某2×300t/d垃圾焚燒煙氣項目活性炭噴射系統設計及應用

東 波，鄭鵬輝,譚光之,沈建濤,邊 樂

(西安西礦環保科技有限公司,陜西 西安 710075)

隨著城市垃圾產量的大幅度增加和焚燒技術的不斷發展，垃圾焚燒已經成為了很多國家大力發展的垃圾處理技術[1]。城市生活垃圾焚燒會產生酸性氣體、灰分、重金屬和含氯有機物等有害物質，這些物質如果不經處理直接排放，會對環境和人類健康造成極大的危害。其中的二惡英類物質具有強致癌性，近年來引起了越來越多學者的關注[2]。

1 焚燒后二噁英控制技術

焚燒后煙氣中二惡英的控制技術主要有：(1)洗滌器結合袋式過濾器或靜電除塵器；(2)活性炭吸附；(3)催化過濾器；(4)電子輻射過程等。其中"活性炭噴射+布袋除塵過濾"系統由于其操作容易、資本投入低、效率較高而成為近年來最廣泛采用的方式[3]。

2 活性炭噴射系統設計

2.1 系統簡述

(1)該垃圾焚燒廠的煙氣凈化系統采用“半干法脫酸+煙道活性炭噴射+布袋除塵”組合式工藝，焚燒產生的煙氣依次進入半干式脫酸反應塔、煙道活性炭噴射區、布袋除塵器，其中袋式除塵器入口煙道上設置活性炭噴射裝置，干態活性炭粉末通過羅茨風機以鼓風氣動形式噴射入除塵器前的管道中，吸附煙氣中的二惡英，最后通過濾袋捕集，達到去除煙氣中的顆粒物粉塵、重金屬和二惡英類污染物的目的，活性炭品質要求見表1。

表1 活性炭粉的品質要求

2.2 系統組成

系統由活性炭倉和倉頂除塵器、星型給料機、定量給料螺旋、活性碳噴射器、活性碳進料及相應的管道閥門、活性碳倉頂電動葫蘆等組成。

2.3 系統主要設備選型

(1)風機的選型：根據相關資料及運行實例，本系統活性炭按照5～30kg/h噴射量進行設計，考慮到單位時間輸送活性炭粉量較小，按照稀相輸送選取相關參數。

本項目選用DN65(?76×5) 管道進行輸送，管道長度=140m，彎頭7個，輸送流速按照13～15m/s取值，求得輸送風量2.67～3.08m3/min，風量安全系數取1.1，風機風量2.93～3.38 m3/min，綜合以上，風機風量按3.20m3/min選型，校核固氣比為0.02～0.12，管道流速15.6 m/s。系統阻力損失，經估算6000Pa，為了保證活性炭粉能夠在煙道內分布均勻，噴入煙道處預留20kPa，風壓安全系數取1.2，風機風壓取32kPa。

(2)其余設備選型見表2，注：活性炭房間所有電氣及儀表需考慮防爆。

表2 主要設備配置表

2.4 系統運行及控制

系統工藝流程圖見圖1。

圖1 活性炭噴射系統流程圖

來料活性炭粉末通過罐車打入活性炭粉倉，或袋裝活性炭粉末通過活性炭倉頂電動葫蘆從倉頂人孔門人工向活性炭粉倉進料，粉倉設有高低料位計，實時顯示倉內活性炭存量。活性炭粉倉設有氮氣保護裝置，氮氣通過管道接入粉倉錐段，氮氣管道上的電磁閥與粉倉錐段的溫度檢測連鎖，當倉內溫度升高至80℃時，氮氣管道電磁閥自動打開，向倉內充入氮氣，避免活性炭自燃。

活性炭粉倉底部設有插板閥，星型給料機及失重給料裝置，失重給料裝置由稱重料斗/變頻給料螺旋及控制系統組成，稱重料斗與變頻給料機整體稱重，稱重料斗內設計有高低料位，高低料位與星型給料機連鎖，工作時，倉底星型給料機將活性炭粉輸送到稱重料斗，至高料位時，星型給料機停止工作。變頻給料螺旋進口與稱重料斗下料口連接，出口與噴射器連接(帆布連接)，噴射器安裝在羅茨風機出口活性炭給料管道上，管道最終接入脫酸塔與布袋除塵器之間煙道，并在管道設噴嘴，保證活性炭粉末均勻噴人煙道；噴入煙道的活性炭粉與煙氣接觸，吸附Hg等重金屬及二惡英等污染物并在袋式除塵器中和其他粉塵一起被捕捉下來，從而有效地控制煙氣中的重金屬、二惡英的污染物濃度，活性炭粉末的給料量可通過調整變頻給料螺旋頻率控制。

3 結論

(1)“活性炭噴射+布袋除塵過濾”是一種有效可行的降低垃圾焚燒后產生的二噁英的方法。

(2)通過近三個月的運行及取樣檢測，在生活垃圾焚燒發電廠的正常工況條件下，當活性炭投加量為8～12kg/h 時，煙囪中排氣中二惡英的排放濃度遠低于歐盟標準限值(0.1ng I-TEQ/Nm3)。