垃圾焚燒半干法脫酸系統(tǒng)的改造

王保銀

（無錫雪浪環(huán)境科技股份有限公司，江蘇無錫214125）

1 引言

隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，城市人民生活水平的日益提高，生活垃圾的圍城效應(yīng)越來越明顯，嚴(yán)重影響了城市衛(wèi)生建設(shè)，污染了當(dāng)?shù)丨h(huán)境，成為新的土地、水資源、大氣污染源。如何處理城市生活垃圾處理越來越重要。“十三五”期間，全國規(guī)劃新增生活垃圾無害化處理能力5.097×105t/d（包含“十二五”續(xù)建1.29×105t/d），某市城市生活垃圾焚燒處理能力占無害化處理總能力的比例達(dá)到50%，東部地區(qū)達(dá)到60%[1]。

垃圾焚燒煙氣脫酸工藝引入國內(nèi)以來，主要工藝路線有干法、半干法和濕法。垃圾焚燒半干法脫酸工藝由于脫酸效率高，脫酸產(chǎn)物易處理等優(yōu)點(diǎn)逐漸取代了干法脫酸工藝，并得到了最廣泛的應(yīng)用[2]。本文主要探討半干法脫酸系統(tǒng)在運(yùn)行中的問題和某垃圾焚燒發(fā)電廠改造后的效果對比。

2 項(xiàng)目概況

某垃圾焚燒發(fā)電廠為2×750t/d 生產(chǎn)能力，煙氣凈化系統(tǒng)采用半干法+活性炭噴射+布袋除塵器的處理工藝，霧化器選用的是希格斯霧化器。

為了回收除鹽濃水，該廠將除鹽濃水引入石灰漿制漿系統(tǒng)，通過噴入反應(yīng)塔在脫酸的同時(shí)進(jìn)行干化，起到節(jié)能減排的作用。但濃水引入制漿系統(tǒng)后，加速了石灰漿的凝聚和沉降，霧化盤結(jié)垢現(xiàn)象嚴(yán)重。部分結(jié)垢的脫落，破壞了高速旋轉(zhuǎn)霧化盤的動(dòng)平衡，使得霧化器振動(dòng)加劇，產(chǎn)生保護(hù)性停機(jī)，運(yùn)維人員不得不頻繁清理霧化盤，嚴(yán)重時(shí)需要每天清理一次。

半干法煙氣脫酸工藝的核心設(shè)備是旋轉(zhuǎn)霧化器。通過旋轉(zhuǎn)霧化器的高速旋轉(zhuǎn)，可以將石灰漿液霧化成30～70μm 的細(xì)小顆粒，加速脫酸。在霧化器的使用過程中，常見狀況有：霧化盤結(jié)垢、霧化盤磨損、霧化器軸承損壞等情況。這些問題的出現(xiàn)都會(huì)造成霧化器高速運(yùn)行振動(dòng)過大，系統(tǒng)報(bào)警甚至保護(hù)性停機(jī)，尤其在使用濃水制取石灰漿的情況下，霧化盤結(jié)垢非常嚴(yán)重。在霧化器退出處理時(shí)，為保護(hù)布袋除塵器的運(yùn)行安全，垃圾焚燒爐就不得不頻繁壓低生產(chǎn)負(fù)荷以降低煙氣量和煙氣溫度。即使這樣，在當(dāng)核心部件旋轉(zhuǎn)霧化器故障、定期維護(hù)時(shí)更換備用霧化器時(shí)就會(huì)出現(xiàn)10～20min 的無漿液的空檔期時(shí)，不可避免會(huì)造時(shí)煙氣排放指標(biāo)的超標(biāo)，同時(shí)也降低了生產(chǎn)效益。

由于環(huán)保壓力和節(jié)能減排要求，很多地方出臺(tái)了比國家排放標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格的地方標(biāo)準(zhǔn)。并且所有工業(yè)企業(yè)的排污口均裝設(shè)了在線監(jiān)測設(shè)備，并對企業(yè)的污染物排放時(shí)設(shè)定了小時(shí)均值和日均值的考核指標(biāo)，因此，脫酸系統(tǒng)的不間斷運(yùn)行成為該廠面臨的主要問題。根據(jù)該廠實(shí)際情況和需求，提出了增加干法為補(bǔ)充的改造方案。

3 改造方案及性能要求

3.1 改造方案

為保障垃圾焚燒生產(chǎn)線的高效率環(huán)保運(yùn)行，針對半干法脫酸的某垃圾焚燒發(fā)電廠2×750t/d 生產(chǎn)線提出了改造方案（見圖1）：每臺(tái)反應(yīng)塔設(shè)置6 套降溫水噴槍，均布在反應(yīng)塔頂部四周，每套降溫水噴槍配置防堵風(fēng)機(jī)、吹掃風(fēng)管路、閥門以及相關(guān)檢測儀表和自動(dòng)控制系統(tǒng)。降溫能力為在旋轉(zhuǎn)霧化器退出后能滿足反應(yīng)塔入口煙氣溫度自260℃最大降到出口140℃。單獨(dú)運(yùn)行期間出口溫度控制在約160℃。增設(shè)1 套Ca（OH）2干粉儲(chǔ)倉，增加2 臺(tái)矢量稱重給料機(jī)和2 套干粉噴射系統(tǒng)及管道，通過羅茨風(fēng)機(jī)將經(jīng)過稱重給料機(jī)計(jì)量的Ca（OH）2干粉分別噴入到2 臺(tái)反應(yīng)塔連通除塵器的煙道中去。

圖1 改造方案

這樣，在旋轉(zhuǎn)霧化器不運(yùn)行時(shí)就形成了一套完整的干法脫酸系統(tǒng)，它可以起到3 項(xiàng)作用：（1）布袋除塵器預(yù)噴涂時(shí)供應(yīng)并輸送石灰粉；（2）配合霧化器運(yùn)行時(shí)輔助脫酸，進(jìn)一步降低酸性氣體的排放量，同時(shí)可以降低石灰漿濃度和石灰漿量，降低了霧化盤和調(diào)節(jié)閥的磨損增加了使用壽命；（3）在霧化器退出時(shí)，投入干法脫酸，能夠滿足滿負(fù)荷運(yùn)行，無須降荷減產(chǎn)，并穩(wěn)定煙氣凈化處理，避免出現(xiàn)煙氣超標(biāo)排放。

3.2 性能要求

3.2.1 煙氣及物耗指標(biāo)

此次改造要求：干法單獨(dú)運(yùn)行時(shí)HCl≤30mg/Nm3，SOx≤50mg/Nm3，消石灰耗量≤15kg/t 入爐垃圾；干法、半干法同時(shí)運(yùn)行時(shí)HCl≤10mg/Nm3，SOx≤30mg/Nm3，消石灰耗量≤5kg/t 入爐垃圾。

3.2.2 驗(yàn)收方法及內(nèi)容

1）本次性能測試對象為1#、2#線干法設(shè)備。測試所得數(shù)據(jù)均由雙方測試人員記錄。

2）煙氣檢測廠家為具有資質(zhì)的第三方檢測單位。測試項(xiàng)目分4d 進(jìn)行：第1 天和第2 天采用半干法、干法聯(lián)運(yùn)，每天每條線各取2 次樣，檢測脫酸前后SOx、HCl 含量、消石灰耗量；第3 天和第4 天采用干法單獨(dú)運(yùn)行，每天每條線各取2 次樣，檢測脫酸前后SOx、HCl 含量、消石灰耗量。

3）半干法、干法聯(lián)運(yùn)時(shí)干法噴水量和消石灰量設(shè)定為固定值，均為半干法單獨(dú)正常運(yùn)行時(shí)的20%，半干法石灰漿濃度由原先的14%降低為10%，石灰漿量和降溫水由原有控制系統(tǒng)參照CEMS 數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)控制；干法單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，降溫水量由系統(tǒng)自動(dòng)控制進(jìn)行調(diào)整，消石灰噴入量設(shè)定為固定流量400kg/h。

4）設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定后，第三方檢測單位分4 組人員，同時(shí)對1#、2#線省煤器出口、煙囪出口的SO2和HCl 取樣檢測，上午、下午各取1 次樣，并以小時(shí)均值作為此次實(shí)驗(yàn)的對比數(shù)據(jù)。

4 運(yùn)行效果

4.1 消石灰檢測

對制漿用消石灰取樣分析后測得：Ca（OH）2含量平均值為92.4%；200 目篩余3.7%，符合技術(shù)要求。

4.2 測試期間垃圾焚燒機(jī)械負(fù)荷

在實(shí)驗(yàn)期間，1#、2#線日均垃圾焚燒量分別為在735.24t、696.12t；均在額定負(fù)荷的90%以上，符合檢測條件要求。

4.3 脫酸效果對比

由圖2 可知：干法+半干法聯(lián)合運(yùn)行，1#、2#線脫酸后：SO2小時(shí)均值的最大值為13.97mg/Nm3，最小值為2.21mg/Nm3，平均值為6.19mg/Nm3，合同性能測試指標(biāo)要求為小于30mg/Nm3，性能測試SO2指標(biāo)項(xiàng)目合格；HCl 小時(shí)均值最大值為2.41mg/Nm3，最小值為1.52mg/Nm3，平均值為1.92mg/Nm3，性能測試要求為小于10mg/Nm3，性能測試HCl 指標(biāo)合格。

干法系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行，脫酸后：SO2小時(shí)均值最大值為21.08mg/Nm3，最小值為6.59mg/Nm3，平均值為13.83mg/Nm3，合同性能測試要求為小于50mg/Nm3，性能測試SO2指標(biāo)合格；HCl 小時(shí)均值最大值為4.44mg/Nm3，最小值為0.25mg/Nm3，平均值為1.79mg/Nm3，性能測試要求為小于20mg/Nm3，性能測試HCl 指標(biāo)合格。

第1 天、第2 天干法+半干法協(xié)同運(yùn)行期間，焚燒垃圾平均量為692t，每條線給定消石灰量為100kg/h。噸垃圾消耗消石灰量為3.47kg/h＜5kg/h，性能測試干法+半干法消石灰消耗量指標(biāo)合格。

第3 天、第4 天干法單獨(dú)運(yùn)行期間，焚燒垃圾平均量為690t，每條線給定消石灰量為400kg/h。噸垃圾消耗消石灰量為13.87kg/h≤14kg/h，性能測試干法消石灰消耗量指標(biāo)合格。

圖2 半干法、干法聯(lián)運(yùn)脫酸和干法單獨(dú)運(yùn)行脫酸HCl、SO2 對比圖

5 結(jié)論

1）改造后的半干法脫酸系統(tǒng)脫酸效果良好，SO2、HCl 的排放指標(biāo)、消石灰耗量均達(dá)到了技術(shù)要求，滿足達(dá)標(biāo)排放；

2）改造后的干法協(xié)同半干法系統(tǒng)運(yùn)行可以提高脫酸性能，增加了應(yīng)對煙氣的極端情況的處理能力；

3）改造后的脫酸系統(tǒng)減少了因半干法脫酸系統(tǒng)檢修、維護(hù)造成的停爐、壓負(fù)荷，提升了生產(chǎn)效率，增加了發(fā)電量。

4）在保障脫酸效果的情況下，通過降低石灰漿濃度、石灰漿液噴入量可以有效增加半干法設(shè)備的運(yùn)行壽命，減少了設(shè)備故障，降低了半干法設(shè)備維護(hù)成本。

5）若將除鹽濃水引入干法降溫水使用，將會(huì)有效改善霧化盤的結(jié)垢現(xiàn)象。