隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，生活垃圾也隨之增多。目前生活垃圾是一個非常嚴(yán)重的問題，如果不對其進(jìn)行有效的處理，將對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。對于生活垃圾的處理通常采用焚燒的方式，通過生活垃圾的焚燒，又可以將其用來發(fā)電。現(xiàn)結(jié)合工程實(shí)例，主要分析垃圾電廠焚燒煙氣凈化系統(tǒng)。

當(dāng)前世界中各國的生活垃圾產(chǎn)量以每年100億噸的增長速度不斷增加。這些生活垃圾中包含塑料等有機(jī)工業(yè)制品，海量垃圾造成的環(huán)境污染是目前威脅生態(tài)平衡和人類健康的主要因素。對這些生活垃圾進(jìn)行及時處理，消除生活垃圾對生態(tài)環(huán)境的威脅，完成能量的回收利用，是當(dāng)前世界各國面臨的主要問題。

1、典型工藝概述

1.1、流程簡述

垃圾在焚燒爐中燃燒，焚燒爐部分由進(jìn)料系統(tǒng)、爐排、燃燒系統(tǒng)、落灰輸送系統(tǒng)等組成。焚燒產(chǎn)生的煙氣開始進(jìn)入余熱鍋爐部分，余熱鍋爐由一級煙道、二級煙道的水冷壁部分以及三級、四級煙道的過熱器、省煤器部分組成。經(jīng)過余熱鍋爐的煙氣進(jìn)入脫酸反應(yīng)塔，經(jīng)過脫酸處理后進(jìn)入布袋除塵器，最后的煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)隨煙囪排出。如圖1所示。

圖1?垃圾焚燒工藝流程

1.2、垃圾焚燒產(chǎn)物成分

生活垃圾焚燒煙氣的主要成分是 N2、O2、CO2和H2O，還包括其他一些污染物，如：（1）SOx、NOx、HCL、HF、H2S 等酸性氣體污染物；（2）惰性物質(zhì)、無燃燒物質(zhì)、粉塵等顆粒物；（3）鋅、鉛、錳、鉻、汞、鎘、砷、鈦等殘留重金屬物質(zhì)；（4）殘余有機(jī)物，包括未完全燃燒有機(jī)物與反應(yīng)生成物，如二惡英類。

1.3、煙氣凈化采用的控制工藝

為防止垃圾焚燒產(chǎn)生的污染物對環(huán)境造成二次污染，采用的典型控制工藝為：SNCR脫硝?+ 半干法脫酸 + 干法 + 活性炭脫重金屬及二惡英 + 布袋除塵 +煙氣排放。

2、煙氣脫酸系統(tǒng)的工藝優(yōu)化和設(shè)備維護(hù)探索

2.1、工藝流程

從鍋爐內(nèi)出來的脫硝后的煙氣開始進(jìn)入脫酸反應(yīng)塔系統(tǒng)，煙氣首先進(jìn)入脫酸塔的蝸殼分配器，經(jīng)導(dǎo)流板后，煙氣向四周均勻分布，并作下旋運(yùn)動，紊流狀態(tài)煙氣與旋轉(zhuǎn)方向相反的石灰漿液充分接觸反應(yīng)。

脫酸反應(yīng)過程是酸性氣體和堿性石灰漿液霧滴之間的氣液反應(yīng)，即離子反應(yīng)。經(jīng)過大約 18~20 s，石灰漿液滴蒸發(fā)，形成固態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物，較大顆粒落入底部錐體排口，占 5%~15%。其他隨煙氣進(jìn)入布袋除塵器。

2.2、脫酸塔設(shè)備維護(hù)

經(jīng)驗(yàn)的探索煙氣依次經(jīng)過水冷壁、過熱器、省煤器等換熱面，在爐膛中經(jīng)過脫硝處理后的煙氣在鍋爐尾部流出進(jìn)入脫酸反應(yīng)塔，通過霧化器噴水對煙氣進(jìn)行冷卻。HCI、SO2、HF 等酸性物質(zhì)與霧化器系統(tǒng)噴入的石灰漿發(fā)生中和反應(yīng)。

霧化器是一種穩(wěn)定并且精密的設(shè)備，可以在負(fù)荷很重（高速旋轉(zhuǎn)和惡劣的環(huán)境）的情況下正常工作。霧化器的最高轉(zhuǎn)速可達(dá)到12000 r/min，如此高轉(zhuǎn)速下才能將石灰漿液霧化后與煙氣進(jìn)行充分混合。如何保證霧化器的運(yùn)行穩(wěn)定，是脫酸塔設(shè)備維護(hù)的核心。

2.2.1、油系統(tǒng)的維護(hù)

①每班次兩次運(yùn)行巡檢，檢查油位是否正常，是否有油泄漏，油位低于報警值，及時補(bǔ)油。②每班次檢查一次空氣過濾器是否正常，保證空氣干凈，空氣壓差大了要及時更換。③油箱必須一年清空一次，油箱清空后必須用面團(tuán)粘干凈，不能有雜質(zhì)殘留，換下的油禁止重復(fù)利用。④給油箱注入新油，新油按說明書規(guī)定的牌號進(jìn)行。⑤可以采用濾油機(jī)對系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)油，既提高注油壓力，又能保證油質(zhì)清潔。⑥給油箱注油要達(dá)到上限位置。

2.2.2、霧化盤的手動清洗，每周一次

①將霧化器支撐座放在霧化器頂部，頂部配置專用吊霧化器的電葫蘆。②用吊裝帶將吊具掛在霧化器上，調(diào)整電葫蘆位置，保證吊裝垂直。③緩慢提升電葫蘆，提升過程中要輕輕晃動吊具，避免有卡澀位置強(qiáng)行拉起吊具，磕碰霧化器。④用呢絨棒或其他硬塑料材質(zhì)類的東西制作清理工具，輕敲霧化盤上的結(jié)垢，用工具輕鏟結(jié)垢，避免損壞霧化器，效果不佳的話，用清潔劑進(jìn)行沖洗。

2.2.3、霧化盤的藥劑清洗，每月一次

①使用高濃度的磷酸和水進(jìn)行配制 30%的磷酸溶液作為清潔劑。②視石灰質(zhì)量而定，也可以使用別的化學(xué)試劑。③將霧化器吊出放在專用支架上。④將霧化盤吊到清洗水箱上方。將清潔劑至上而下注入清洗水箱，直到藥劑順著霧化盤流出。⑤藥劑清洗要用循環(huán)流動的藥劑，可以將清洗裝置做成小型循環(huán)系統(tǒng)，以便于清洗霧化盤內(nèi)的藥劑能夠隨時將清洗下來的雜質(zhì)帶出。必要時需要輔助以毛刷等。

2.2.4、霧化盤的運(yùn)行中反沖洗，每班一次

為防止霧化盤結(jié)垢迅速，每班次，由運(yùn)行人員進(jìn)行一次水洗，即停運(yùn)石灰漿輸送，霧化盤只噴清水運(yùn)行 3~5 min，保持高速運(yùn)行，這樣利用清水達(dá)到清洗霧化盤的效果。然后再恢復(fù)石灰漿運(yùn)行。霧化盤的定期離線動平衡，每月一次。每月一次將霧化盤取下，在線下做在線動平衡，以實(shí)現(xiàn)霧化盤的定期切換備用。

2.3、脫酸反應(yīng)工序的控制要點(diǎn)和系統(tǒng)優(yōu)化

決定半干式煙氣凈化裝置凈化效率的兩個關(guān)鍵參數(shù)是煙氣停留時間和溫差，前者決定了反應(yīng)效果、水分的蒸發(fā)和煙氣流速，后者決定了加入液體量和反應(yīng)生成物的狀態(tài)。根據(jù)國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，煙氣停留時間應(yīng)該保證在 8 s 以上，噴霧干燥反應(yīng)塔進(jìn)、出口溫差應(yīng)達(dá)到40 ℃。鍋爐設(shè)計(jì)排煙溫度為 190 ℃，由于運(yùn)行中積灰或者管壁結(jié)焦等原因，實(shí)際運(yùn)行鍋爐的排煙溫度達(dá)到了220 ℃左右。

脫酸反應(yīng)的最佳溫度為 140~160 ℃之間，經(jīng)過運(yùn)行期間的經(jīng)驗(yàn)摸索，溫度控制在 150 ℃時，煙氣脫酸效果最佳，因此，運(yùn)行中脫酸反應(yīng)塔重點(diǎn)監(jiān)控的指標(biāo)就是溫度場，基于此，運(yùn)行的脫酸塔進(jìn)行了升級，增加了溫度控制噴水減溫系統(tǒng)。通過反應(yīng)塔內(nèi)溫度的變化，溫度信號傳給PLC 系統(tǒng)，經(jīng)過系統(tǒng)分析運(yùn)算，隨時調(diào)整噴入的減溫水的溫度，采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煙汽溫度控制。

3、活性炭吸附和布袋煙氣除塵系統(tǒng)工藝

干法脫酸系統(tǒng)采用熟石灰作為干性脫酸藥劑。該設(shè)計(jì)可以與石灰漿制備系統(tǒng)相配合，系統(tǒng)簡單，方便維護(hù)，對系統(tǒng)輔助脫酸效果明顯，能保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的需求量以及達(dá)到煙氣輔助脫酸的要求。

每次起爐時，為防止布袋除塵器結(jié)露糊袋，需對除塵器進(jìn)行預(yù)噴涂，采用該系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)噴涂方便快捷?；钚蕴繃娚湎到y(tǒng)的目的是為了脫除二惡英和重金屬，干法和活性炭的噴入點(diǎn)均在半干法反應(yīng)塔和除塵器之間的煙道上。

煙氣中攜帶的顆粒物被布袋除塵器的濾布阻留而形成濾層，當(dāng)煙氣經(jīng)過由顆粒物形成的濾層，氣態(tài)污染物仍能與濾層中未反應(yīng)的石灰及活性炭發(fā)生反應(yīng)而得到進(jìn)一步凈化。除塵器捕捉下來的灰由清灰裝置定期清除，經(jīng)處理后的煙氣再被引風(fēng)機(jī)引入煙囪排放。

結(jié)束語

中國屬于人口大國和能耗大國，因人口較多，產(chǎn)生的城市生活垃圾數(shù)量巨大，所以需要對城市生活垃圾能源化技術(shù)進(jìn)行研究。利用城市生活垃圾焚燒進(jìn)行發(fā)電，產(chǎn)生的大量煙氣對中國環(huán)境造成嚴(yán)重污染，有效凈化煙氣中的污染物是中國目前面臨的主要問題。根據(jù)不同城市的情況，選擇適當(dāng)?shù)某鞘猩罾贌裏煔鈨艋夹g(shù)，對城市生活垃圾焚燒時產(chǎn)生的煙氣污染物進(jìn)行凈化，完成城市生活垃圾焚燒煙氣污染物的減排，提高城市的環(huán)境質(zhì)量。