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探究垃圾焚烧电厂烟气净化工艺

更新时间:2021-01-22 09:40 来源:建筑实践 作者: 李胜 阅读:3425 网友评论0

摘要:现阶段,我国居民加强对于环保事业的重视,国家方面也相应处台了与环境保护相关的法律规定。生活垃圾焚烧处理过程中,烟气污染物分析是生活垃圾焚烧发电厂烟气处理工艺设计的基础,选择合理的净化技术是生活垃圾焚烧发电厂成功的重要一环。

关键词:垃圾焚烧;电厂烟气;净化工艺

引言

我国的科技领域正在高速的发展中,各个层面都有了前所未有的突破性进展,人民生活水平不断提高,而如何处理逐年增长的垃圾也成为了当下刻不容缓的问题。垃圾焚烧发电是一种比较好的处理方式,符合环保产业的相关政策,在许多发达国家已经得到普遍应用,我国许多地方也已经建立了垃圾焚烧发电厂。但垃圾焚烧烟气中含有大量的污染物,处理不当会造成二次污染,严格控制焚烧烟气中的污染物排放成为重中之重。

1干烟气脱硫脱硝一体化技术

高能辐射法属于干烟气脱硫脱硝一体化技术,其主要分成2类,分别是PPCT、EBS。PPCT是电子束辐照法的简称,其主要是利用电子加速器产生的高能离子体氧化烟气污染物,在强氧化反应的基础上,及时消除氧化物、二氧化硫,通过与水蒸气反应生成硫酸和二氧化硫,再与硝酸和预注入氨反应生成硝酸铵和硫酸铵,及时排除烟气中的有害成分。EBS是脉冲电晕离子体法的简称,这种方法主要是由高压脉冲电源代替加速器电子束,其应用原理和电子束辐照法基本一致。在科学技术水平快速提升的大背景下,电子束法得到了十分广泛的应用,整体脱硫效果达到90%,脱硝化率相对较低,整体脱硫率是18%,这项技术在脱硫脱硝过程中不易出现废渣、废水,不会带来二次环境污染问题,而副产品能够进一步加工生产废料,其经济效益比较明显。

2脱酸处理

生活垃圾焚烧烟气脱酸处理技术主要有湿法、半干法、干法脱酸三种。湿法脱酸是利用石灰石溶液在洗涤塔内与烟气中的酸性气体进行反应,去除烟气中的酸性气体,达到脱酸的目的。湿法脱酸效率高,对HCl的脱除效率可达99%以上,对SO2的脱除效率可达到95%以上。但是湿法脱酸产生大量废水,需配置废水处理装置,而且湿法脱酸后烟气温度一般在60~70℃,为了防止烟囱腐蚀和冒白烟,还需要配备烟气再加热装置将烟气温度加热到酸露点以上。湿法脱酸脱除效率高,但系统复杂,运行和维护费用高。干法脱酸是将石灰粉直接喷射到烟道中,与烟道中的酸性气体发生反应生成固态产物,达到脱酸的目的。干法脱酸不产生废水,不需配置废水处理装置,操作简单、设备成本低、运行维护费用也低。但存在石灰粉消耗量大,后期飞灰处理成本增加,脱除效率低等问题。半干法脱酸是介于干法和湿法脱酸之间的一种脱酸技术。在反应塔中喷入一定浓度的石灰浆,使之与烟气中的酸性气体发生反应,达到脱酸的目的。半干法脱酸利用烟气余热,使反应物中的水分蒸发,最终反应产物以干态固体的形式排出。反应温度影响脱酸效率,温度过高或过低时会有很多复杂的副反应。半干法通过控制喷水量来调节控制反应温度,使反应温度不至于过高或过低。半干法脱酸效率在90%~99%,但对操作水平要求高,需要严格控制停留时间和反应塔进出口的温度差。

3烟气除尘技术

为了将烟气当中所包含的颗粒物分离出来,需要让颗粒物具备与烟气流动方向垂直的相对速度,或让颗粒偏离于烟气运动方向进行运动,或让颗粒阻滞于捕集物料之上,亦或是让颗粒聚集于静电除尘极之上。基于此,除尘装置可以利用惯性、重力、离心力以及电力等作为除尘过程的作用力,所使用除尘设备性质各有不同,目前较为常用的包括静电除尘器和袋式除尘器。

4二噁英控制技术

在垃圾焚烧过程中,由于垃圾中存在各种塑料制品和一些特殊金属,导致垃圾焚烧后烟气中存在二噁英这种对环境危害性大且难以彻底去除的污染物。在标准状态下二噁英呈固态,极难溶解于水,有较大的毒性。二噁英的沸点高、气化压力低。目前比较流行采用活性炭吸附法来去除二噁英。在反应器与除尘器之间的烟道喷入活性炭,与烟气充分混合从而吸附大量的二噁英和重金属颗粒物,再通过除尘器捕集除去飞灰上吸附的二噁英和重金属颗粒物。国际上还有另一种方法是从垃圾焚烧时控制温度从源头上避免二噁英的产生。当垃圾焚烧的温度在850℃以上、同时烟气在炉膛停留2秒以上,则燃烧产物中基本上就不会产生二噁英。同时需要缩短烟气在300℃到500℃这个温度区间停留的时间,即快速降温,且控制除尘器的入口烟温低于200℃来防止因为温度过高降低布袋寿命以及二噁英的再次合成。这套工艺系统较为复杂,对烟气温度控制的要求比较高,所以国内目前采用较多的是第一种通过活性炭吸附的方式来去除二噁英。

5湿烟气脱硫脱硝一体化技术

在氯酸氧化反应中,烟气中的一氧化氮和二氧化硫会被氯酸强氧化能力吸收,这种方式主要利用配套设备完成全过程,利用基本吸收法、氧化吸收法实现,这种方式在去除二氧化硫和一氧化氮中取得了良好的效果,还可以去除烟气中有毒的微量金属元素。除此之外,湿烟气脱硫脱硝一体化技术不易引发催化剂失活、中毒问题,具有很强的适应性,且烟气限值相对较小,正常情况下能够进行氧化吸收。该技术的缺陷包括:氯化酸吸收剂制备比较困难、极易腐蚀反应设备、产品中产生的废酸会造成二次污染。

6重金属控制技术

城市生活垃圾焚烧时,根据生活垃圾的性质、焚烧炉焚烧状态、重金属存在形式的不同决定了烟气中重金属的浓度。城市生活垃圾焚烧烟气中重金属元素主要以颗粒物态形式和气态形式存在。颗粒物形态存在的重金属在温度降低时会在飞灰表面粘附,气态重金属在垃圾焚烧烟气处理系统的降温过程中部分也凝固成颗粒状物质,可利用活性炭吸附后经过除尘器吸收飞灰去除,也可通过湿式洗涤塔洗涤烟气去除飞灰的同时去除重金属颗粒物。在烟气处理系统中无法通过降温凝固的重金属元素通过飞灰表面的催化反应部分会转变为氯化物或金属氧化物的颗粒物,也可用除尘设备来去除。

7飞灰处理技术

7.1固化和稳定化法

通过化学药剂跟飞灰相互混合或者反应,对有害物质形成固定效果的处理方式。目前较为成熟的处理技术是将水泥或者液体螯合剂加入到飞灰当中,与重金属之间螯合,其处理效率能够达到97%以上,优点在于稳定性强、减容率高。

7.2湿式化学处理法

向烟气中混入硫酸或者盐酸,并溶于水溶液,使重金属类物质朝着溶液方向析出,随后加入药剂生成不溶物质(硫化物或者氢氧化物)。此应用技术的装置复杂程度较高,可以用于重金属回收,同时有盐类析出。而其缺点在于要对所产生废水、废气以及污泥另作处理,所以其实践案例相对较少。

7.3高温处理法

(1)烧结法。对飞灰与细小玻璃粉之间进行混合处理,随后造粒,最终在高温条件下(1000℃-1400℃)烧结成固体,保证固化体能够长期保持稳定;(2)熔融法。向焚烧炉中送入飞灰,并加热至140℃,使飞灰当中高含量无机物在高温作用下变为熔渣,达成飞灰减量化、资源化以及无害化处理效果。高温处理法有着兼容率较高的特点,减容可达到33%-50%。而缺点在于需要配置烟气处理装置,而且工艺技术较为复杂,实际占地面积较大,处理所需成本投入较高。

结语

垃圾焚烧在处理了大量生活垃圾的同时,创造了大量的电力资源,是当下处理生活垃圾的一种主流形式。文章通过对垃圾焚烧烟气组成及各成分处理方式、处理工艺的描述分析,为烟气净化处理提供了理论基础,对环境保护也起到了一定的宣传作用。

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