生活垃圾焚烧尾气处理半干法系统降低石灰单耗的探讨

孟令涛 李德丰 桂宏桥 汪明浩 胡春保(光大环保能源(江阴)有限公司，江苏 江阴 214400)

0 引言

光大环保能源(江阴)有限公司一期#1#2炉焚烧炉采用Seghers-Keppel公司生产的多级往复式炉排炉，二期#3炉焚烧炉采用光大环保技术装备(常州)有限公司生产的多级往复式炉排炉。余热锅炉由无锡华光锅炉厂制造，采用卧式、中温中压、单汽包、自然循环锅炉。烟气处理采用脱硝(SNCR)、半干法(配雾化器)、干法脱酸、袋式除尘器、活性碳喷入及新增液碱喷雾(备用)组合工艺。反应塔石灰浆管线为2根母管制，正常时一运一备，定期切换。

1 研发背景

光大环保能源(江阴)有限公司一二期三台炉反应塔于2007年12月使用至今，已有十余年，因运行时间长，反应塔筒体、椎体均出现腐蚀严重、减薄穿孔现象，石灰浆消耗量及引风机电流均明显升高，因石灰浆量增加导致反应塔积灰严重，雾化器故障率增加且环保指标不好控制现象。

同期对比江阴能源一二期和三期尾气处理系统各数据如下：江阴能源一二期为三台400t/d焚烧炉，石灰单耗为17kg/t垃圾，三期为500t/d焚烧炉，石灰单耗为11kg/t垃圾，一二期反应塔筒体直径为8.5m，筒体高度为11m；三期反应塔筒体直径为9.5m，筒体高度为11m。根据反应塔烟气停留时间计算公式：

一二期反应塔烟气停留时间计算如下：

三期反应塔烟气停留时间计算如下：

(式中68000m3/h为三期2×500t/h垃圾焚烧炉性能试验报告中热负荷100%时的实际烟气量)。

通过以上数据分析，一二期反应塔钢梁支撑设计承重为500t，受限于钢梁支撑地基尺寸，无法更改反应塔直径，考虑将反应塔筒体加高，烟气停留时间可以增加到28s。

因此重新设计反应塔，将反应塔高度提高，延长烟气在反应塔内停留时间，利用更可靠的运行调整手段达到节约石灰单耗和引风机电耗的目的。

2 实施情况

2.1 设备技改大修主要工作量

针对#1#2炉#3炉反应塔筒体、椎体穿孔漏风率大、石灰单耗偏高等问题，及考虑延长烟气在反应塔内停留时间，多次考察同类改造单位与设备制造厂家沟通讨论改造方案如下：

(1)反应塔上盖、筒体、椎体、破碎机及其入口手动门、膨胀节更换。

(2)反应塔顶部石灰浆、压缩空气、液碱、工业水、超滤水母管及到各台炉支路管线进行优化。

(3)反应塔筒体提高。

(4)反应塔本体保温全部更换。

(5)反应塔顶部增加一圈检修平台。

(6)反应塔原喷水减温调节阀组取消。

2.2 此次技改后与原系统差异

(1)为延长烟气停留时间，反应塔本体和顶部平台整体提高。

(2)反应塔顶部增加平台，便于设备检修。

(3)反应塔破碎机更换，原皮带传动更改为齿轮传动，降低设备故障率。

(4)反应塔顶部石灰浆、压缩空气、液碱、工业水、超滤水母管及到各台炉支路管线进行优化。

(5)反应塔原喷水减温阀门组取消。

3 技改效果评估

3.1 #1#2#3炉反应更换前、后设备对比

为确保石灰浆与烟气反应更加充分，从而进一步提高反应塔脱酸效率，本次采用降低反应塔内烟气流速，使烟气与石灰浆在反应塔内反应的停留时间延长，故新更换反应塔筒体高度较原反应塔筒体高度增加，其余反应塔参数未做调整。反应塔设计参数对比如表1所示。

表1 反应塔设计参数对比

3.2 三台反应塔更换后石灰单耗对比分析

三台反应塔更换后石灰单耗对比分析如表2所示。

表2 三台反应塔更换后石灰单耗对比分析

一二期三台炉反应塔更换后，主要从石灰单耗上有大幅度下降，石灰单耗由21.035kg/t降至15.04kg/t，石灰单耗下降5.994kg/t。

4 经济效益

从石灰浆单耗每年节省费用：石灰单耗下降21.035-15.04=5.994kg/t。按一台炉每天入炉垃圾300吨计算，3台炉每天处理垃圾900t，每年投产时间按340d计算，三台炉一年处理垃圾306000t。节省石灰量306000t×5.994=1834t石灰，按照每吨石灰688元计算，可节省费用1834×688=126.18万元。

4.1 #1炉反应塔节省费用分析

年引风机节约电量：

1.732×10kV×(11-9.1)A×0.8×8250h=21.71万kWh

节省费用：21.71万kWh×0.65万元=14.11万元

年石灰耗材节约用量：3.21kg/t×8250h×16.67T/h=441.46t

节省费用：441.46t×688元=30.37万元

总计节约费用为：14.11+30.37=44.48万元

4.2 #2炉反应塔节省费用分析

年引风机节约电量：

1.732×10kV×(8.95-6.82)A×0.8×8250h=24.35万kWh

节省费用：24.35万kWh×0.65元=15.83万元

年石灰耗材节约用量：7.63kg/t×8250h×16.67T/h=962.69t

节省石灰费用：962.69t×688元=72.19万元

总计节约费用为：15.83万元+72.19万元=88.02万元

4.3 #3炉反应塔节省费用分析

反应塔更换后，引风机电量、布袋压差等各项经济指标同锅炉负荷的变化基本一致，主要是石灰浆量变化明显：

年石灰耗材节约用量：3.12kg/t×8250h×16.67t/h=429.09t

节省石灰费用：429.09t×688元=29.5万元

5 结语

一二期三台炉反应塔更换后，因反应塔漏风问题彻底解决，反应塔高度增加，烟气停炉时间延长，石灰浆消耗量大幅度降低。锅炉运行工况良好，各运行参数均控制在设计以内，各项环保指标优异，均可以较好的控制在欧盟2010标准以内，且运行稳定，同时现场环境大幅度提高，无反应塔无堵灰现象发生，大幅度减轻了检修人员及保洁人员工作量。经济效益提高较多，使生产运营成本降低，每年节约生产成本126.18万元。风烟系统由于漏风量减少，布袋清灰频次降低，、同时由于冷风漏入量降低，烟气处理设备腐蚀速率有一定降低，设备寿命得到一定的延长。在进行反应塔技改的同时，反应塔设备附属的石灰浆、冷却水、液碱、压缩空气管道、操作平台均进行优化，大大的提高了运行操作便利性，及现场美观性。