垃圾焚烧发电中烟气净化组合工艺制定与分析.doc

垃圾焚烧发电中烟气净化组合工艺的制定与分析胡德飞孙云生（河海大学机电工程学院,常州213022）摘要介绍了垃圾焚烧发电中烟气净化的典型工艺。结合我国垃圾焚烧发电中焚烧烟气污染物的组成，提出了垃圾焚烧发电中烟气净化的组合工艺及制定原则。对3种组合工艺作了经济分析与比较。关键词：生活垃圾焚烧发电烟气净化工艺1垃圾焚烧发电的工艺流程垃圾焚烧发电主要由垃圾焚烧、余热利用、烟气处理、排放污水处理、后处置、电气及仪表自动控制等系统组成，工艺流程见图1。垃圾由吊车抓斗送入垃圾料斗，经斜槽落到焚烧炉给料器上，由推料机将其推入焚烧炉干燥床烘干，在炉床上经高温干燥、裂解，产生的挥发物质和可燃物在高温下燃烧后成为炉渣，由炉渣滚筒送入装满水的推灰器内，经熄火降温后，被推送到振动输送带上，在传送中将灰渣中的金属分离外露，由磁选机将铁件吸出后再用。除渣装置将灰渣撒入灰坑内。垃圾池上部装有抽风口，燃烧用的空气由抽风机抽出，这样，既可以将受污染的空气送入炉内进行高温处理，又可以使垃圾池内保持负压，避免垃圾恶臭向外扩散。空气进入炉膛前，经过蒸汽、烟气预热器2级预热后送入炉内，作为燃烧炉的燃烧空气。燃烧产生的高温烟气，经锅炉各受热面吸热，降温后进入吸收塔。同时在吸收塔内喷入氢氧化钙及活性炭，将烟气中的氯化氢中和后，再将烟气送入除尘器除尘。处理后的烟气经引风机抽送至烟囱排入大气。吸收塔与除尘器下部的飞灰与石灰等混合物由排灰装置排除[1]。2烟气净化典型工艺烟气净化工艺应根据垃圾焚烧过程产生的污染物组成、浓度及需要执行的排放标准来确定。焚烧烟气中的污染物主要包括颗粒物、酸性气体（HCl、NOX、SOX、HF等）和重金属，通常情况下，烟气净化工艺主要根据烟气中酸性气体、颗粒物及重金属等污染物的含量进行选择。2.1半干式喷雾系统半干式喷雾系统按喷雾方式分为2类：双流体喷雾器和旋转喷雾器。旋转喷雾器工作时，喷嘴盘以高速转动将吸收剂溶液雾化成细滴，与烟气中的酸气发生反应，起到除酸作用。旋转喷雾器是该工艺的核心部件。双流体喷雾工艺流程见图2。未处理的烟气经烟气分配器进入反应塔，形成对称旋流场，与喷雾器喷出的Ca(OH)2雾状液滴混合。雾状的Ca(OH)2与烟气中的酸气发生化学反应，起到除酸作用。烟气离开反应塔之前，液滴水分全部蒸发，剩留的固体随烟气进入除尘器除尘。该系统与湿式净化系统比较，具有结构简单、高效、价廉的特点。2.2气体悬浮吸收（GSA）系统GSA系统工艺流程示意见图3。该系统主要由反应塔、文丘里管、除尘器等设备组成。工作时，将未处理的焚烧烟气引入文丘里管，借助文丘里管内喷嘴使石灰粉和水或石灰浆喷注于烟气中。在气流高紊流状态下，使气体和固体混合，达到均匀状态，然后进入反应塔高浓度物料区域。在体积扩容和烟气调制下，塔内的气流容积和流量降低，物料在塔内呈流化状翻滚，吸收剂不断吸收烟气中的污染物，生成的反应物外壳又被物料摩擦而剥落，新鲜的吸收剂继续进行吸收反应。固体物随烟气进入分离器分离，通过收集装置将捕集的粉粒再送回反应塔继续反应，维持浓相流化态工况。控制系统使塔内的烟气降压后，将粉粒分离后的烟气送入除尘器进行净化处理。GSA系统以循环流化技术为基础，系统组成简单、结构紧凑、净化显著。2.3干式净化系统干式净化系统工艺流程见图4（虚线框内所示）。该系统主要由烟气混合器（干式吸收塔）、除尘器、空压机等设备组成。主要用于吸收烟气中的二恶英等污染物。吸收剂通常采用活性炭或消石灰。为使二恶英排放量控制在标准状态下，通常该系统与可靠性高的袋式除尘器组合及催化分解。其工艺流程为吸收剂由给料机送出，用压缩空气输送到干式吸收塔内，并随烟气均匀地聚集在布袋过滤器布袋外壁的滤饼上，吸收剂粉末越细，除尘、脱硫、脱氯的效果越好。干式净化系统设备简单。2.4湿式烟气净化系统湿式烟气净化系统由引风机、热交换器、前置烟气预热器、喷射泵、再循环泵、洗涤塔等部件组成。其工艺流程为：烟气经除尘器除尘，进入洗涤塔，在吸收剂溶液的喷淋下，去除HCl、SO2、HF、重金属等污染物。投入液体螯合物，可去除汞化合物。湿式烟气净化工艺成熟，吸收剂品种多，污染物去除率高，吸收剂消耗量低，经济发达国家使用较多。但湿式烟气净化系统工艺复杂，投资费用高，一定程度上影响了它的推广应用。上述几种典型烟气净化工艺大致可归纳为湿法工艺、干法工艺及半干法工艺，其中气体悬浮吸收系统（GSA）可归入半干法工艺。湿法净化工艺因其对污染物的高效去除而在发达国家广泛应用，但工程投资和运行费用很高，发展中国家难以承受。干法净化虽然去除率偏低，但工程投资和运行费用低，适合于大气污染物排放标准相对较宽、经济不太发达的国家和地区。随着新设备的开发应用，该工艺仍有较大的发展前途。半干法是介于干法和湿法之间的工艺，不但能达到较高的污染物去除效率，而且运行费