垃圾焚烧发电厂烟气净化工艺
- 来源:
- 大连绿亿环保科技有限公司
- 日期:
- 2023年6月8日
大连绿亿环保工业废气处理之垃圾焚烧发电厂烟气净化工艺分享
1.1酸性气体脱除
酸性气体净化过程按照有无废水分为干处理，半干处理和湿处理，每个过程都有其组合形式，也有自己的优点和缺点。
一是分析干处理，在进行除酸的时候可以有两种方法，一种是干燥反应塔，将反应塔中的干燥药物和酸性气体结合使其进行反应，然后将一部分反应物与气体一起加入沉淀器中，使其与酸反应。还有一种是在注入干粉药剂之前进入除尘器，药剂在灰尘和酸性气体反应中，选择消石灰(Ca(OH)2)或碳酸氢钠(NaHCO3)干粉，使干粉颗粒的表面直接与酸性气体接触，导致化学中和反应发生，形成无害的中性盐颗粒，在灰尘中反应产物与捕获烟道气中的灰尘和不参与反应的吸收剂，可以达到净化酸性气体的目的。
二是采用半干式反应塔吸收剂进行，一般采用氧化钙(CAO)原料，由氢氧化钙(Ca(OH)2)溶液制成，在烟气净化过程中通常放置在除尘设备之前，注入石灰浆在反应塔中，浆料形成大量颗粒后必须由除尘器收集。通过喷嘴或旋转喷雾器将石灰浆溶液喷射到反应器中，通常从反应塔顶部注入以形成具有非常小粒径的液滴。由于水的蒸发降低了废气的温度并改善了其湿度，使得酸和石灰浆料反应成盐，落到底部。半干式反应塔石灰不完全反应，烟气进入除尘器后，如果除尘设备使用袋式除尘器，部分未反应物质将附着在过滤袋上并通过过滤袋的酸性气体反应，脱酸效率进一步提高，对于石灰浆的利用率也相应提高。
第三是以洗涤器的形式进行湿式脱酸，烟气在与碱性溶液充分接触后进入洗涤器，以获得更好的脱酸效果。洗涤器设置在除尘器的下游，以防止颗粒污染物堵塞喷嘴并影响其正常操作。同时湿式洗涤器不能放置在袋式过滤器的上游，因为高湿度饱和烟气会导致颗粒物质堵塞滤布，使得气体不能通过滤布。
干处理工艺效率低，一般不能满足排放目标要求。如果垃圾中的Cl和S含量低，则半干处理理论上可以满足项目排放指标的要求，但半干处理难以保证废物组成波动较大时的效果。湿处理酸净化过程中酸性气体去除效率高，工艺流程各种组合，但工艺过于复杂，配套设备较多，并对废水处理问题进行了后续跟踪。
1.2脱硝技术
一是分析的是SNCR技术，这是选择性非催化还原法进行，在烟气温度为850~1100℃，在O2条件共存的情况下，将氨或尿素等脱氮剂直接送到炉中，氮氧化物被还原成氮和水。由于该方法不需要催化剂的作用，因此可以避免催化剂堵塞或中毒的发生。去除效率受到脱硝器和氮氧化物之间的接触条件的影响很大。因此，喷嘴吹出口的位置必须根据炉子形状确定，要确定具体的形状。SNCR技术一般使用氨或尿素作为还原剂，使用喷枪将还原剂注入焚烧炉高温区，将NOX分解成N2和O2，达到NOX去除的目的。
然而，在还原反应的情况下，氨作为还原剂，如果注入太多则不能及时反应，将导致一系列后续问题。如残留在烟气中，随着烟气中HCI的反应导致气态氯化氨产生，导致白烟。
二是分析的是SCR选择性催化还原反硝化技术，目前这是国际上广泛使用的烟气脱氮技术，在催化剂作用下温度约为280～420℃的烟气，SCR技术受催化剂的作用，NH3以将烟道气中的NOX还原成N2。反应过程通常被认为是与分子NO反应的NH3分子，会产生一个N2分子，同时催化剂被还原;O2的存在可使催化剂再氧化，从而完成整个催化循环。这也是为什么这个过程称为选择性催化还原的原因。选择性催化还原反硝化技术目前是日益广泛应用的烟气脱氮技术，在日本、欧洲、美国等国家和地区的大多数发电厂基本上都是应用这种技术，它没有副产物，不形成二次污染，装置结构简单，除脱效率高(达90%以上)，运行可靠且维修方便等都是其优点。
第三就是SNCR+SCR组合脱氮技术。由于SCR和SNCR具有自己的优势，SNCR和SCR并不是两个系统相互排斥的，相反当两种技术同时结合使用时，可以有效地中和两种技术的缺点，保证投资成本和脱氮效率找到佳平衡。所以如果我们想要节省投资和控制运营成本的时候，同时确保超过80%的脱氮效率，而且要保证低氨逸出率，可以采取SNCR和SCR两种组合的方式，能够理性对NOX分配，关闭除了满足排放要求的负载外，还要尽可能降低成本。由于SCR中的大部分NOX已被SNCR除去，所以SCR所需的SCR和反应堆将变小，投资成本将会降低很多。
1.3重金属排放控制
对于重金属，在烟气中不仅以固体状态存在，同时还以气体状态存在。这是因为有些含有这种成分的化合物在燃烧过程中挥发所产生的。当温度降低时，重金属混合物的挥发率将剧烈地降低，相应的,其排放也将随之减少。焚烧后产生的高温烟气，经余热锅炉冷却后，再通过烟气处理装置，其出口温度进一步降低，加之在烟气处理装置中喷入的活性炭具有较大的比表面积，再配备高效的袋式除尘器就可以有效地清除烟气中的重金属。
一般来说，此种方法对汞的去除率约90％，对镉的去除率达95％。而烟气中的铅是以烟尘的状态存在的。因而铅主要由袋式除尘器来清除，也有少部分是在冷却塔中被吸收而去除的。对铅的清除率平均可达95％。
1.1酸性气体脱除
酸性气体净化过程按照有无废水分为干处理，半干处理和湿处理，每个过程都有其组合形式，也有自己的优点和缺点。
一是分析干处理，在进行除酸的时候可以有两种方法，一种是干燥反应塔，将反应塔中的干燥药物和酸性气体结合使其进行反应，然后将一部分反应物与气体一起加入沉淀器中，使其与酸反应。还有一种是在注入干粉药剂之前进入除尘器，药剂在灰尘和酸性气体反应中，选择消石灰(Ca(OH)2)或碳酸氢钠(NaHCO3)干粉，使干粉颗粒的表面直接与酸性气体接触，导致化学中和反应发生，形成无害的中性盐颗粒，在灰尘中反应产物与捕获烟道气中的灰尘和不参与反应的吸收剂，可以达到净化酸性气体的目的。
二是采用半干式反应塔吸收剂进行，一般采用氧化钙(CAO)原料，由氢氧化钙(Ca(OH)2)溶液制成，在烟气净化过程中通常放置在除尘设备之前，注入石灰浆在反应塔中，浆料形成大量颗粒后必须由除尘器收集。通过喷嘴或旋转喷雾器将石灰浆溶液喷射到反应器中，通常从反应塔顶部注入以形成具有非常小粒径的液滴。由于水的蒸发降低了废气的温度并改善了其湿度，使得酸和石灰浆料反应成盐，落到底部。半干式反应塔石灰不完全反应，烟气进入除尘器后，如果除尘设备使用袋式除尘器，部分未反应物质将附着在过滤袋上并通过过滤袋的酸性气体反应，脱酸效率进一步提高，对于石灰浆的利用率也相应提高。
第三是以洗涤器的形式进行湿式脱酸，烟气在与碱性溶液充分接触后进入洗涤器，以获得更好的脱酸效果。洗涤器设置在除尘器的下游，以防止颗粒污染物堵塞喷嘴并影响其正常操作。同时湿式洗涤器不能放置在袋式过滤器的上游，因为高湿度饱和烟气会导致颗粒物质堵塞滤布，使得气体不能通过滤布。
干处理工艺效率低，一般不能满足排放目标要求。如果垃圾中的Cl和S含量低，则半干处理理论上可以满足项目排放指标的要求，但半干处理难以保证废物组成波动较大时的效果。湿处理酸净化过程中酸性气体去除效率高，工艺流程各种组合，但工艺过于复杂，配套设备较多，并对废水处理问题进行了后续跟踪。
1.2脱硝技术
一是分析的是SNCR技术，这是选择性非催化还原法进行，在烟气温度为850~1100℃，在O2条件共存的情况下，将氨或尿素等脱氮剂直接送到炉中，氮氧化物被还原成氮和水。由于该方法不需要催化剂的作用，因此可以避免催化剂堵塞或中毒的发生。去除效率受到脱硝器和氮氧化物之间的接触条件的影响很大。因此，喷嘴吹出口的位置必须根据炉子形状确定，要确定具体的形状。SNCR技术一般使用氨或尿素作为还原剂，使用喷枪将还原剂注入焚烧炉高温区，将NOX分解成N2和O2，达到NOX去除的目的。
然而，在还原反应的情况下，氨作为还原剂，如果注入太多则不能及时反应，将导致一系列后续问题。如残留在烟气中，随着烟气中HCI的反应导致气态氯化氨产生，导致白烟。
二是分析的是SCR选择性催化还原反硝化技术，目前这是国际上广泛使用的烟气脱氮技术，在催化剂作用下温度约为280～420℃的烟气，SCR技术受催化剂的作用，NH3以将烟道气中的NOX还原成N2。反应过程通常被认为是与分子NO反应的NH3分子，会产生一个N2分子，同时催化剂被还原;O2的存在可使催化剂再氧化，从而完成整个催化循环。这也是为什么这个过程称为选择性催化还原的原因。选择性催化还原反硝化技术目前是日益广泛应用的烟气脱氮技术，在日本、欧洲、美国等国家和地区的大多数发电厂基本上都是应用这种技术，它没有副产物，不形成二次污染，装置结构简单，除脱效率高(达90%以上)，运行可靠且维修方便等都是其优点。
第三就是SNCR+SCR组合脱氮技术。由于SCR和SNCR具有自己的优势，SNCR和SCR并不是两个系统相互排斥的，相反当两种技术同时结合使用时，可以有效地中和两种技术的缺点，保证投资成本和脱氮效率找到佳平衡。所以如果我们想要节省投资和控制运营成本的时候，同时确保超过80%的脱氮效率，而且要保证低氨逸出率，可以采取SNCR和SCR两种组合的方式，能够理性对NOX分配，关闭除了满足排放要求的负载外，还要尽可能降低成本。由于SCR中的大部分NOX已被SNCR除去，所以SCR所需的SCR和反应堆将变小，投资成本将会降低很多。
1.3重金属排放控制
对于重金属，在烟气中不仅以固体状态存在，同时还以气体状态存在。这是因为有些含有这种成分的化合物在燃烧过程中挥发所产生的。当温度降低时，重金属混合物的挥发率将剧烈地降低，相应的,其排放也将随之减少。焚烧后产生的高温烟气，经余热锅炉冷却后，再通过烟气处理装置，其出口温度进一步降低，加之在烟气处理装置中喷入的活性炭具有较大的比表面积，再配备高效的袋式除尘器就可以有效地清除烟气中的重金属。
一般来说，此种方法对汞的去除率约90％，对镉的去除率达95％。而烟气中的铅是以烟尘的状态存在的。因而铅主要由袋式除尘器来清除，也有少部分是在冷却塔中被吸收而去除的。对铅的清除率平均可达95％。