危險(xiǎn)廢物焚燒處理系統(tǒng)中煙氣脫酸的工藝介紹

摘要：危險(xiǎn)廢物焚燒處理系統(tǒng)中，煙氣中含有大量的酸性氣體。煙氣脫酸工藝目前來說主要有濕法、干法和半干法3種。不同工藝有著不同的適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)，且其脫酸效率受到溫度、煙氣流速、壓力和脫酸劑用量等因素的綜合影響。因此，需要具體根據(jù)各焚燒系統(tǒng)的具體情況進(jìn)行綜合考慮，才會(huì)制定出最佳的工藝方案。同時(shí)，氮氧化物作為一類酸性氣體，脫硝工藝技術(shù)也可當(dāng)成一類脫酸問題。

關(guān)鍵詞：干法工藝；濕法工藝；半干法工藝；脫硝工藝

中圖分類號(hào)：X701 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2018）06-0243-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.145

Abstract： In the hazardous waste incineration treatment system， the flue gas contains a large amount of acid gas. The flue gas deacidification process currently consists mainly of wet， dry and semi-dry methods. Different processes have different applicable scopes， advantages and disadvantages， and the deacidification efficiency is affected by factors such as temperature， flow rate of the flue gas， pressure， and the amount of deacidification agent. Therefore， it is necessary to comprehensively consider the specific conditions of each incineration system before Determine the best process plan. At the same time as nitrogen oxides as a type of acid gas， out-of-stock technology is also considered as a problem of deacidification.

Keywords： Dry process；Wet process； Semi-dry process； Denitrification process

隨著我國社會(huì)的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)也在高速發(fā)展，工業(yè)已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。但在工業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)也導(dǎo)致大量固體廢棄物和危險(xiǎn)廢物的產(chǎn)生。不同于一般的固體廢物，危險(xiǎn)廢物具有以下特點(diǎn)：易燃性、反應(yīng)性、毒害性、腐蝕性、生物蓄積性、傳染性、致癌、致突變、致畸性等。如若處置不當(dāng)，將會(huì)對(duì)人類及環(huán)境造成嚴(yán)重危害。

當(dāng)前危險(xiǎn)廢物的處理方法主要包括化學(xué)法、物理法、固化處理、生物法、海洋處置、地質(zhì)處置、焚燒處理、填埋等[1]。無論哪種方法都必須遵守“減量化、無害化、資源化”的原則，其中物理法、生物法一般是對(duì)危險(xiǎn)廢物的預(yù)處理，其目的主要是改變危險(xiǎn)廢物的一些特性，如減容量、固定有毒組分、消毒等；焚燒處理、固化處理、填埋、地質(zhì)處置、海洋處置則一般是對(duì)危險(xiǎn)廢物最終處置的方法，從而達(dá)到減少廢物的數(shù)量、減小廢物的體積，減小或消除其危害性的目的。地質(zhì)處置、安全填埋、海洋處置方法存在的問題有：占用土地資源、滲濾液污染地下水及周邊環(huán)境，處置不徹底等等。而焚燒技術(shù)是目前危險(xiǎn)廢物處理的常見方法，經(jīng)過焚燒處理，危險(xiǎn)廢物被高溫分解，其中的病菌被徹底消滅，減量效果好，并且節(jié)約了土地，焚燒會(huì)產(chǎn)生的高熱量煙氣，通過余熱的回收可以產(chǎn)生蒸汽，從而用來發(fā)電和供熱。目前，國家針對(duì)垃圾焚燒污染物控制所做的最新標(biāo)準(zhǔn)為《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18484-2014）。

1 煙氣脫酸工藝介紹

1.1 傳統(tǒng)脫酸工藝

1.1.1 干法工藝

干法工藝流程為：從余熱鍋爐排出的550℃左右的煙氣從煙氣急冷塔頂部進(jìn)入，同時(shí)從煙氣急冷塔頂部噴入霧化冷卻降溫水，與煙氣達(dá)到充分混合，使煙氣極冷到190℃左右，從煙氣急冷塔的底部排出，通過煙道到達(dá)袋式除塵器。粉狀活性炭和消石灰噴射到袋式除塵器與煙氣急冷塔間的煙道，以供噴射的粉狀活性炭和消石灰從其貯倉下部一定量加到以空氣為載體的氣流中，從插在煙道內(nèi)的開口配管中噴射出。

煙道中發(fā)生煙氣中酸性氣體和消石灰的化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)加入活性炭吸附。然后，煙氣會(huì)被引入袋式除塵器，濾袋表面的濾層有大量未反應(yīng)活性炭和消石灰，它們可高效地去除煙氣中的酸氣。煙氣由濾袋外向內(nèi)通過時(shí)，被濾袋上的濾餅層所凈化，凈化后的煙氣通過濾袋支撐板的上方排出[3]。

采用干法凈化煙氣時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)有：投資小、維修方便、設(shè)備簡單且不易堵塞，但缺點(diǎn)是固液相的接觸時(shí)間較短，從而需要耗費(fèi)較多的藥品而且凈化效率低。另外會(huì)帶來填埋費(fèi)用的增加，從而增加了處理費(fèi)用。

1.1.2 濕法工藝

濕法脫除酸工藝的原理是利用堿性吸收劑，在洗滌塔內(nèi)去除HCl和SO2等酸性氣體，所用的堿性吸收劑一般為NaOH溶液。濕法凈化工藝主要優(yōu)點(diǎn)是除酸效率高，國外多年的應(yīng)用成果都顯示出，其對(duì)HCl的凈化的效率可達(dá)99%及以上，對(duì)SO2也可達(dá)到95%以上的凈化的效率。但是濕法凈化工藝存在的缺點(diǎn)是，后續(xù)需要復(fù)雜的廢水處理裝置，而且另外處理后煙氣溫度一般為60℃～70℃，因此為了防止煙囪的出口冒出“白煙”，同時(shí)還需要配置煙氣的再加溫裝置，它可作為半干法和干法的凈化工藝之后的尾氣的深度凈化措施[4]。

1.1.3 半干法工藝

半干法工藝的原理是：將一定濃度的石灰漿噴入反應(yīng)塔，之后與酸性氣體混合，并通過噴水量控制反應(yīng)得溫度。在吸收、中和反應(yīng)過程中水不斷蒸發(fā)，較大顆粒的飛灰，下沉到反應(yīng)塔下部后排出，細(xì)小的顆粒飛灰在除塵器內(nèi)凈化后，再來穩(wěn)定化處理。采用霧化石灰漿作為反應(yīng)劑，化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率明顯好于干法工藝，其中石灰干粉的用量一般為理論用量的2倍，除酸的效率為95%～99%。但該方法對(duì)金屬有機(jī)物的凈化能力欠佳，因此，需要在系統(tǒng)中加入吸附能力強(qiáng)的活性炭，增強(qiáng)對(duì)重金屬污染物的凈化能力。

在使用半干法去除硫氧化物時(shí)，尤其需要注意的是選擇合適的催化劑以及適當(dāng)?shù)姆从硿囟取囟冗^低或過高，都將會(huì)導(dǎo)致發(fā)生多種復(fù)雜的副反應(yīng)，從而又會(huì)產(chǎn)生其他的雜質(zhì)硫氧化物。

1.2 新型循環(huán)流化床煙氣脫酸凈化工藝

該工藝的特點(diǎn)有：設(shè)備簡單及運(yùn)行穩(wěn)定、副產(chǎn)品可以回收及利用、技術(shù)路線成熟、很少產(chǎn)生污水排放等。脫酸劑為商品用消石灰粉，用去凈化鍋爐煙道氣中HCl、SOx等酸性氣體。另外，工藝的吸附劑為多孔的活性炭，凈化鍋爐煙氣中二噁英、重金屬等有害物質(zhì)。

CFB由吸收劑吸收塔、添加系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)以及再循環(huán)系統(tǒng)組成。煙氣從流化床底部進(jìn)入吸收塔，與顆粒狀態(tài)的消石灰達(dá)到充分混合，SO3、SO2、HCl和及其他有害的氣體如HF與消石灰進(jìn)行反應(yīng)，將會(huì)生成的產(chǎn)物有：CaSO4·2H2O、CaSO3·1/2H2O、CaCl2和CaCO3。工藝水用噴嘴噴入吸收塔的底部，增加煙氣的含水量降低煙氣溫度，使反應(yīng)溫度盡量接近水露點(diǎn)溫度，從而提高凈化酸氣的效率。反應(yīng)的產(chǎn)物由煙氣從吸收塔的頂部夾帶出去，通過除塵器的凈化，凈化下來的固體灰渣大部分經(jīng)空氣斜槽，再到達(dá)循環(huán)床吸收塔，少量的固體經(jīng)過氣力輸送設(shè)備達(dá)到脫酸灰?guī)?。而灰渣得循環(huán)用量可以根據(jù)負(fù)荷得大小進(jìn)行調(diào)整。

1.3 脫酸工藝條件的優(yōu)化

1.3.1 溫度

酸堿中和反應(yīng)放出熱量，因此低溫對(duì)于反應(yīng)有利；但是溫度太低時(shí)，酸性氣體容易液化形成酸液，對(duì)設(shè)備造成較大破壞。因此考慮布袋使用壽命和結(jié)露兩種因素，通?？刂品磻?yīng)溫度在170℃～180℃。

1.3.2 煙氣流速

煙氣流速直接影響到煙氣與脫酸劑的停留時(shí)間，而反應(yīng)時(shí)間直接影響酸性物質(zhì)的脫除效果，煙氣流速越小，反應(yīng)時(shí)間越長，脫酸效率越佳。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，一般將煙氣的流速控制在7mm/s以下，使煙氣低速通過布袋，以確保足夠的停留時(shí)間，使中和反應(yīng)盡量完全進(jìn)行，同時(shí)消石灰使用率達(dá)到最高。

1.3.3 脫酸劑用量

當(dāng)消石灰添加系數(shù)在1.1～1.2范圍時(shí)，隨著消石灰用量的增加，酸性氣體的凈化率提高，其變化較為明顯；當(dāng)消石灰添加系數(shù)為1.2～1.6時(shí)，凈化效率增加較小，變化不太明顯；當(dāng)消石灰添加系數(shù)大于1.6時(shí)，凈化效率幾乎不變。因此消石灰的添加系數(shù)，控制范圍1.2～1.6為宜。

1.3.4 脫硝工藝

氮氧化物為一類酸性氣體，選擇性催化還原selectivecatalyticreduction（SCR）技術(shù)是還原劑（NH3、尿素等）在催化劑的作用下，選擇性地與NOX作用產(chǎn)生N2和H2O，而不是被O2所氧化，故稱為“選擇性”脫硝。其催化劑主要是由WO3或MoO3構(gòu)成。選擇性催化還原（SCR）技術(shù)起初是由美國人發(fā)明的，在日本最早商業(yè)化，現(xiàn)在SCR工藝經(jīng)廣泛在工業(yè)鍋爐、電廠等一些石化燃料得到利用，可以獲得很高的凈化率。

2 結(jié)論

以上討論的不同脫酸工藝有著不同的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，并且凈化效率受到溫度、煙氣流速、壓力和脫酸劑用量等因素的綜合影響，因此確定最佳的工藝方案需要進(jìn)行綜合考慮。新型的循環(huán)流化床煙氣脫酸凈化工藝設(shè)備簡單及運(yùn)行穩(wěn)定、副產(chǎn)品可以回收及利用、技術(shù)路線成熟、產(chǎn)生污水排放較少。同時(shí)脫硝也可認(rèn)為一類脫酸問題，通過SCR技術(shù)進(jìn)行凈化。

參考文獻(xiàn)

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[2]黨山慶.大氣污染物控制工程技術(shù)與實(shí)踐[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[3]王金波，江家驊，梁曉菲.生活垃圾焚燒廠煙氣凈化工藝選擇及案例分析[J].環(huán)保科技，2008，14（3）：22-27.

[4]董珂，趙昕哲，閆志海等.垃圾焚燒發(fā)電煙氣中的酸性氣體凈化工藝[J].制冷與空調(diào)，2008，22（3）：73-75.

收稿日期：2018-04-21

作者簡介：韓曉軍（1984-），男，大學(xué)本科，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境保護(hù)。