垃圾焚烧发电中烟气净化系统的选择与分析

王振忠

上海电力安装第二工程有限公司 上海 200000

【摘要】以我公司承建的上海市浦东新区海滨资源再利用中心项目为例，每条垃圾焚烧生产线配置一套“SNCR脱硝+旋转喷雾半干法脱酸+消石灰喷射干法脱酸+活性炭喷射吸附+袋式除尘+湿法脱酸+级烟气换热器(GGH1) +二级烟气换热器(GGH2) +蒸汽加热器(SGH) +SCR 脱硝”组合烟气净化装置。设备年有效工作时数为8000小时。

【关键词】上海市；垃圾焚烧发电；烟气净化；

0.引言

本设计是经过国外先进焚烧工艺和设备充分调研，结合上海市城市生活垃圾低热值、高水分特点，并充分应用国内垃圾焚烧发电厂成功运行经验的基础上，选用日立造船焚烧设备;采用先进、成熟的烟气净化技术、污水净化技术及飞灰固化技术，严格控制垃圾焚烧过程产生的二次污染;采用先进的自控技术，对工艺过程和运行管理实施计算机集中控制，从而确保了垃圾电厂安全、稳定、经济的运行。

1.典型烟气吸收净化工艺

1.1半干式喷雾工艺

半干式喷雾工艺技术根据喷雾时的方式不同可以划分为旋转与双流体两种类型，其中旋转喷雾器工作期间，喷嘴盘会基于高速转换将吸收剂溶液雾化成为细小水滴，其能够和烟气当中的酸性气体进行反应从而达到除酸的效果^[1]。旋转喷雾器属于烟气净化工艺技术的重点。在双流体喷雾器的工艺流程主要是针对没有处理的烟气通过烟气分离器进入到反应塔，并形成对称旋流场，和喷雾器喷出的雾化氢氧化钙液滴混合之后，可以和烟气当中酸气形成化学反应。

1.2气体悬浮吸收工艺

气体悬浮吸收工艺在工作期间没有处理的烟气引入文丘里管，此时通过文丘里管当中喷嘴促使石灰粉与水或石灰浆喷注在烟气当中^[2]。在气流高紊乱状态之下进行有效混合，从而达到均匀的状态，在进入反应塔的高浓度物料区域。在体积扩容以及烟气调质情况下，塔内的气流体积以及流量会随之下降，此时物料在塔内会基于流状翻滚，吸收剂会大量吸收烟气当中的污染物。此时生成的反应物外科会被物料之间的摩擦而逐渐脱落，此时吸收剂会持续吸收，从而达到反复循环的处理效果。另外，固体物会随着烟气分离器进行分离，此时收集装置可以将捕集的粉粒送回到反应塔并进行反应，从而维持浓相流化态的工作状况。

1.3干式净化工艺

干式净化工艺主要应用于吸收烟气当中的二噁英等污染物，吸收剂可以应用活性炭或消石灰，工艺处理期间，烟气会先进入到调节塔，此时在武装水滴喷淋之下达到温度控制效果，在调节之后烟气再进入到干式喷射吸收塔中，采用压缩空气将粉末喷入到吸收塔，并促使污染物和精净化物质之间进行反应，从而形成固态产物。干式净化的工艺技术优势在于设备比较简单^[3]。

1.4湿式洗涤工艺

烟气在没有除尘器除尘处理之前可以先进入到洗涤塔，在吸收剂的喷淋之下，可以去除掉各种重金属以及二氧化硫等污染物，如果投入液体螯合物，其可以去除掉汞化合物。在反应后洁净烟气排放入大气，反应之后的固态无与飞灰也会一同从吸收塔当中排出^[4]。湿式洗涤净化工艺技术相对比成熟，同时吸收剂的品种类型比较丰富，污染物取出种类比较多同时去除率相对较高，吸收剂的消耗量比较低，在发达国家有着较为广泛的应用。

2.烟气净化系统的选择和分析

一般情况下烟气净化系统需要围绕着烟气当中的酸性气体、颗粒物、重金属等污染物的含量进行选择，其必须满足严格的环境保护管理标准，同时针对垃圾焚烧烟气的排放要求，需要采取多设备的组合净化系统。按照国内当前城市的生活垃圾焚烧烟气净化系统，下面重点介绍三种组合工艺技术。

2.1干式喷射吸收结合袋式除尘器

干式喷射吸收与袋式除尘器系统主要是通过调节塔、干式喷射反应塔、除尘器、空气压缩机、喷雾装置等设备构成，为了促使二噁英排放量控制在有效的限制范围内，基于干式喷射吸收结合袋式除尘器应用可靠性的袋式除尘器进行催化分解^[5]。吸收剂则应用活性炭或消石灰，烟气在干式喷射反应塔当中可以和吸收剂进行反应，在充分反应后便可以进入袋式除尘器，基于滤除颗粒物之后排放到大气当中。吸收剂粉末在越细的情况下，除尘、脱硫以及脱氯等方面的效果会更加理想。干式喷射吸收结合袋式除尘器系统的综合净化效果不是非常好，但是设备的投资成本相对比较低。

2.2喷雾干燥吸收结合袋式除尘器

喷雾干燥吸收结合袋式除尘器主要是基于旋转喷雾器、喷雾吸收反应塔、浆液贮存槽、并爱是除尘器等设备构成，在系统运行期间被余热的锅炉吸收热量之后的烟气进入到喷雾吸收反应塔，此时高速喷雾器会向着反应塔内部喷入雾状的石灰浆液，其能够和烟气当中HCI、HF以及二氧化硫等物质进行反应，在反应之后烟气进入到除尘器当中便可以实现对颗粒物的脱离处理，最终排放到大气中。反应的生成物与飞灰一同从反应器的灰口、除尘器落灰口进行排出。喷雾干燥吸收结合袋式除尘器系统当中的除尘设备原则上应当以袋式除尘器为主，相比于干式喷射吸收结合袋式除尘器系统模式而言，喷雾干燥吸收结合袋式除尘器的净化效果更加明显，但是整体设备投资成本相对较高。

2.3喷雾干燥、袋式除尘、湿式洗涤结合系统

喷雾干燥、袋式除尘、湿式洗涤结合系统主要涉及到喷雾干燥塔、袋式除尘器、湿式洗涤吸收塔、洗手液贮存仓、废水沉淀池等相关设备。在烟气进入到喷雾干燥塔之后，可以采用清水进行喷雾，并对烟气实行调节和预设洗涤，在冷却之后烟气可以通过除尘器除尘之后进入到湿式洗涤吸收塔当中，对于洗涤之后的烟气便可以直接排放到大气当中。对于废水则会直接流入到废水池中，基于沉淀处理后溢流回到配置氢氧化钙浆液当中，但是这一过程可以加入化学药剂，促使废水当中重金属生成螯合物，从而预防干燥期间出现挥发表现。喷雾干燥、袋式除尘、湿式洗涤结合系统系统对于烟气的处理主要涉及到两个步骤，其形成的废水可以通过烟气余热进行蒸发，可以有效规避专用的废水处理设备，和前两种设备相比，喷雾干燥、袋式除尘、湿式洗涤结合系统结合净化效果最佳，但是整个设备的投资成本也最高。

3.总结

本设计是经过国外先进焚烧工艺和设备充分调研，结合上海市城市生活垃圾低热值、高水分特点，并充分应用国内垃圾焚烧发电厂成功运行经验的基础上，选用日立造船焚烧设备;采用先进、成熟的烟气净化技术、污水净化技术及飞灰固化技术，严格控制垃圾焚烧过程产生的二次污染;采用先进的自控技术，对工艺过程和运行管理实施计算机集中控制，从而确保了垃圾电厂安全、稳定、经济的运行。

【参考文献】

[1]王育波.某垃圾焚烧发电厂烟气净化系统优化分析[J].节能与环保，2022，21(03):76-78.

[2]高波，杨开宇，张磊.生活垃圾焚烧锅炉和烟气净化系统选型设计[J].节能与环保，2021，32(08):53-56.

[3]赵家良，李岚，段云飞.生活垃圾焚烧系统及烟气净化工艺优化设计及工程应用[J].低碳世界，2021，11(04):85-87.

[4]方民兵.垃圾焚烧行业烟气净化系统超低排放技术新路线研究[J].节能，2021，40(04):57-59.

[5]张红.生活垃圾焚烧热力系统及烟气净化工艺优化设计及应用[D].导师：蒲舸;蒋聪敏.重庆大学，2018.