固废处理烟气脱硫脱硝除尘技术

中国大气网 2023-07-23

文章导读

烟气脱硫脱硝技术是应用于多氮氧化物、硫氧化物生成化工工业的一项锅炉烟气净化技术。氮氧化物、硫氧化物是空气污染的主要来源之一。故应用此项技术对环境空气净化益处颇多。固废处理烟气脱硫脱硝除尘技术都有哪些？本文为您详细探讨。

▲来源：脱硫脱硝UP欣跃环保

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一、固废处理烟气尾气处理流程

二、石灰浆液储存制备系统与活性炭喷射系统

①石灰浆系统

石灰仓设计容量
熟石灰品质
石灰浆液浓度
石灰浆泵的选型
石灰浆喷入量的控制与耗量预估

②活性炭系统

活性炭仓设计容量
活性炭喷射装置
活性炭计量与耗量预估

三、活性炭喷射系统的运行

使用合格的活性炭粉，所使用的活性炭粉的品质符合下表的要求。

对活性炭特性的基本要求

活性炭喷射系统的运行

活性炭粉的喷射量应不小于基准量；
维护好活性炭粉供应系统，防止发生输送管道堵塞现象；
活性炭粉喷射系统应保持连续工作，备用系统应保持备用工作状态；
活性炭喷射的均匀性：定期检查喷嘴腐蚀程度

四、干法脱酸塔

垃圾焚烧产生的烟气首先通过脱硫净化塔进行脱酸处理，可以去除烟气中含有的酸性气体（如：SOx、HCI、HF和少量的重金属等）。

脱硫净化塔主要的故障表现在：

1、脱硫塔积灰堵塞；

2、输送脱酸剤装置堵塞；

3、漏风量大。

五、布袋除尘器

袋式除尘系统中的布袋由不同材料的纤维制成滤布，对尾气进行过滤，达到除尘及吸附二噁英的目的。烟尘颗粒在滤布表面堆积形成致密的薄层，因此布袋式除尘器对去除率一般都很高。受布袋材料的耐热强度限制，尾气温度一般须控制在250℃左右，低于二噁英的在合成温度。

1、布袋除尘器的运行

布袋除尘器主要的故障表现在：

①、布袋损坏；②、布袋运行阻力逐渐增大：③、漏风量大；④、旁通阀不严造成粉尘排放粉尘排放不合格；⑤、清灰喷吹的效果不好；⑥、烟气量与实际过滤的烟气量差别大，过滤风速高。

主要的问题出现在漏风。导致除尘器壁面腐蚀，喷吹管位置发生变化导致布袋袋口损坏等。

使用合格布袋产品，布袋材料应选用耐高温、耐腐蚀的产品；
定期清灰，清灰时要避免损坏布袋材料；
要有布袋损坏的监控手段，做到及时发现及时更换。

2、典型布袋除尘器结构及参数

布袋除尘器型式为下进气，外滤袋、脉冲喷吹清灰；
PLC程控；进行定期或压降控制启动清灰系统；
启动循环预热系统；
袋笼：316L不锈钢、碳钢或碳钢镀塑；
滤袋材质：PPS（聚苯硫醚）、玻纤、P84（聚酰亚胺）和PTFE（名四氟乙烯）；
目前，垃圾焚烧项目大多选用PTFE+PTFE覆膜；PTFE经PTFE覆膜处理后，滤料的过滤精度，表面光洁度，耐腐蚀、耐磨、耐酸碱性、韧性和强度均得以大幅度提升，寿命可达4年，可实现粉尘零排放。

六、SCR脱硝系统

用以去除烟气中氮氧化物，采用的工艺为SCR或SNCR。

①SCR（选择性催化还原）脱硝；使用催化剂，还原剂（无水氨、氨水或尿素）与烟气中的氮氧化物，SCR系统脱硝效率80-95%。

SCR最早由日本于60-70年代后期完成商业运行，至80年代中期欧洲也成功实现SCR的商业运行。
有效反应温度范围较SNCR低的多，约320-400℃。
最普遍使用的还原剂为氨。

②SNCR（选择性非催化还原）脱硝

无催化剂的条件下，还原剂（无水氨、氨水或尿素）与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氨和水，从而去除烟气中的氮氧化物，SNCR系统的脱硝效率因要求的反应温度较高，因此，垃圾焚烧项目的去除率较低，约40-50%。
反应原理：NOx+还原剂→氮气+水
反应温度：850℃-1200℃
还原剂：氨、尿素
催化剂：不用催化剂，锅炉炉膛作为反应器，不需要另外的反应器
使用合格的尿素或氨水，所采购的尿素或氨水的品质应分别符合《尿素标准》（GB2440）和《液体无水氨》（GB536）的要求；
要根据NOx排放浓度和炉膛温度的变化控制尿素溶液或氨水喷射量；

七、二噁英的治理

1、二噁英的定义

人们通常所说的二噁英指的是多氯二苯并二噁英（PCDDs）、多氯二苯呋喃（PCDDs）的统称，共有210种同族体。
二噁英是一种无色无味、毒性严重的脂溶性物质，是目前发现的无意识合成的毒性最强的化合物，是氰化物的130倍、砒霜的900倍，有“世纪之毒”之称。其中2、3、7、8-四氯化钾毒性的1000倍以上。
二噁英化学性质非常稳定，熔点较高，极难溶于水，可以溶于大部分有机溶剂，是无色无味的溶脂性物质，所以非常容易在生物体内积累。自然界的微生物和水解作用对二噁英的分子结构影响较小，因此，环境中的二噁英很难自然降解清除。二噁英在705℃以下时是相当稳定的，高于此温度即开始分解。

2、二噁英的生成途径

原生垃圾带有：垃圾本身若含微量二噁英，燃烧温度不高会导致其未经破坏而排出
焚烧炉内生成：焚烧过程中因温度较低或停留时间太短，含氯有机前体物（如聚氯乙烯、氯酚等）部分氯化产生生成
焚烧炉外再合成：烟气中未燃尽的有机物在飞灰中的重金属（特别是CuCI2）催化和300-500℃下重新生成；其最佳生成温度300℃；

注：影响二噁英生成的因素很复杂，对反应表面、催化剂、反应物、水分、氯源、燃烧条件以及反应机理的研究都有待进一步深化。

3、二噁英的防治

控制燃烧温度：二噁英的最佳生成温度为300℃，但是在400℃以上时，仍然有二噁英生成的可能。当温度达到850-1000℃时，二噁英将无法生成。因此，控制燃烧温度达到850℃区域停留时间≥2s，彻底分解烟气中的二噁英。
提高燃烧效率：因为二噁英的生成与燃烧效率有直接关系，CO的碳可能参与二噁英的生成反应。因此，供养充足，减少CO的生成，可以间接地减少二噁英的生成；烟气中比较理想的CO浓度指标是低于60mg/m3O2浓度不少于6%，在炉膛及二次燃烧室的停留时间不小于2s；
加强烟道气温度控制：一般新建的大型焚烧厂都有废热回收系统，烟道气自燃烧室进入该系统后，温度将逐渐降低至250-350℃左右，而此温度范围又恰巧是：二噁英生成反应（DeNovo合成反应）的最佳区域，因此，必须将焚烧炉出来的烟气在短时间内骤降至150℃以下，以确保有效遏止二噁英的再生成；
化学加药：向烟道中喷入NH3或喷入CaO等吸收HCI，以抑制前驱物质的生成。
烟气末端净化采用活性炭喷射吸附法去除；喷雾塔入口烟道布置活性炭导入装置，喷入比表面积大于700m2/g的活性炭以吸附二噁英、重金属。
选用新型袋式除尘器，控制除尘器入口处的烟气温度低于200℃，并在进入袋式除尘器的烟道上设置活性炭等反应剂的喷射装置，进一步吸附二噁英；
在生活垃圾焚烧厂中设置先进、完善和可靠的全套自动控制系统，使焚烧和净化工艺得以良好执行；
通过分类收集或预分拣控制生活垃圾中氯和重金属含量高的物质进入垃圾焚烧厂；
由于二噁英可以在飞灰上被吸附或生成，所以对飞灰应用专门容积收集后作为有毒有害物质送安全填埋场进行无害化处理，有条件时可以对飞灰进行低温（300-400℃）加热脱氯处理，或熔融固化处理后再送安全填埋场处置，以有效地减少飞灰中二噁英的排放。

八、在线监测系统运行管理

检测仪表定期检验与标定
传感器的定期更换
烟气取样管路伴热系统定期检查

九、垃圾焚烧飞灰处理系统

飞灰产生于烟气净化过程，主要为燃烧产生的粉尘、石灰和活性炭与烟气化学反应产物。喷雾塔和布袋除尘器下部灰斗手机的飞灰，经密闭式输送设备输送到飞灰·储仓。
飞灰产生量（经验数据）：占垃圾处理量的4-5%。因飞灰含重金属、二噁英，属危险废弃物。
飞灰收集、输送与储存
飞灰处理系统设备依照最不利工况条件，保证系统设备可适应各种工况运行条件。
飞灰输送系统设备为密闭式，可采用埋刮板输送机、CS型齿索式输送机、气力输送设备。
飞灰储仓的设计容量：至少满足3天的贮存量。
输送设备与飞灰储仓：设计电加热设备，以避免飞灰吸潮、板结而导致堵料。

1、垃圾焚烧飞灰来源

2、飞灰的稳定化处理

飞灰稳定化处理方法：酸洗处理、药剂固化、水泥固化、水泥+药剂固化和高温反应熔融。
综合投资成本、运行成本和效果，首选的稳定化处理方法为“水泥+药剂固化”，即飞灰中添加一定比例的水泥、螯合剂，飞灰中i的重金属同水泥、螯合剂发生化学反应进而稳定化，以达到降低飞灰中有害成分析出的可能性。
飞灰稳定化系统的组成；
①水泥储存、输送与计量系统
②飞灰储存、输送与计量系统
③螯合剂与稀释谁的储存、输送与计量系统
④混炼机
⑤养护

3、重金属飞灰的稳定化处理

为防止重金属再溶出，重金属飞灰须经过稳定化处理，降低其浸出毒性，方能最终处置。一般采用固化或化学稳定化处理；