危废焚烧急冷塔的设计与运行

彭蜀娟

（山西潞安煤基清洁能源有限责任公司，山西 长治 046200）

引言

现阶段，我国在开展危险废物处理技术活动过程中，对焚烧处理技术的运用最具普遍性。从实际发挥的技术效果展开阐释分析，危险废物焚烧处理技术能针对危险废物的减容减重，契合满足我国危险废物处理事业领域的基本技术需求，且始终保持着稳定发展和普及运用态势。然而，受技术发展水平的影响作用，危险废物在接受焚烧处理过程中，尽管能够实现对其中包含的有害物质成分的清除作用，却也会同时诱导生成一定数量的其他有害物质（形如NOx物质、SO2物质、HCI 物质、HF 物质，以及二噁英物质等），从这一角度展开分析，如果未能针对危险废物焚烧处理技术过程中生成的烟气物质运用恰当技术方法展开处理，通常会引致发生一定程度的二次污染问题。在烟气中包含的各类有害物质中，以二噁英物质针对空气环境所施加的污染破坏作用最为严重。而想要实现对烟气中二噁英物质含量的有效控制，必须在1 s 时间之内，促进烟气物质的温度参数从＞500 ℃，快速地降低到200 ℃以下，继而通过规避二噁英物质的再生成温度区间，实现对烟气中二噁英物质包含量的有效降低。上述技术目标的实现过程，需要依赖对急冷塔设备的运用，而做好针对急冷塔设备的优化设计工作环节，能支持获取到良好技术收益。

1 设计条件

余热锅炉设备内部生成的高温烟气物质通常需要直接被送入到烟气急冷塔设备内部，急冷塔设备入口位置的烟气物质温度技术参数通常≥500.00 ℃，出口位置的烟气物质温度技术参数通常＜200.00 ℃。

喷雾技术装置通常经由烟气冷却技术系统和喷枪喷嘴技术组件共同组成。开展烟气冷却技术系统设计工作的主要目的，在于将具备一定水平进口位置温度参数范围和进口位置流量参数范围的烟气物质冷却处理到期望实现的一定水平的出口位置温度参数范围之内[1]。

进口位置的温度参数和出口位置的温度参数通常运用热电偶加以检测，且可以在最大数值与最小数值之间任意展开调节操作。雾化喷头技术组件依赖压缩空气物质完成双流雾化技术过程，其技术结构形式为双层夹套管结构，急冷水物质走内管组件，压缩空气物质走外管组件，急冷水物质与压缩空气物质能够在喷嘴位置发生强烈混合过程后从雾化器喷嘴位置喷出，促使急冷水物质被雾化处理成细小颗粒状，继而再与烟气物质进行充分接触过程与换热过程。烟气物质中包含的热量能促使雾化水滴发生蒸发过程。流经急冷塔设备内部的烟气物质能够直接性地与雾化液滴相互接触，且其传质速度参数和传热速度参数都比较快，实际喷入的液体物质在快速汽化过程中能携带走较多热量，客观上会诱导烟气物质的温度在较短时间之内快速降低，客观上能够切实规避二噁英物质的再次生成过程。除此之外，由于所处技术环境中包含高温烟气物质，且还包含有酸性气体物质成分，在设计形成喷枪过程中，要切实选择运用能够耐受腐蚀作用和高温环境的不锈钢材料，并且选择运用适当类型的保护性技术措施[2]。

在急冷塔设备内部，喷雾技术系统能够遵照出口位置的烟气温度参数变化情况，自动化地调节干预喷水枪技术组件的实际喷水量，控制维持急冷塔设备出口位置的温度技术参数能够处在适当范围之内。

在设备具体运行过程中，水箱中分布水在依次经历过滤器设备的过滤处理、水泵设备的增压处理之后，还会经由水路调节技术系统调节压力参数和流量参数之后送入喷枪内部；在喷枪内部，由于分布有来源于压缩空气物质的雾化作用，水将会被雾化处理成细小颗粒，雾化颗粒基于高温烟气物质环境内部发生的迅速蒸发过程，通常会吸收走烟气物质内部包含的大量热量，继而支持烟气物质的温度参数能够发生幅度显著的降低变化，并且稳定维持在一定温度水平，而在出口位置的烟气温度参数未能分布在设定范围之内条件下，急冷技术系统通常会自动化地调整改变供水压力技术参数，以及喷水量技术参数等相关技术参数，继而确保烟气物质的温度参数能够长期维持在较为合理的区间范围之内。

2 急冷塔能量平衡和物料平衡

由于选择运用冷热流体直接接触技术方法针对烟气物质展开降温技术处理环节，通常可以参考结合水的喷雾干燥技术模型针对急冷塔内部技术系统的能量平衡相关技术参数项目，以及物料平衡相关技术参数项目展开计算处理[2]。

在具体计算处理工作环节开展过程中，需要把握的基本要点在于：

1）忽略塔体结构发生的散热技术过程。

2）选择25 ℃常温环境作为计算处理环节开展过程中的基准环境。

3）由于雾化水选择运用双流体雾化处理技术工艺，雾化水的颗粒直径参数需要控制降低到20 μm（雾化喷嘴技术组件在恰当技术工况条件下的平均液滴直径参数为80 μm），在500 ℃技术工况条件下，液滴的存在寿命持续时间将被控制到毫秒级别，也就是雾化水在与烟气物质相互接触的瞬间，就已经完成雾化技术过程。

4）由于实际进入到急冷塔设备塔体结构内部的颗粒状物质浓度水平较低，为确保实际开展的计算处理环节具备充分便利性，要忽略急冷处理技术过程中烟气物质内部包含的焓变因素。

5）高温烟气物质从500.00 ℃降温到200.00 ℃过程中释放的显性热量，能够直接且完全地转化成雾化水从25.00 ℃提升到200.00 ℃过程中吸收的热量。

3 设计的急冷塔在运行中出现的问题与解决方案

3.1 急冷塔底部滴水

引致原因：由于在急冷塔设备设计工作开展过程中的初始阶段未能充分考虑到塔体结构发生的散热技术现象，客观上导致实际喷入的水量超越需求数量，继而引致部分雾化水在未能及时蒸发条件下滴落在塔底位置。

解决策略：要针对塔底位置展开彻底清理环节，通过操作调节阀技术组件，将具体喷入的雾化水数量，调节到原有数量的98%，在持续观察3 h 条件下，如果急冷塔设备的底部位置未发现滴水现象，且烟气物质温度参数在经历急冷处理环节之后能够被降低到200 ℃以下，则认为急冷塔底部滴水问题已经得到妥善解决。

3.2 塔壁的腐蚀

1）引致原因：进入急冷塔设备内部烟气中的HCl物质含量较高，经由急冷处理技术环节之后，烟气物质中水所占据的体积分数比例较大。

2）解决策略：减少实际的喷水数量，降低水分分压水平。从理论性层面展开阐释分析，该种技术操作方法的运用，能支持烟气物质的露点腐蚀温度参数控制降低到200℃以下。而从具体实验研究活动环节开展过程中获取的结果显示，该种技术操作方法在运用过程中，通常需要大量减少实际喷入的雾化水量，客观上无法发挥针对烟气物质的急冷处理技术效果。控制降低烟气物质中的HCl 物质含量，要选择运用质量分数为0.9%的氢氧化钠溶液替代原本运用的雾化水，在针对烟气物质展开急冷技术处理过程中，同时支持实现脱酸技术处理目标，支持烟气中的HCl 物质含量显著降低。

4 结语

综合梳理现有研究成果可知，急冷塔设备是危险废物焚烧处理技术活动过程中需要运用的重要设备之一，做好针对急冷塔设备的运行技术工艺设计工作，对于控制减少烟气中的二噁英物质生成数量，提升危险废物焚烧处理技术活动开展过程中的环保性，发挥着不容忽视的影响作用。