活性焦在垃圾焚燒發電廠尾氣處理中的運用研究

葛永林

摘要：為達到國家相關部門設定的環保驗收標準，垃圾焚燒發電廠應積極設計研制出新的工藝處理尾氣，這樣方能符合新標準設定的排放要求，獲得更大的發展，創造出更多的生態效益。鑒于此，本文在闡述活性焦特性的基礎上，較為詳細的探究活性焦脫硫在尾氣處理實踐中的應用情況，希望能和同行分享經驗。

關鍵詞：垃圾焚燒;發電廠;活性焦;脫硫處理

引言

建設垃圾焚燒發電廠能及時處理掉大量生活垃圾，還能回收應用熱值，真正實現對垃圾的無公害、資源化處理。因為城市生活垃圾成分多樣、復雜，燃燒過程中容易產生二次污染問題，燃燒尾氣內含有的二氧化硫（SO2）機HCI、HF酸性氣體等污染物會對空氣形成嚴重污染，這是該行業近些年需要迫切處理的現實問題之一。故而有必要探究凈化治理垃圾焚燒尾氣內的多種名污染物，力爭將各種污染物的排放量降至最低。

1、活性焦

活性焦屬于活性炭的范圍，其是一種性質十分特別活性炭，既往有研究實踐證實，在吸附性能方面上，活性焦比活性炭更占據優勢。煤炭是活性焦的主要制作原材料，表現出較高的經濟性，具備優良的孔隙結構與熱穩定性，還有負載、還原等特性。活性碳、活性焦兩者最大的不同是后者有可再生特性[1]。采用活性焦處理垃圾焚燒尾氣時，活性焦 表層會沾附大量物質，伴隨沾附物質的持續聚集，物質會全面覆蓋焦表層上活性最強的中心位置，在這樣的工況下，活性焦的吸附性 便會被弱化，對其脫除效率形成不良影響，如果能配合使用再生工藝方法，能順利的除掉活性焦表成粘附的物質，使其吸附性恢復到原始水平，活性焦再生過程中常用的方法主要有兩種，一是加熱，二是水洗。

2、垃圾焚燒尾氣脫硫處理布局

將脫硫現場細分成a、b、c三個不同系列，各系列內設備布置情況均是：脫硫塔3個，再生塔與料倉各1個，其中并聯a、b系列，并且為提升尾氣脫硫處理效率，a、b系列應用了8mm活性焦吸附，c系列用mm活性焦對焚燒尾氣再行吸附處理。吸附整體完成后，活性焦經鏈斗機、星型卸料器等裝備被運送到再生塔完成解吸再生，再生處理后二次返回到脫硫塔進行吸附。現場尾氣走向情況見圖1所示[2]。

3、工藝參數的調節控制

3.1風速

既往已經有研究發現，在活性焦層內尾氣的停留時間越長，那么就越有助于提升SO2的吸附效果。為了能將整體運行效率維持在較好的水平上，通常建議將風速調控在0.1～0.5m/s內。運行早期，系統狀態可能不能完全正常，很多位置出現嚴重的冒煙表現，為減輕對大氣環境造成的污染，使風機滿負荷運轉，風量維持在600㎞2/h之上，在這樣的工況下脫硫效率通常能抵達80%上下[3]。在系統實現穩定運轉以后，通過科學調控吸風口的啟閉狀態，把分量降到350～480㎞2/h范圍中，入塔壓力1350～1800Pa，脫硫塔壓降到400～850Pa，能夠將脫硫效率維持在90%～95%之內，并且對空氣形成的污染也較輕。

3.2焦層溫度

結合既往報道，將焦層溫度控制在50～80℃范圍中時，脫硫效率高低和溫度值大小之間呈正比例關系。當焦層溫度高于90℃時，活性焦表層的水分蒸發過程明顯提速，對實際脫硫效率形成一定負面影響。除了6#脫硫塔之外，垃圾焚燒尾氣溫度對其它各塔焦層溫度均形成一定影響，尾氣溫度通常在50～65℃范圍中變動，焦層溫度被控制在45～70℃范圍中。針對6#脫硫塔，可以通過調配尾氣量的方法去精準控制焦層溫度大小，并且為確保運行過程的安全性，則建議將混合尾氣入口溫度控制在110℃之下，焦層溫度為此在80～℃之間，在這樣的溫度條件下能將脫硫效率維持在較高水平上。

3.3氧含量水分和

因為活性焦吸附SO2的方式有物理、化學吸附之分，其中化學吸附發揮主導性作用;其內的氧含量和水分 對化學吸附效果會形成較大影響：當 O2/SO2> 10時 ，SO2能完全轉化成H2SO4，伴隨O2/SO2的比值提升過程，吸附率夜呈現出提升趨勢;在整個反應中H 2O發揮著重要作用，如果尾氣內的含水量偏低時，通常其在被整合至脫硫系統之間，先經增濕塔進行增濕處理，或者將適量蒸汽通到煙氣內，提升其含水量，這是提升脫硫效率的基礎。

3.4尾氣SO2濃度

站在化學反應的動力學原理角度進行分析，在活性焦沒有達到飽和的狀態下，SO2濃度上升階段對吸附反應發生過程能形成一定促進作用，筆者通過較長時間的實地觀察、分析后，總結出SO2濃度進口濃度和脫硫效率之間的對照關系。見表1所示[4]。

由表1內統計的數據可以看出，伴隨尾氣SO2濃度的增加，吸附反應速率明顯提升，當尾氣入口SO2濃度被控制在800～3200㎎/Nm3時，能將系統的脫硫效率維持在相對較穩定的范圍中;而后持續增加SO2濃度到4600㎎/Nm3，受系統自身吸附能力的制約，此時尾氣脫硫效率呈現出降低趨勢，容易發生出口超標的狀況（出口濃度>400㎎/Nm3）。

3.5活性焦再生系統

因為在垃圾焚燒尾氣處理階段，活性焦自身處于持續吸附與解析的持續循環狀態中，如果活性焦的解析效率沒有達到100.0%，那么其吸附性能將不會實現再生，這是造成尾氣處理階段脫硫效率跌落的主要原因之一。表2內羅列出影響活性焦再生的常見因素[5]。

分析表2 內的數據信息，不難看出通過調節控制活性焦下料器的運行速度，能夠維持活性焦于再生系統內有較充足的停留時間;并且把再生塔中間溫度控制在270℃之上，一方面能使解析效率處于較高層次上，另一方面維持系統運行狀態的相對均衡性。

結束語：

活性焦脫硫因為有脫硫效率較高、尾氣不需要加熱處理、耗用的水資源量少、不會形成廢水廢渣等二次污染物，副產品高濃度SO2再生氣與活性焦粉能夠實現資源化應用，將會成為垃圾焚燒尾氣未來處理的重點方向之一。希望本文論述的內容能為同行解決相同或相似問題提供一定參照。

參考文獻：

[1]沈廣彬.丁烯氧化脫氫制丁二烯裝置尾氣處理工藝研究[J].遼寧化工，2020，49（12）：1494-1496.

[2]于志日，韓帥，倪黎，白洋，杜霞茹.整體式催化劑在模板劑焙燒尾氣處理中的應用[J].遼寧化工，2020，49（09）：1153-1154.

[3]朱宗敏，楊晏泉，孫杰.柴油車尾氣處理液應用展望[J].化工環保，2020，40（06）：679-683.

[4]耿傲，郭榮峰.膨脹制冷在雙氧水氧化尾氣處理上的應用和效益分析[J].中國氯堿，2020（06）：41-43.

[5]廖燕， 杜麟， 宋士健，等. 三級流動式活性焦工藝在污水廠提標中的應用研究[J]. 浙江化工， 2019，47（9）：45-47.

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