浅谈烟气净化系统中湿法设备的优化

黄丹华   

深圳续盈环保科技有限公司    广东深圳    518000

摘要：近年来，我国实施乡村建设行动以来，农村生活垃圾收运处置体系建设是其中的重要内容之一。与此配套的烟气净化系统是垃圾焚烧污染控制的关键，其工艺和设备的选择也成为行业内热议的一个话题。其中，湿法工艺不但对于酸性气体有很好的去除效果，对颗粒物、重金属、二噁英类同样具有很好的去除效果。湿法工艺性能优异，但由于其运营成本高昂，湿法工艺在我国的实际运用还是较少，那么对湿法设备进行优化是一个必不可少的过程。

关键词：烟气净化系统，湿法，设备优化

一、前言

为深入推进农村生活垃圾的治理攻坚，各省政府在国家相关部门的指导下，根据相关法律法规和技术规范，开展农村生活垃圾的综合整治工作，这也是推动我国环保工作的重要途径，因此对于农村生活垃圾焚烧中烟气净化系统的设备以及工艺技术的选择是十分重要的。

二、烟气工况特征

生活垃圾焚烧后气烟气具有多样性和复杂性的特征，常见的工况分类特征基本上有以下几种：（1）酸性气体，主要物质为HCl、SOx、HF、NOx，特性是腐蚀性强，对处理工艺的设备材质选择要求极高；（2）颗粒物密度小，并且有较强的吸湿性；（3）重金属及其二噁英毒性大，处理不当会造成二次污染。

三、常见的烟气净化系统的工艺

依据烟气的特征，常见的烟气净化流程为：NOx脱除→酸性气体（HCl、HF、SOx、NOx）脱除→重金属与二噁英去除→颗粒物去除；其对应的可选择工艺：SNCR/SCR→半干法/干法/湿法→活性炭喷射吸附系统→袋式除尘器/电除尘器。从适用型和经济型的角度出发，企业或者当地职能部门可选择适合对应项目的处理工艺。

四、湿法设备的选择

（一）湿法的简介

湿法塔在烟气净化系统中的作用主要体现在以下三个方面：（1）降低烟气温度；（2）溶解能溶于塔中碱性试剂的气体；（3）顺流式的溶剂和气体互相碰撞而铺集气体中的颗粒物。

湿法在烟气净化系统中主要作用是脱除酸性气体，由于在处理过程中，导致烟气含水量增大，颗粒物会结块，根据多年的工程经验，若将此设备安装在烟气净化系统的前端，那么末端的其他设备容易被腐蚀、磨损和飞灰堵塞，因此一般选择将此设备安装在在烟气净化系统的末端。

（二）湿法的工作原理

在引风机的作用下，烟气被吸入湿法塔内，烟气从湿法塔中下部均匀上升，依次穿过喷淋装置，脱酸液通过螺旋喷嘴生成极细的雾滴为烟气与脱酸液的充分混合提供了巨大的接触面积，使得气液两相进行充分的传质和传热的物理化学反应。经过脱酸后的烟气继续上升，经过折板除雾装置，其雾气和小液滴在折板处的多次撞击形成较大液滴，大液滴与烟气分离后下落，脱水后的烟气通过筒体上部锥体部分引出。

（三）湿法的工艺说明

系统工艺主要包括吸收剂制备和补充系统，烟气系统，吸收系统，脱水处理系统和电气与控制系统五部分组成。

（1）吸收剂制备及补充系统

配制高浓度的碱液，再将高浓度的碱液泵入符合生产需求的pH值的试剂作为吸收剂，再由泵打入湿法塔内进行脱酸。在整个运行过程中，需要定期进行NaOH的补充，以保证整个湿法塔系统的正常运行及烟气的达标排放。

（2）烟气系统

锅炉烟气经烟道进入湿法塔，洗涤脱酸后的低温烟气经除雾器除去雾滴后进入主烟道，经过烟气再热后由烟囱排入大气。当系统出现故障或检修停运时，系统关闭进出口挡板门，烟气经锅炉原烟道旁路进入烟囱排放。

（3）吸收系统

烟气进入湿法塔内向上流动，与向下喷淋的NaOH浆液以逆流方式洗涤，气液充分接触。湿法塔采用内置若干层旋流板的方式，塔内最上层旋流板上布置一根喷管。喷淋的NaOH溶液通过喷浆层喷射到旋流板中轴的布水器上，然后碱液均匀布开，在旋流板的导流作用下，烟气旋转上升，与均匀布在旋流板上的碱液相切，进一步将碱液雾化，充分吸收NOx、SOx、HCl和HF等酸性气体。

在湿法塔出口处装有除雾器，用来除去烟气在洗涤过程中带出的水雾。在此过程中，烟气携带的烟尘和其它固体颗粒也被除雾器捕获，除雾器都设有水冲洗喷嘴，能定时对其进行冲洗，避免除雾器堵塞。

（4）脱酸产物处理系统

若以Ca(OH)2为吸收试剂，脱酸系统的最终产物仍然是石膏浆(固体含量约20％)，具体成分为CaSO3、CaSO4。从沉淀池底部排浆管排出，由排浆泵送入水力旋流器。石膏品质一般以抛弃为主。在水力旋流器内，石膏浆被浓缩(固体含量约40％)之后用泵打到渣处理场，溢流液回流入再生池内。基于此，一般选择NaOH作为吸收剂。

（5）电气与控制系统

烟气量的控制是根据锅炉排烟量，由引风机入口通过锅炉负荷信号转换为烟气量与实际引入湿法塔的烟气量反馈信号控制。吸收剂浆液流量的控制是通过进入湿法塔的SO2量以及循环浆池中浆液的pH值来控制的。副产品浆液供给量通过吸收剂浆液的流量来控制。除雾装置清洗水的流量、吸收室入口冲洗水的压力以及脱水机排出液流量单独控制。湿法塔底部的液位亦属于单独控制，即通过补给水量来控制。吸收剂浆池浓度的控制由补给水量调节给料器的转速以控制石灰加入量，继而达到控制浓度的目的。吸收室出口除雾器的清洗是按一定的时间间隔开关喷水阀用补充给水进行冲洗。

（四）湿法塔设备的选择

传统设备：塔体与循环水箱为一体化，方便设备制造和施工安装，初始造价成本低，但是塔底容易腐蚀被循环液腐蚀，后期修补困难且人工费用高，若需要更换整体设备，则需用到吊车等，成本更高，使用寿命一般不大于3年，因此一般不建议使用该类型设备。

本文设备：塔体与循环水箱独立分开，用法兰连接，若循环水箱被腐蚀，拆下法兰更换循环水箱即可。使用寿命长，塔身可用8-10年，循环水箱使用寿命长为不大于3年。在同等环境下使用湿法塔，后期本文设备各种运维费用低于传统设备。

传统设备	本文设备

五、结论

目前烟气中的颗粒物、重金属、二噁英类的去除，主要采用活性炭吸附与后续袋式除尘器联合作用来实现。通过调节活性炭喷射量与烟气过滤风速的确能够部分改变颗粒物、重金属、二噁英类的排放指标，但对于颗粒物、重金属、二噁英类排放指标异常严格的情况怎么办？因此，个人认为湿法工艺尽管洗烟废水处理成本高、能源消耗大，但其具备的污染物深度综合去除性能无疑使其具有特殊地位，尤其当烟气需要超净排放时。

因此，通过本次论文的撰写，建议选择本文介绍的设备作为湿法的主体设备，其优点是可使用寿命长，易于清泥，后期运维费用低。

参考文献

[1] 王纯, 张殿印等. 除尘工程技术手册[M]. 北京: 化学工业出版社, 2015.10.

[2] 姚雪龙. 湿法烟气脱硫喷雾吸收塔设计概要[J]. 硫磷设计和粉体工程, 2007(4).