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生活垃圾焚燒煙氣污染物的控制與處理工藝

時間:2019-03-12 09:49

來源:泰北科技

一、煙氣中污染物組分

1.1有機污染物

有機污染物主要為二噁英類物質,具有極大的毒性。生活垃圾焚燒煙氣中含有的二噁英,一部分是原生垃圾自身含有的微量二噁英,由于二噁英的熱穩定性較強,在焚燒過程中有一小部分未發生反應,直接進入煙氣;大部分的二噁英是在焚燒過程及焚燒爐尾部煙道中重新合成。

1.2酸性氣體

焚燒產生的酸性氣體主要是NOx、SOx、HCl、HF,主要來源于垃圾中特定組分的燃燒過程。研究表明,HCl的濃度受垃圾中含氯有機物的影響高于無機氯化物。

1.3重金屬

重金屬類污染物主要來源于生活垃圾中含有的廢舊電池,廢舊電子元件以及各種重金屬廢料所含的部分重金屬及其化合物在焚燒過程中的蒸發,主要包括鉛、汞、鉻、鎘、砷及其化合物以及其他重金屬及其化合物。當垃圾中有機氯化物含量高時,煙氣中的重金屬以鉻為主要成分,當垃圾中無機氯化物高時,煙氣中的重金屬以鉛為主要成分。這些蒸發的物質一部分在高溫下直接變為氣態,以氣相的形式存在于煙氣中;還有一部分與焚燒煙氣中的顆粒物結合,以固相的形式存在于煙氣中;另有相當一部分重金屬分子進入煙氣后被氧化,并凝聚成很細小的顆粒物。

1.4顆粒物

煙塵顆粒物主要是垃圾焚燒過程中煙氣夾帶的不可燃物質或燃燒過程產生的微小惰性無機顆粒狀物質,如灰分、無機鹽類、可凝結的氣體污染物及有害的重金屬氧化物。

二、不同種類煙氣污染物的控制

2.1酸性氣體凈化

(1)濕法。國外早已經得到運用,其主要是把堿性物質當做吸收劑,這樣一來就能夠讓酸性氣態污染物得到很好的凈化效果。濕法凈化要分成兩個階段,而相關設備則主要使用的是吸收塔。當前濕式煙氣脫硫技術被采用的比較普遍,其不但擁有良好的裝置、而且也不需要太多的造價,另外,設備在操作和維修方面都顯得比較簡單,不過缺點同樣明顯,比如必須要對生態反應物再進行處理,在工藝操作方面顯得較為繁瑣,而且投資成本巨大。

(2)干法。此種方法無法提高污染物的清除能力,而想要加強對酸性氣態污染物的清理,那么就一定要讓固態吸收劑盡可能多的存在于煙氣里,并維持合理的湍流度,這樣的話,就能夠讓吸收劑擁有足夠的面積。在干法當中,使用最多的吸收劑為Ca(OH)2,粉末。其工藝組成的方式通常是利用噴道進行噴射,然后結合高效除塵器進行清理工作。當煙氣滲入進除塵器當中的時候,會形成消石灰,之后往里面噴射Ca(OH)2粉末。而之所以要這么做,主要原因就是要將煙氣里所存在的酸性氣體排除,從而讓HCI、HF能夠達到國際所規定的排放濃度范圍。往煙氣里面噴射活性碳粉末,能夠排除煙氣里所含有的重金屬物質。干法的優勢主要在于能夠形成固態反應物,這樣就能夠直接對污染物進行清理,而并不是要和濕法一樣去進行兩次清理。

(3)半干法。此方法是上述兩種方法相結合的產物。其優勢在于凈化率高,同時不用對反應物做兩次清理。不過此方法必須要具備一定的操作能力,而這就需要豐富的實操經驗后才能夠取得理想的清理效果。煙氣一定要停留較長的時間,這樣就能夠形成足夠的化學反應,如此一來,就可以實現高效清污的效果。同時還可以讓反應生成物里所存在的水分全部蒸發,并最后以固態的方式被全部清理,所以如何設置合理的停留時間,是半干法最為主要的工作。此外,反應產物的清除效果如何,凈化反應塔內部的溫度差異具有決定性的影響。不僅是停留時間以及溫度差異,噴霧水平同樣能夠決定凈化工藝效果。所以在工作期間,一定要認真處理上面所提到的內容,如若不然的話,就會讓煙氣污染物控制工藝出現問題。

2.2顆粒污染物凈化

(1)布袋除塵器能夠實現環保的最好效果。目前,國外在處理生活垃圾焚燒煙氣的時候,普遍使用布袋除塵器,同時,此設備能夠使用很長時間,通常能達到2年以上,性能好的則能夠至少使用6年。

(2)布袋除塵器具有較強的除塵能力,無需較多的占地面積,特別是這些年以來,因為制造水平的進一步提高,讓經常出現的磨損情況都得到了一定程度的緩解,從而讓布袋除塵器獲得了更加廣泛的運用。

(3)在運行、維修故障等方面,能夠運用自動化的管控方式去解決,這樣便實現了不停機分室檢修,如此一來,就讓操作變的更加簡單,從而確保清理工作順利的進行。

2.3重金屬去除

金屬離子含有很多的吸附量,使用活性炭所具備的吸附強度,不但能夠讓煙氣里所具備的一些碳氫化合物得到吸收,同時還能夠吸收一些布袋除塵器不能夠吸收的超細粉塵,此外,也能吸附粉塵上的重金屬物質。

因為活性炭吸附幾何布袋清除器能夠很好的清除重金屬物質,所以美國相關部門已經將其視作掌控重金屬的最重要技術。同時,我國所使用的半干法煙氣反應塔、活性碳吸附、布袋除塵器等相關技術已經讓煙氣重金屬濃度實現了國家所規定的標準,而且很多都比國家所指定的標準限制要低。

三、工藝流程

3.1工藝流程

3.2工藝流程簡介

3.2.1石灰漿制備系統。由儲料倉、袋式除塵器、定量給料機、配漿槽、供漿槽、漿液泵等組成。主要作用是完成脫酸所需石灰粉及石灰漿液的儲存、制備及輸運等功能。石灰漿的噴淋量根據除塵器出口SO2及HCl濃度值自動調整,同時根據煙氣出反應塔的溫度自動調節冷卻水的補給量。

3.2.2爐內脫硝系統。采用選擇性非催化還原法(SNCR)的工藝。選擇性非催化還原法(SNCR)脫除NOX技術是把含有NHX基的還原劑(本工藝采用尿素)噴入爐膛溫度為850~1000℃的區域,該還原劑迅速熱分解成NH3和其他副產品,隨后NH3與煙氣中的NOX進行還原反應而生成N2。

3.2.3半干法旋轉噴霧反應塔。由制漿系統輸送過來的石灰漿液通過塔頂的旋轉噴霧器進行霧化,石灰漿液被霧化成粒徑120~200μm左右的霧滴,與酸性氣體充分接觸,在一系列化學反應后去除煙氣中絕大多數的酸性氣體。反應過程中,霧滴吸收煙氣中的熱量不斷蒸發水分,塔內的高溫煙氣使得漿液霧滴在下降的過程中得到干燥,并在到達塔底前將水分充分蒸發,形成固體反應物從塔底排出。

編輯:李丹

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