垃圾发电厂烟气处理工艺介绍

垃圾发电厂烟气处理工艺介绍

王瑛

中国能源建设集团华南电力试验研究院有限公司

我国城市垃圾年产量约1.6亿吨，并且每年还在以8%-10%对速度增长[1]。传统的填埋法、堆肥法已经无法满足垃圾处理的需求。垃圾无法分类的又让许多新技术无法实施和推广。近些年焚烧法的大力推广使得配套的发电、供热、烟气处理、渗滤液处理等项目也得到了长足的发展。垃圾燃烧后的烟气在不断完善、改进处理方式后，使得排放污染物含量符合国家排放标准。新建机组的烟气处理系统主要包括：SNCR系统（氨水储罐至喷射装置出口）；消石灰上料、储存、制浆及给料装置；消石灰粉上料、储存及给料装置；活性碳上料、储存及给料装置；旋转喷雾反应塔及其附属设备；布袋除尘器及其附属设备；飞灰输送系统（脱酸塔和布袋除尘器出灰口至斗提机出灰口）；相应的电气、自控系统。

1.SNCR系统

SNCR原理：

选择性非催化还原法，脱除NOx技术是把含有NHX基的还原剂喷入炉膛温度为850℃～1050℃的区域，该还原剂迅速热分解成NH3和其他副产品，随后NH3与烟气中的NOX进行SNCR反应而生成N2[2]。

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O

当温度过高时，部分氨还原剂就会被氧化而生成NOx，发生副反应：

4NH3+5O2→4NO+6H2O

SNCR系统主要包括氨水储存系统（氨水储存系统与SCR共用）、氨水溶液输送系统和喷射系统三部分。将外运来的氨水，储存在氨水罐内，然后根据锅炉运行情况和NOX排放情况，由输送泵及在线稀释系统稀释成所需的浓度，送入喷射系统。喷射系统实现各喷射单元的氨水溶液分配和雾化。

2.SDA脱酸系统

工艺描述：

垃圾焚烧炉余热锅炉出口烟气（温度约180-220℃），进入半干法（旋转喷雾反应塔）顶部。顶部通道设有烟气分布器，可使烟气呈螺旋状向下运动。旋转雾化器位于喷雾反应器上部，从石灰浆配制系统来的石灰浆进入旋转雾化器，由于雾化器的高速转动,石灰浆被雾化成微小液滴，该液滴与呈螺旋状向下运动的烟气形成逆流，并被巨大的烟气流裹带着向下运动，在此过程中，石灰浆与烟气中的酸性气体HCl、HF、SO2等发生反应。

为获得酸性气体高的去除效率而又不使CaCl2产生吸潮而沉积，反应器出口的烟气温度控制在155℃以上，为确保石灰浆液中的大液滴的完全蒸发及烟气作用的时间，烟气在反应器中的滞留时间保持在不少于16秒。之后，挟带着飞灰及各种粉尘的烟气进入袋式除尘器。进入旋转雾化器的介质有三路：浓度为20%的石灰浆液；烟气降温工艺水；雾化器保护水（除盐水）。

3.浆液制备系统

工艺描述：

消石灰罐车→消石灰仓→手动插板阀→星型锁气机→气动隔离阀→浆液制备罐→浆液搅拌制备→振动筛→浆液存储罐→浆液泵→反应塔雾化器。

石灰粉末（200目以上，90%纯度）从厂外运来，并通过车载气力输送至消石灰储料仓。为防止消石灰输送过程中到处飞扬，储料仓顶设有除尘器收集粉尘。储仓内的氢氧化钙粉末通过旋转给料机供粉给配制槽，在配置槽中加定量水消化配制成消石灰乳液，然后溢流到储存槽中，浓度为8~18%的Ca(OH)2浆液，石灰浆连续配制。经过搅拌均匀的石灰浆由喷射泵送到半干反应塔的旋转雾化器系统中，部分回流至储存槽。

4.布袋除尘系统

布袋除尘器包括：上箱体、中箱体、喷吹装置、进出烟道、灰斗、雨棚、喷吹管路等。主要设备有进口风门、提升阀、滤袋、笼骨、脉冲阀等。

机构说明：

布袋分为14个室；每个室配置一个气动进口风门、出口提升阀；每个室9个3寸淹没式脉冲阀，每个脉冲阀带16只布袋，每个室144只布袋；喷吹采用行喷吹的，每个喷吹管对应16只布袋。喷吹采用离线方式清灰。喷吹压力：0.25-0.35MPa；锅炉烘炉时，烟气湿度大，采用临时调试布袋。锅炉在投油前，布袋必须先做好预喷涂的工作，预喷涂在锅炉投油的时候很好的保护滤袋。本次采用的预喷涂材料为消石灰。预喷涂后，可以起动锅炉投油。但燃料的燃烧需要在预喷涂后的48小时内开始，如果起动时间被延迟，超过了48小时，预喷涂需重新做。

5.消石灰喷射系统

工艺描述及工作原理：

消石灰喷射系统用一个消石灰仓，消石灰仓下设一个出口供给消石灰喷射。消石灰由罐车从厂外运来，用罐车自带压缩机通过贮仓进料管送入贮仓中。消石灰粉从贮仓通过变频盘式给料装置输出，用喷射风机喷入半干式反应塔和袋式除尘器之间的管道中。在此，消石灰粉与烟气中的酸性气体（SO2，HCl等）进行反应并确保酸性气体的浓度低于排放标准。吸附杂质后的消石灰在袋式过滤器中收集。

消石灰仓下设手动插板阀→变频圆盘给料机→锁气机→喷射器→通过罗茨风机喷射至SDA与布袋除尘器烟道。

6.活性炭喷射系统

工艺描述及工作原理：

由于垃圾焚烧过程中会有二噁英的产生与排放，因此为了更好地去除重金属及二噁英，通过在进半干法反应塔与除尘器之间的烟气管道内喷入活性炭，用活性炭吸附重金属及二噁英，保证重金属及二噁英的排放浓度达到项目排放指标。活性炭由罐车从厂外运来，用罐车自带压缩机通过贮仓进料管道送入贮仓中。活性炭贮仓顶部设有布袋除尘器，收集活性炭粉尘并将进入贮仓的输送空气排出。贮仓底部均设有贮仓破拱装置，以防止物料搭桥。

活性炭仓→手动插板阀→圆盘给料机→失重称（包括气动插板阀、称重料斗、变频螺旋输送机、锁气机）→喷射器→经过罗茨风机喷射至SDA塔进口或者出口烟道。

7.飞灰输送系统

工艺描述及工作原理：

脱酸反应塔下飞灰通过插板阀、破碎机、星型锁气机进入烟气处理公用刮板输送机；布袋除尘器下飞灰通过插板阀和星型锁气机至布袋除尘器下刮板输送机，进入公共处理刮板输送机，经转运输送至斗式提升机送到灰仓。

结束语：国家对环境的重视程度日益提高，我国经济建设的快速发展，能源、电力、环境、经济等事业发展走入了矛盾期，垃圾的处理直接影响着周边环境和经济的发展。随着垃圾发电厂烟气处理系统设计的成熟，通过燃烧余热发电技术，让垃圾变废为宝，标准着我国进一步向着环境友好型发展更近一步。所以建议采用SNCR系统+半干法喷雾脱酸+干式喷射吸收+袋式除尘器组合净化工艺[3]。通过现场的实际，分享和谈论一些心得，希望同行业的各位同事相互借鉴。

参考文献：

[1]国家环保总局污染控制司编.城市固体废物管理与处置技术.第一版,.北京：中国石化出版社，2001.

[2]贾健鹏.垃圾焚烧及烟气净化技术分析.电力环境保护,2002,3.

[3]李建新.燃烧污染物控制技术[R].北京:中国电力出版社,2012.62