烟气处理中半干法加布袋除尘工艺的应用

刘振利，林金荣

（广东荣昇环保科技有限公司，广东东莞 523050）

1 工程概况

本项目在生活垃圾上，其处理能力为2250t/d，设备年运行时间高于8000h，可处理生活垃圾82.125万t。建设垃圾焚烧生产线为3条，生产量为750t/d，并配置烟气净化系统及2台汽轮发电机组，同时设置蒸汽供汽轮发电机组进行发电；并配套办公生活设施。

烟气净化处理工艺流程为：SNCR脱硝+半干式反应塔+活性炭喷射吸附+熟石灰喷射系统+袋式除尘器+湿式洗涤塔+SCR脱硝系统+洗烟废水处理。本项目在主厂房烟气区安装三套烟气净化装置，每条生产线配置一套烟气净化装置，全厂配置一套洗烟废水处理装置和飞灰固化系统，以及三套SNCR炉内脱销系统。

2 烟气净化系统工艺

2.1 旋转雾化器半干式反应塔系统

在任何工况下，半干式反应塔系统应根据袋式除尘器出口设定的污染物排放值，自动进行调整，半干式反应塔出口温度须控制在152℃及以上运行。

2.1.1 旋转雾化器

（1）旋转雾化器为关键设备，采用原产地进口 品牌。

（2）旋转雾化器最大负荷应不低于额定工况下石灰浆液+冷却水流量设计理想配比的150%。在烟气流量的整个设计范围，旋转雾化器应能高效运行。

（3）旋转雾化器连接应采用快速接头，方便拆除和更换，雾化器外壳采用不锈钢+特氟龙涂层进行 防腐。

（4）在旋转雾化器高速运转过程中，主轴设计能在雾化轮的不规律的给料速度和其他微小的不平衡中，能够得到补偿，不造成定子和轴承的损坏。

（5）旋转雾化器出现振动超标、温度超标时，应能准确报警，超过上限值时，能自动停止运行，同时自动切断石灰浆的供应，并持续声光报警，且在故障消除后由人工投入运行。

2.1.2 反应塔

（1）反应塔进口组件的设计应能使烟气与雾化器雾化的石灰浆液充分混合、接触，提高反应效率。反应塔的设计应保证在烟气流量变化的整个范围有足够的烟气停留时间，烟气在反应塔中的额定停留时间不小于18s，使出口烟气中的固态颗粒完全干燥，不贴壁。

（2）反应塔及钢结构设计应考虑承受反应塔本体、平台扶梯、连接到其他平台的过道等荷载，并应考虑筒体内黏结部分灰量时的重量，保证满足反应塔本体强度、刚度和稳定性要求。

（3）反应塔本体设计压力为-2500Pa，设计温度为250℃，反应塔圆筒壁厚及灰斗壁厚不小于12mm。

（4）反应塔底部应设置不少于三层平台，最低层平台用于反应塔灰的输送机安装检修用，平台高度不小于2.5m；第二层平台用于破碎机的安装和检修用；第三层平台用于反应塔灰斗人孔用（检修）。反应塔顶部应设置一层平台用于旋转雾化器及辅助系统运行检修用，反应塔与锅炉和袋式除尘器均有连通平台。

（5）反应塔壳体应最大限度在工厂拼装、焊接，若因运输等原因不能满足，可在制造厂内分片制造，工地现场进行拼焊。

（6）进入旋转雾化器的石灰浆液管道和水管道应设有电（气）动开关阀、流量调节阀、流量变送器，流量可调节。石灰浆液管道应设有过滤器，石灰浆液管道和水管道之间应有连接以便运行时定期或不定期清洗石灰浆液管道。

2.2 熟石灰储存及喷射系统

在旋转雾化器故障或检修时，备用熟石灰喷射系统投入运行，确保袋式除尘器出口烟气污染物排放达到要求。

（1）熟石灰由罐车从厂外运来，用罐车自带压缩机通过贮舱进料管送入贮仓中。熟石灰贮舱顶部设有除尘器，收集熟石灰粉尘并将进入贮舱的输送空气排出。贮仓底部设有破拱、空气流化装置，以防止物料搭桥并保持熟石灰的流动性，熟石灰仓出口安装一插板阀，以便在检查和维修时切断熟石灰的给料。

（2）熟石灰先进入称重给料系统，每个出口设置1条烟气净化线，熟石灰出口流量应可调节。从喷射风机来的空气将熟石灰给料装置排出的熟石灰粉末喷入半干式反应塔和袋式除尘器间的烟道中，熟石灰粉末与烟气中的酸性气体SOx、HCl等进行反应。与熟石灰反应后的烟气带着飞灰和各种粉尘进入袋式除 尘器。

（3）熟石灰仓进口管道应有快速接头，可与密封罐车的卸载接口连接，连接端应在距地面高度约1m处，进口管道直径采用DN100钢管。进口管道的弯管半径要大（管外径的5倍），并应用防磨板加强，仓体应装有机械安全阀进行超压/负压保护。

（4）熟石灰干粉的投放量，应根据袋式除尘器出口污染物监测数值对称重给料装置进行控制，并采用自动调节装置控制，以满足熟石灰投放量的供给，降低熟石灰用量，节省用料成本。

（5）给料装置应保证每条烟气净化线的给料量并可独立调节，给料装置计量精度应在±2%以内，流量调节要稳定可靠，供给装置的入口处应设置架桥报警装置，供给装置内部应采取防止熟石灰发生堵塞和结块的措施。应能实现单条线单独隔离检修，方便人员检查维护。

（6）熟石灰给料装置应设置隔离装置，在给料装置停止时，隔离给料装置和输送风系统。隔离装置应配位置开关，以确认隔离位置到位。

2.3 袋式除尘器系统

袋式除尘器的功能是对烟气进行净化处理，将烟气里的固体颗粒（灰尘）过滤出来。过滤过程主要在滤袋的外表面进行，固体颗粒在过滤袋的外表面被截留除掉。其功能如下：

（1）除尘器的运行包括过滤、清灰、投入、切出都由DCS自动控制。

（2）袋式除尘器滤袋采用自动脉冲清灰方式，可实现在线清灰和离线清灰，每种清灰方式均可定压和定时清灰，功能可切换。

（3）袋式除尘器系统应有运行工况自动监控及故障报警装置。

（4）袋式除尘器系统应采取措施防止烟气局部流通不畅而出现腐蚀穿孔。袋式除尘器系统烟气入口应有气流分布板，防止烟气直接冲刷到滤袋上，影响滤袋寿命，并且烟气应经过气流分布板进行均匀分配。

（5）袋式除尘器各个仓室应为并联独立密封空间，在任何时间关闭一个仓室，对其进行特定的维护工作，不会影响除尘器的正常运行以及排放要求。袋式除尘器仓室进口阀采用气动翻板阀，气动执行器力矩选型要求为正常开闭阀门力矩的2倍，出口阀采用气动提升阀。

（6）袋式除尘器每个灰斗外壁面应装设气动振动器和空气炮，防止灰斗中飞灰架桥。灰斗外壁面应安装电伴热，避免飞灰凝结。

（7）袋式除尘器第一次工作（进烟气）前，用熟石灰粉对滤袋进行预涂层。

（8）反应塔出口烟道与除尘器入口烟道尽可能在同一水平线，减小烟道阻力。

2.4 湿式洗涤塔系统

（1）洗涤塔为一体式塔身，要求塔体内分冷却吸收部及减湿部，冷却吸收部与减湿部分别设置1用1备的吸收液循环水泵及减湿液循环水泵，分开运行控制和调节。

（2）湿法脱酸系统介质具有很强的腐蚀性，设备及管道选择充分考虑到满足腐蚀性要求，可能接触腐蚀液体的设备均须防腐处理。洗涤塔、减湿水箱等需内衬设备的焊接处理满足防腐工艺的要求，泵类选择要充分考虑到机封的密封性。

（3）在湿式洗涤塔设计时，应采用密封性结构，以防液体泄漏。同时，应采用焊接方式进行法兰和螺栓连接，确保壳体结构的完整性。另外，在塔体人孔、管道密封时，应在壳体穿孔处进行，以防泄漏。

（4）在洗涤塔设计时，应充分考虑到内部件的维护方便性，对于湿式洗涤塔，应及时清洁内部的导流板、喷淋系统存在的污物和结垢，且预留相应的通道，以方便清洁。湿式洗涤塔烟道入口段应采用适当措施，防止烟气倒流和固体物堆积，并考虑冲洗措施。

（5）全厂3条线设1个应急收集池，应急池排放泵1用1备，应急池设排气风机及废气净化装置。应急池同时具备事故溶液池的功能，在事故情况下能将1台洗涤塔排空的溶液全部收集储存。

（6）湿法脱酸系统所有设备的溢流、排污、放净、泵冲洗等产生的废水统一通过地沟汇集至应急收集池，通过应急池排放泵输送至脱酸废水处理系统。

2.5 洗烟废水处理系统

洗烟废水属于高浓度含盐废水，废水中除CODcr、BOD5、NH3-N等污染物外，还含有大量重金属和其他可溶性盐以及油类等污染物。

本项目洗烟废水通过换热器换热后，进入洗烟废水调节池，经砂滤过滤后进入砂滤产水池，通过进水泵打入DTRO膜系统，产水进入DTRO产水池，浓液进入洗烟废水浓液池，经回用泵回用，DTRO产水通过RO进水泵提升进入RO反渗透系统，产水进入清水池，清液经回用泵回用，浓水进入洗烟废水调 节池。工艺流程如图1所示。

图1 洗烟废水处理工艺流程

（1）预处理系统。预处理系统由换热器、调节池、砂滤器、砂滤产水池等组成。

①换热器：1台，换热面积10m2。在烟气净化系统中，洗烟废水温度在80℃左右，膜处理正常运行时，一般要求废水温度不能高于40℃。因此，需要将洗烟废水进行降温处理，换热器的冷却水源采用循环冷却水即可，利用送来的循环冷却水余压进入换热器。

②调节池：1座，钢砼结构。洗烟废水是一种高含盐废水，其成分复杂。为了烟气净化系统的洗烟废水和后续设备设施的稳定运行，需设置1座调节池，调节池的容积设计为120m3。

③砂滤器：砂滤器采用多介质过滤器，主要作用是去除和吸附水中的悬浮物等污染物质，降低SDI（污染指数）值，确保后续处理设施的稳定运行。砂滤器采用立式压力过滤，选用合适级配的石英砂和无烟煤。砂滤器反洗采用水反洗和压缩空气反洗方式，反洗水源取自DTRO浓水。

④砂滤产水池：采用钢砼结构。主要接砂滤产水为后续系统提供废水。砂滤产水池的容积设计为22m3，洗烟废水在调节池的停留时间可达4h。砂滤产水池设有液位变送器，可以控制DTRO进水泵的启动/停止，并能在上位机动态显示砂滤产水池的 液位。

（2）DTRO系统。DTRO高压反渗透膜是实现淡水和杂质分离的核心元件，由高分子材料制成，而芳香族聚酰胺具有优异的化学性能被选为碟片式膜片的材质。废水在进水泵增压获得初步压力并经过保安过滤器过滤后即进入高压泵提供压力，而循环泵提供较大流量以满足DTRO膜面的流速要求，液体在碟片式流道正/反“S”向流通，液体中的小分子颗粒物、溶解态的离子等被截留在浓水侧，透过的淡水被收集起来成为清洁的过滤液。表1为DTRO工艺计算表。

表1 DTRO工艺计算表

DTRO系统设计膜通量10L/（h·m2），设计运行最大压力75bar，回收率约63%。DTRO系统设置1套装置，单套膜数量为37支，单支膜面积9.405m2。

DTRO高压泵：配置DTRO高压泵作为DTRO系统进水加压的动力源，DTRO高压泵采用柱塞泵。DTRO高压泵数量1台。高压泵装有进口低压保护开关和出口高压保护开关、压力变送器。当供水压力不足使高压泵入口压力低于某一设定值时，能自动发出信号并联锁停止高压泵，保护高压泵不空转。当因其他原因误操作，使高压泵出口压力超过某一设定值时，高压泵出口高压保护开关应能自动联锁切断高压泵供电，保护系统不在高压下运行，以防膜组件受高压水的冲击。

DTRO装置：DTRO膜组件安装在组合架上，DTRO组合架的设计满足其厂址的抗震烈度要求和组件的膨胀要求。组合架上配备全部管道阀门及接头，还包括所有的支架、紧固件、夹具及其他附件。整套DTRO装置由DTRO膜元件、DTRO循环泵及配套的机架、仪表、管道、阀门等组成。共37支膜元件，配置成1套。设DTRO循环泵1台，流量40m3/h，扬程80m，功率15kW。

3 结语

半干法加布袋除尘工艺在烟气处理中的运用，能够有效提高脱硫除尘效果和设备运行效率，减少烟气净化时间，进而有效减少垃圾焚烧厂污染物的排放，提供企业的经济效益。目前，半干法加布袋除尘工艺作为我国重点环境保护实用技术，已经是一种成熟的技术，在生活垃圾焚烧烟气处理过程中得到了广泛的应用与推广，但在工艺创新上仍然存在一些问题与不足，故需要对烟气净化系统工艺不断创新，为今后垃圾焚烧烟气排放控制提供参考。