垃圾焚烧炉烟气净化和处理技术探究

2020-12-10董卓杰浙江瑞博思检测科技有限公司浙江杭州311200

化工管理 2020年33期

董卓杰(浙江瑞博思检测科技有限公司，浙江杭州 311200)

0 引言

随着我国人口数量增加，致使日常生活垃圾与日俱增，并且大部分城市采用露天堆放方式处理生活垃圾，这样的生活垃圾处理方式不仅对城市的形象和美观度产生影响，还会破坏人们的生活环境和自然生态平衡，严重时候会对人们的身体健康构成严重危害，由此可见，垃圾处理成为社会大众极度关注的重要话题。

1 垃圾焚烧炉烟气净化的工作原理及工艺流程

在城市区域经济条件不断发展进步的背景影响下，促使垃圾焚烧烟气处理方式各式各样，而大部分垃圾焚烧厂主要使用半干式吸收塔、活性炭喷入系统以及袋式除尘器组合而成的烟气系统垃圾焚烧炉，每日处理生活垃圾量大约400t左右。一般情况，该种垃圾焚烧炉的锅炉出口额定温度控制在200℃，烟气进入吸收塔内会与石灰浆液雾滴发生相应的化学反应，以此去除烟气中的重金属HCI和酸性气体SO。与此同时，雾化器中高速旋转雾化盘在进行旋转的过程中，促使石灰浆液与冷却水达到雾化的状态。但是水蒸发过程中，需要吸收大量的热度，致使烟气温度从200℃逐渐下降到50℃。当烟气温度处于50℃时，分散的石灰浆细雾和烟气中的酸性物质接触产生有效的化学反应。

分散的粉尘微粒表面会吸附一些重金属物质，而小部分粉尘会在相应化学反应后成为固态，未发生反应的石灰将会吸附在反应的底部表面，但是，大部分的粉尘会随着烟气被吸入进袋式除尘器中。在反应器和袋式除尘器二者之间喷洒适量的活性炭吸收剂，通过活性炭的微孔结构，对二噁英呋喃和汞蒸汽进行吸收。吸收塔出口的烟气随着气流由袋外进入袋内，而粉尘会被烟气分离出来，留在袋外。当烟气净化之后，通过各个箱体出口的袋式除尘器排放出去。滤袋主要通过干燥压缩空气的方式，由外之内进行有规则的一种间段脉冲，结合袋式除尘器的压力情况，对清灰周期进行合理规划。同时，滤袋清灰不仅可以在线进行，还可以离线进行。结合实际情况，合理制定一套热风循环系统，尽可能避免滤袋内部发生结露的问题现象。热风循环系统主要是在再循环风机和电加热器的作用下，促使循环烟气温度持恒。当袋式除尘器正常工作过程中，除尘器预热40℃，而除尘器因事故停机时，加热系统会使除尘器温度达到114℃。

2 对烟气中有害物质排放量进行有效降低措施

2.1 合理安排燃烧，对有害物质产生进行有效控制

一般情况下，城市区域内的生活垃圾主要来源于居民、企业、商业网点、饭店、学校以及清扫区等诸多部分。而生活垃圾主要包括含水率、自然状态下的垃圾容重和低位热值三大行知，促使原生活垃圾符合焚烧处理的条件要求。垃圾在正式装入焚烧炉焚烧纸钱，需要在垃圾池内发酵三天，以此降低垃圾的含水量，从而保证垃圾焚烧工作顺利开展。与此同时，垃圾在装入垃圾焚烧炉之前，可以利用垃圾吊反复抓放垃圾，促使垃圾松散，有利于燃烧。除此之外，焚烧炉内的垃圾厚度需控制在400mm～600mm，缩短垃圾在焚烧炉内的干燥时间，大大提升垃圾的燃烧速度，确保垃圾焚烧炉燃烧的稳定性，保证烟气温度。一般情况下，烟气温度需高于850℃，并且滞留时间要在2s以上，从而保证垃圾在实际焚烧过程中产生的有机物得到彻底有效的分解，大大降低烟气中的有害物质排放量，尤其是二噁英有害物质，为后续处理环节奠定良好基础，降低对生态环境的破坏。焚烧率炉膛内为燃尽成分不允许超过3，且炉膛内的负压需维持在-50Pa～-30Pa之间。

2.2 对石灰石浆液进行脱硫和除酸

通常而言，重金属从石灰罐内吸附一定的石灰石粉，然后利用变频器对转速进行合理控制，将石灰石粉吸进螺旋给料机内，从而对石灰石粉的给料量进行严格控制。最后，当石灰石粉进入稀释罐时，按照15～17的比例要求，将其合理配置成石灰浆。而石灰泵将配置合格的石灰浆输送至半干式吸收塔选装雾化器中，当雾化器中旋转雾化盘进行高速旋转时，石灰浆液和冷却水接触形成雾化状态，进而与烟气中含有的酸性物质发生有效的化学反应。除此之外，一些分散的粉尘微粒将会吸附在重金属表面，而部分粉尘在有效化学反应之后，会形成一种固态，未发生反应的石灰则会附着在反应器的底部。一旦石灰浆液配置过稀，则会直接影响脱硫、除酸以及重金属等多方面的吸附，如果石灰浆液配置过浓，则会发生石灰石浆液输送管和旋转雾化器中的雾化盘阻塞问题。换言之，当烟气系统中旋转雾化器中的雾化盘温度过高时，石灰石浆会发生浓缩现象，致使雾化盘表面上形成一种固体物质，严重影响雾化器中雾化盘的旋转速度，甚至会造成旋转雾化器频繁跳闸问题，致使垃圾焚烧炉无法正常有序运行。除此之外，不同浓度的石灰石浆液与烟气含量如表1所示。

2.3 对二噁英、呋喃、汞蒸汽有害物质进行吸收

在垃圾焚烧炉烟气系统中的半干式吸收塔和布袋式除尘器之间喷入一定的活性炭，在活性炭微孔结构的作用下，对二噁英、呋喃以及汞蒸汽进行有效吸收。目前，大部分活性炭喷射装置主要由比利时希格斯公司进行制造提供，并利用变频器对螺旋给料机进行控制，保证活性炭的给料量的合理性。然后将活性炭输送至风机之中，促使其与烟气发生接触。结合实际情况，并通过多次反复实验验证，给料变频器转速控制在60%左右即可，换言之，也就是一小时消耗6kg的活性炭，确保烟气中的有害物质吸收效果最佳。该种情况下，烟气中的二噁英有害物质排放量是65，每立方米含有0.1ng的毒性量符合欧共体的排放要求标准。换言之，烟气外排量在100亿m时只含有1g的二噁英有害物质，有效降低生态环境破坏，进而为人们提供良好舒适的生活环境。

表1 不同浓度的石灰石浆液与烟气含量表

2.4 对烟气中的粉尘进行有效控制

烟气在余热锅炉内进行流通的整个过程，较大的粉尘颗粒在离心力的作用下，从烟气中分离出来，并且落入灰斗中，故而，需要结合实际情况，合理布置余热锅炉中的落灰斗。由于烟气在过热器和蒸发器中呈现向上流动状态，因此，需要在此处布置一个落灰斗。除此之外，还需要在半干式吸收塔下合理设计一个排灰装置，一旦粉尘从烟气中分离出来，需利用埋刮板机对其进行及时清理，并排放出锅炉之外，避免烟气将分离出来的粉尘带入布袋式除尘器内部，增加布袋除尘器的负荷，致使布袋除尘器效果大大下降。

2.5 烟气进入布袋除尘器需要注意的几个问题

当烟气进入布袋式除尘器之中，延期的温度需要控制140℃至230℃之间，一旦烟气温度低于140℃时，布袋内部则会发生结露问题，致使大量粉尘吸附在不带上，无法脱落，最终导致除尘效果大大降低。但是烟气温度如果超过230℃时，因温度过高，则会烧坏布袋。根据整个生产工艺而言，烟气温度一般控制在175℃至195℃之间最佳，能够有效提升布袋除尘效果，保证布袋除尘器正常稳定运行以及使用寿命。其次，要对布袋进行定期振打，避免粉尘吸附在布袋之上，影响除尘效果。最后，对灰斗温度进行有效控制，促使温度维持在100℃左右。对于烟气分离出来的粉尘而言，需要将其及时排除烟炉之外，经过布袋除尘分离排放出的烟气中含尘量在5mg/Nm。

3 结语

综上所述，随着科学技术的不断发展进步，垃圾进入焚烧炉之中，需对焚烧炉内的垃圾厚度、一、二次风量进行合理控制，并且控制烟气温度超过850℃，且滞留时间超过2s以上，从而保证垃圾在焚烧过程中产生的有机物得到有效彻底分解，大大降低二噁英、呋喃以及汞蒸汽等有害气体的产生。同时，主要采用半干式吸收塔、活性炭喷入系统、布袋式除尘器相结合的烟气系统，还需要结合实际情况对石灰浆液的浓度进行合理配置，从而保证这个垃圾焚烧烟气排放量符合环保相关要求标准，促使整个烟气系统正常有序的运行。烟气排放量如表2所示。