輔助脫酸的要求。
每次起爐時,為防止布袋除塵器結露糊袋,需對除塵器進行預噴塗,采用該係統進行預噴塗方便快捷。活性(xìng)炭噴射係統的目的是為了脫除(chú)二惡(è)英和重金屬,幹法和活(huó)性炭的噴入點均在半幹法反應塔和除塵器之間(jiān)的煙道上。
煙氣中攜(xié)帶(dài)的顆粒物被布袋除塵器的濾布阻留而形成濾層,當煙氣經過由顆(kē)粒物(wù)形成的濾層,氣態汙染物仍能與濾層中未反應的石灰及活性炭發生反應而得到進一(yī)步淨化。除塵(chén)器捕捉下來的灰由清灰裝置定期清除,經處理後的煙氣再被引風機引(yǐn)入煙囪排放。
4、結束語
中國屬於人口大(dà)國和能耗大國,因人口較多,產生(shēng)的城市生活垃圾數量巨大,所以(yǐ)需要對城市生活(huó)垃圾能源化技術進行研究。利用(yòng)城市(shì)生活垃圾焚燒(shāo)進行發電,產生的大量煙(yān)氣對中國環境造(zào)成嚴重汙染,有效淨化煙氣中的汙染物是中國目前(qián)麵臨(lín)的主(zhǔ)要問題。根據不同城市(shì)的情(qíng)況,選擇適當的(de)城市生活垃圾焚燒煙氣淨(jìng)化技術,對城市生活垃圾焚燒時產生的(de)煙氣汙染物進行淨化,完成城市生活垃圾焚燒煙氣汙染物的減排,提高城市的環境質量