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        探究垃圾焚燒電廠煙氣凈化工藝

        更新時間:2021-01-22 09:40 來源:建筑實踐 作者: 李勝 閱讀:5023 網友評論0

        摘要:現階段,我國居民加強對于環保事業的重視,國家方面也相應處臺了與環境保護相關的法律規定。生活垃圾焚燒處理過程中,煙氣污染物分析是生活垃圾焚燒發電廠煙氣處理工藝設計的基礎,選擇合理的凈化技術是生活垃圾焚燒發電廠成功的重要一環。

        關鍵詞:垃圾焚燒;電廠煙氣;凈化工藝

        引言

        我國的科技領域正在高速的發展中,各個層面都有了前所未有的突破性進展,人民生活水平不斷提高,而如何處理逐年增長的垃圾也成為了當下刻不容緩的問題。垃圾焚燒發電是一種比較好的處理方式,符合環保產業的相關政策,在許多發達國家已經得到普遍應用,我國許多地方也已經建立了垃圾焚燒發電廠。但垃圾焚燒煙氣中含有大量的污染物,處理不當會造成二次污染,嚴格控制焚燒煙氣中的污染物排放成為重中之重。

        1干煙氣脫硫脫硝一體化技術

        高能輻射法屬于干煙氣脫硫脫硝一體化技術,其主要分成2類,分別是PPCT、EBS。PPCT是電子束輻照法的簡稱,其主要是利用電子加速器產生的高能離子體氧化煙氣污染物,在強氧化反應的基礎上,及時消除氧化物、二氧化硫,通過與水蒸氣反應生成硫酸和二氧化硫,再與硝酸和預注入氨反應生成硝酸銨和硫酸銨,及時排除煙氣中的有害成分。EBS是脈沖電暈離子體法的簡稱,這種方法主要是由高壓脈沖電源代替加速器電子束,其應用原理和電子束輻照法基本一致。在科學技術水平快速提升的大背景下,電子束法得到了十分廣泛的應用,整體脫硫效果達到90%,脫硝化率相對較低,整體脫硫率是18%,這項技術在脫硫脫硝過程中不易出現廢渣、廢水,不會帶來二次環境污染問題,而副產品能夠進一步加工生產廢料,其經濟效益比較明顯。

        2脫酸處理

        生活垃圾焚燒煙氣脫酸處理技術主要有濕法、半干法、干法脫酸三種。濕法脫酸是利用石灰石溶液在洗滌塔內與煙氣中的酸性氣體進行反應,去除煙氣中的酸性氣體,達到脫酸的目的。濕法脫酸效率高,對HCl的脫除效率可達99%以上,對SO2的脫除效率可達到95%以上。但是濕法脫酸產生大量廢水,需配置廢水處理裝置,而且濕法脫酸后煙氣溫度一般在60~70℃,為了防止煙囪腐蝕和冒白煙,還需要配備煙氣再加熱裝置將煙氣溫度加熱到酸露點以上。濕法脫酸脫除效率高,但系統復雜,運行和維護費用高。干法脫酸是將石灰粉直接噴射到煙道中,與煙道中的酸性氣體發生反應生成固態產物,達到脫酸的目的。干法脫酸不產生廢水,不需配置廢水處理裝置,操作簡單、設備成本低、運行維護費用也低。但存在石灰粉消耗量大,后期飛灰處理成本增加,脫除效率低等問題。半干法脫酸是介于干法和濕法脫酸之間的一種脫酸技術。在反應塔中噴入一定濃度的石灰漿,使之與煙氣中的酸性氣體發生反應,達到脫酸的目的。半干法脫酸利用煙氣余熱,使反應物中的水分蒸發,最終反應產物以干態固體的形式排出。反應溫度影響脫酸效率,溫度過高或過低時會有很多復雜的副反應。半干法通過控制噴水量來調節控制反應溫度,使反應溫度不至于過高或過低。半干法脫酸效率在90%~99%,但對操作水平要求高,需要嚴格控制停留時間和反應塔進出口的溫度差。

        3煙氣除塵技術

        為了將煙氣當中所包含的顆粒物分離出來,需要讓顆粒物具備與煙氣流動方向垂直的相對速度,或讓顆粒偏離于煙氣運動方向進行運動,或讓顆粒阻滯于捕集物料之上,亦或是讓顆粒聚集于靜電除塵極之上?;诖?,除塵裝置可以利用慣性、重力、離心力以及電力等作為除塵過程的作用力,所使用除塵設備性質各有不同,目前較為常用的包括靜電除塵器和袋式除塵器。

        4二噁英控制技術

        在垃圾焚燒過程中,由于垃圾中存在各種塑料制品和一些特殊金屬,導致垃圾焚燒后煙氣中存在二噁英這種對環境危害性大且難以徹底去除的污染物。在標準狀態下二噁英呈固態,極難溶解于水,有較大的毒性。二噁英的沸點高、氣化壓力低。目前比較流行采用活性炭吸附法來去除二噁英。在反應器與除塵器之間的煙道噴入活性炭,與煙氣充分混合從而吸附大量的二噁英和重金屬顆粒物,再通過除塵器捕集除去飛灰上吸附的二噁英和重金屬顆粒物。國際上還有另一種方法是從垃圾焚燒時控制溫度從源頭上避免二噁英的產生。當垃圾焚燒的溫度在850℃以上、同時煙氣在爐膛停留2秒以上,則燃燒產物中基本上就不會產生二噁英。同時需要縮短煙氣在300℃到500℃這個溫度區間停留的時間,即快速降溫,且控制除塵器的入口煙溫低于200℃來防止因為溫度過高降低布袋壽命以及二噁英的再次合成。這套工藝系統較為復雜,對煙氣溫度控制的要求比較高,所以國內目前采用較多的是第一種通過活性炭吸附的方式來去除二噁英。

        5濕煙氣脫硫脫硝一體化技術

        在氯酸氧化反應中,煙氣中的一氧化氮和二氧化硫會被氯酸強氧化能力吸收,這種方式主要利用配套設備完成全過程,利用基本吸收法、氧化吸收法實現,這種方式在去除二氧化硫和一氧化氮中取得了良好的效果,還可以去除煙氣中有毒的微量金屬元素。除此之外,濕煙氣脫硫脫硝一體化技術不易引發催化劑失活、中毒問題,具有很強的適應性,且煙氣限值相對較小,正常情況下能夠進行氧化吸收。該技術的缺陷包括:氯化酸吸收劑制備比較困難、極易腐蝕反應設備、產品中產生的廢酸會造成二次污染。

        6重金屬控制技術

        城市生活垃圾焚燒時,根據生活垃圾的性質、焚燒爐焚燒狀態、重金屬存在形式的不同決定了煙氣中重金屬的濃度。城市生活垃圾焚燒煙氣中重金屬元素主要以顆粒物態形式和氣態形式存在。顆粒物形態存在的重金屬在溫度降低時會在飛灰表面粘附,氣態重金屬在垃圾焚燒煙氣處理系統的降溫過程中部分也凝固成顆粒狀物質,可利用活性炭吸附后經過除塵器吸收飛灰去除,也可通過濕式洗滌塔洗滌煙氣去除飛灰的同時去除重金屬顆粒物。在煙氣處理系統中無法通過降溫凝固的重金屬元素通過飛灰表面的催化反應部分會轉變為氯化物或金屬氧化物的顆粒物,也可用除塵設備來去除。

        7飛灰處理技術

        7.1固化和穩定化法

        通過化學藥劑跟飛灰相互混合或者反應,對有害物質形成固定效果的處理方式。目前較為成熟的處理技術是將水泥或者液體螯合劑加入到飛灰當中,與重金屬之間螯合,其處理效率能夠達到97%以上,優點在于穩定性強、減容率高。

        7.2濕式化學處理法

        向煙氣中混入硫酸或者鹽酸,并溶于水溶液,使重金屬類物質朝著溶液方向析出,隨后加入藥劑生成不溶物質(硫化物或者氫氧化物)。此應用技術的裝置復雜程度較高,可以用于重金屬回收,同時有鹽類析出。而其缺點在于要對所產生廢水、廢氣以及污泥另作處理,所以其實踐案例相對較少。

        7.3高溫處理法

        (1)燒結法。對飛灰與細小玻璃粉之間進行混合處理,隨后造粒,最終在高溫條件下(1000℃-1400℃)燒結成固體,保證固化體能夠長期保持穩定;(2)熔融法。向焚燒爐中送入飛灰,并加熱至140℃,使飛灰當中高含量無機物在高溫作用下變為熔渣,達成飛灰減量化、資源化以及無害化處理效果。高溫處理法有著兼容率較高的特點,減容可達到33%-50%。而缺點在于需要配置煙氣處理裝置,而且工藝技術較為復雜,實際占地面積較大,處理所需成本投入較高。

        結語

        垃圾焚燒在處理了大量生活垃圾的同時,創造了大量的電力資源,是當下處理生活垃圾的一種主流形式。文章通過對垃圾焚燒煙氣組成及各成分處理方式、處理工藝的描述分析,為煙氣凈化處理提供了理論基礎,對環境保護也起到了一定的宣傳作用。

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