垃圾焚燒爐煙氣凈化和處理技術(shù)探究

董卓杰(浙江瑞博思檢測(cè)科技有限公司，浙江 杭州 311200)

0 引言

隨著我國(guó)人口數(shù)量增加，致使日常生活垃圾與日俱增，并且大部分城市采用露天堆放方式處理生活垃圾，這樣的生活垃圾處理方式不僅對(duì)城市的形象和美觀度產(chǎn)生影響，還會(huì)破壞人們的生活環(huán)境和自然生態(tài)平衡，嚴(yán)重時(shí)候會(huì)對(duì)人們的身體健康構(gòu)成嚴(yán)重危害，由此可見(jiàn)，垃圾處理成為社會(huì)大眾極度關(guān)注的重要話題。

1 垃圾焚燒爐煙氣凈化的工作原理及工藝流程

在城市區(qū)域經(jīng)濟(jì)條件不斷發(fā)展進(jìn)步的背景影響下，促使垃圾焚燒煙氣處理方式各式各樣，而大部分垃圾焚燒廠主要使用半干式吸收塔、活性炭噴入系統(tǒng)以及袋式除塵器組合而成的煙氣系統(tǒng)垃圾焚燒爐，每日處理生活垃圾量大約400t左右。一般情況，該種垃圾焚燒爐的鍋爐出口額定溫度控制在200℃，煙氣進(jìn)入吸收塔內(nèi)會(huì)與石灰漿液霧滴發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，以此去除煙氣中的重金屬HCI和酸性氣體SO。與此同時(shí)，霧化器中高速旋轉(zhuǎn)霧化盤在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，促使石灰漿液與冷卻水達(dá)到霧化的狀態(tài)。但是水蒸發(fā)過(guò)程中，需要吸收大量的熱度，致使煙氣溫度從200℃逐漸下降到50℃。當(dāng)煙氣溫度處于50℃時(shí)，分散的石灰漿細(xì)霧和煙氣中的酸性物質(zhì)接觸產(chǎn)生有效的化學(xué)反應(yīng)。

分散的粉塵微粒表面會(huì)吸附一些重金屬物質(zhì)，而小部分粉塵會(huì)在相應(yīng)化學(xué)反應(yīng)后成為固態(tài)，未發(fā)生反應(yīng)的石灰將會(huì)吸附在反應(yīng)的底部表面，但是，大部分的粉塵會(huì)隨著煙氣被吸入進(jìn)袋式除塵器中。在反應(yīng)器和袋式除塵器二者之間噴灑適量的活性炭吸收劑，通過(guò)活性炭的微孔結(jié)構(gòu)，對(duì)二噁英呋喃和汞蒸汽進(jìn)行吸收。吸收塔出口的煙氣隨著氣流由袋外進(jìn)入袋內(nèi)，而粉塵會(huì)被煙氣分離出來(lái)，留在袋外。當(dāng)煙氣凈化之后，通過(guò)各個(gè)箱體出口的袋式除塵器排放出去。濾袋主要通過(guò)干燥壓縮空氣的方式，由外之內(nèi)進(jìn)行有規(guī)則的一種間段脈沖，結(jié)合袋式除塵器的壓力情況，對(duì)清灰周期進(jìn)行合理規(guī)劃。同時(shí)，濾袋清灰不僅可以在線進(jìn)行，還可以離線進(jìn)行。結(jié)合實(shí)際情況，合理制定一套熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，盡可能避免濾袋內(nèi)部發(fā)生結(jié)露的問(wèn)題現(xiàn)象。熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)主要是在再循環(huán)風(fēng)機(jī)和電加熱器的作用下，促使循環(huán)煙氣溫度持恒。當(dāng)袋式除塵器正常工作過(guò)程中，除塵器預(yù)熱40℃，而除塵器因事故停機(jī)時(shí)，加熱系統(tǒng)會(huì)使除塵器溫度達(dá)到114℃。

2 對(duì)煙氣中有害物質(zhì)排放量進(jìn)行有效降低措施

2.1 合理安排燃燒，對(duì)有害物質(zhì)產(chǎn)生進(jìn)行有效控制

一般情況下，城市區(qū)域內(nèi)的生活垃圾主要來(lái)源于居民、企業(yè)、商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)、飯店、學(xué)校以及清掃區(qū)等諸多部分。而生活垃圾主要包括含水率、自然狀態(tài)下的垃圾容重和低位熱值三大行知，促使原生活垃圾符合焚燒處理的條件要求。垃圾在正式裝入焚燒爐焚燒紙錢，需要在垃圾池內(nèi)發(fā)酵三天，以此降低垃圾的含水量，從而保證垃圾焚燒工作順利開(kāi)展。與此同時(shí)，垃圾在裝入垃圾焚燒爐之前，可以利用垃圾吊反復(fù)抓放垃圾，促使垃圾松散，有利于燃燒。除此之外，焚燒爐內(nèi)的垃圾厚度需控制在400mm～600mm，縮短垃圾在焚燒爐內(nèi)的干燥時(shí)間，大大提升垃圾的燃燒速度，確保垃圾焚燒爐燃燒的穩(wěn)定性，保證煙氣溫度。一般情況下，煙氣溫度需高于850℃，并且滯留時(shí)間要在2s以上，從而保證垃圾在實(shí)際焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)物得到徹底有效的分解，大大降低煙氣中的有害物質(zhì)排放量，尤其是二噁英有害物質(zhì)，為后續(xù)處理環(huán)節(jié)奠定良好基礎(chǔ)，降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。焚燒率爐膛內(nèi)為燃盡成分不允許超過(guò)3，且爐膛內(nèi)的負(fù)壓需維持在-50Pa～-30Pa之間。

2.2 對(duì)石灰石漿液進(jìn)行脫硫和除酸

通常而言，重金屬?gòu)氖夜迌?nèi)吸附一定的石灰石粉，然后利用變頻器對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行合理控制，將石灰石粉吸進(jìn)螺旋給料機(jī)內(nèi)，從而對(duì)石灰石粉的給料量進(jìn)行嚴(yán)格控制。最后，當(dāng)石灰石粉進(jìn)入稀釋罐時(shí)，按照15～17的比例要求，將其合理配置成石灰漿。而石灰泵將配置合格的石灰漿輸送至半干式吸收塔選裝霧化器中，當(dāng)霧化器中旋轉(zhuǎn)霧化盤進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，石灰漿液和冷卻水接觸形成霧化狀態(tài)，進(jìn)而與煙氣中含有的酸性物質(zhì)發(fā)生有效的化學(xué)反應(yīng)。除此之外，一些分散的粉塵微粒將會(huì)吸附在重金屬表面，而部分粉塵在有效化學(xué)反應(yīng)之后，會(huì)形成一種固態(tài)，未發(fā)生反應(yīng)的石灰則會(huì)附著在反應(yīng)器的底部。一旦石灰漿液配置過(guò)稀，則會(huì)直接影響脫硫、除酸以及重金屬等多方面的吸附，如果石灰漿液配置過(guò)濃，則會(huì)發(fā)生石灰石漿液輸送管和旋轉(zhuǎn)霧化器中的霧化盤阻塞問(wèn)題。換言之，當(dāng)煙氣系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)霧化器中的霧化盤溫度過(guò)高時(shí)，石灰石漿會(huì)發(fā)生濃縮現(xiàn)象，致使霧化盤表面上形成一種固體物質(zhì)，嚴(yán)重影響霧化器中霧化盤的旋轉(zhuǎn)速度，甚至?xí)斐尚D(zhuǎn)霧化器頻繁跳閘問(wèn)題，致使垃圾焚燒爐無(wú)法正常有序運(yùn)行。除此之外，不同濃度的石灰石漿液與煙氣含量如表1所示。

2.3 對(duì)二噁英、呋喃、汞蒸汽有害物質(zhì)進(jìn)行吸收

在垃圾焚燒爐煙氣系統(tǒng)中的半干式吸收塔和布袋式除塵器之間噴入一定的活性炭，在活性炭微孔結(jié)構(gòu)的作用下，對(duì)二噁英、呋喃以及汞蒸汽進(jìn)行有效吸收。目前，大部分活性炭噴射裝置主要由比利時(shí)希格斯公司進(jìn)行制造提供，并利用變頻器對(duì)螺旋給料機(jī)進(jìn)行控制，保證活性炭的給料量的合理性。然后將活性炭輸送至風(fēng)機(jī)之中，促使其與煙氣發(fā)生接觸。結(jié)合實(shí)際情況，并通過(guò)多次反復(fù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，給料變頻器轉(zhuǎn)速控制在60%左右即可，換言之，也就是一小時(shí)消耗6kg的活性炭，確保煙氣中的有害物質(zhì)吸收效果最佳。該種情況下，煙氣中的二噁英有害物質(zhì)排放量是65，每立方米含有0.1ng的毒性量符合歐共體的排放要求標(biāo)準(zhǔn)。換言之，煙氣外排量在100億m時(shí)只含有1g的二噁英有害物質(zhì)，有效降低生態(tài)環(huán)境破壞，進(jìn)而為人們提供良好舒適的生活環(huán)境。

表1 不同濃度的石灰石漿液與煙氣含量表

2.4 對(duì)煙氣中的粉塵進(jìn)行有效控制

煙氣在余熱鍋爐內(nèi)進(jìn)行流通的整個(gè)過(guò)程，較大的粉塵顆粒在離心力的作用下，從煙氣中分離出來(lái)，并且落入灰斗中，故而，需要結(jié)合實(shí)際情況，合理布置余熱鍋爐中的落灰斗。由于煙氣在過(guò)熱器和蒸發(fā)器中呈現(xiàn)向上流動(dòng)狀態(tài)，因此，需要在此處布置一個(gè)落灰斗。除此之外，還需要在半干式吸收塔下合理設(shè)計(jì)一個(gè)排灰裝置，一旦粉塵從煙氣中分離出來(lái)，需利用埋刮板機(jī)對(duì)其進(jìn)行及時(shí)清理，并排放出鍋爐之外，避免煙氣將分離出來(lái)的粉塵帶入布袋式除塵器內(nèi)部，增加布袋除塵器的負(fù)荷，致使布袋除塵器效果大大下降。

2.5 煙氣進(jìn)入布袋除塵器需要注意的幾個(gè)問(wèn)題

當(dāng)煙氣進(jìn)入布袋式除塵器之中，延期的溫度需要控制140℃至230℃之間，一旦煙氣溫度低于140℃時(shí)，布袋內(nèi)部則會(huì)發(fā)生結(jié)露問(wèn)題，致使大量粉塵吸附在不帶上，無(wú)法脫落，最終導(dǎo)致除塵效果大大降低。但是煙氣溫度如果超過(guò)230℃時(shí)，因溫度過(guò)高，則會(huì)燒壞布袋。根據(jù)整個(gè)生產(chǎn)工藝而言，煙氣溫度一般控制在175℃至195℃之間最佳，能夠有效提升布袋除塵效果，保證布袋除塵器正常穩(wěn)定運(yùn)行以及使用壽命。其次，要對(duì)布袋進(jìn)行定期振打，避免粉塵吸附在布袋之上，影響除塵效果。最后，對(duì)灰斗溫度進(jìn)行有效控制，促使溫度維持在100℃左右。對(duì)于煙氣分離出來(lái)的粉塵而言，需要將其及時(shí)排除煙爐之外，經(jīng)過(guò)布袋除塵分離排放出的煙氣中含塵量在5mg/Nm。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，垃圾進(jìn)入焚燒爐之中，需對(duì)焚燒爐內(nèi)的垃圾厚度、一、二次風(fēng)量進(jìn)行合理控制，并且控制煙氣溫度超過(guò)850℃，且滯留時(shí)間超過(guò)2s以上，從而保證垃圾在焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)物得到有效徹底分解，大大降低二噁英、呋喃以及汞蒸汽等有害氣體的產(chǎn)生。同時(shí)，主要采用半干式吸收塔、活性炭噴入系統(tǒng)、布袋式除塵器相結(jié)合的煙氣系統(tǒng)，還需要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)石灰漿液的濃度進(jìn)行合理配置，從而保證這個(gè)垃圾焚燒煙氣排放量符合環(huán)保相關(guān)要求標(biāo)準(zhǔn)，促使整個(gè)煙氣系統(tǒng)正常有序的運(yùn)行。煙氣排放量如表2所示。

表2 煙氣排放量列表

垃圾焚燒技術(shù)必須保證自身的安全性和高效性才能得到應(yīng)用和發(fā)展。伴隨著社會(huì)不斷發(fā)展進(jìn)步，污染物排放值正在逐漸下降，由此可見(jiàn)，合理利用科學(xué)技術(shù)手段，對(duì)煙氣凈化和處理技術(shù)進(jìn)行深入開(kāi)發(fā)尤為重要。