生活垃圾焚烧发电厂建设项目烟气净化系统设计方案

生活垃圾焚烧发电厂建设项目烟气净化系统设计方案生活垃圾焚烧烟气中的污染物可分为颗粒物（粉尘）、酸性气体（HCl、HF、SOx、NOx等）、重金属（Hg、Pb、Cr等）和有机剧毒性污染物（二恶英、呋喃等）四大类。为了防止垃圾焚烧处理过程中对环境产生二次污染，必须采取严格的措施，利用烟气净化系统控制垃圾焚烧烟气的排放。本套工艺主要包括以下几个部分：石灰浆制备系统、喷雾干燥反应塔系统、袋式除尘器系统、活性炭系统及灰渣输送系统。

1.1.1 工艺流程及技术特点

半干法净化工艺选用目前国内广为使用的“喷雾干燥反应塔＋活性炭吸附＋布袋除尘器”的工艺流程。来自余热锅炉的焚烧烟气首先进入喷雾干燥反应塔，石灰浆制备系统配制好的相应浓度的石灰浆由输送系统送至喷雾干燥反应塔，石灰浆与稀释水（可调节给料量）被反应塔顶部高速旋转的雾化器雾化成微小液滴后由切线方向散布出去，与烟气充分混合，发生液相化学反应，从而吸收其中的SO2和HCl，SO2

与Ca(OH)2反应生成亚硫酸钙（CaSO 3·1/2H 2O ），部分亚硫酸钙再进一步被氧化为硫酸钙（CaSO 4·2H 2O ）。HCl 与Ca(OH)2反应生成CaCl 2，微量的HF 与Ca(OH)2反应生成CaF 2。化学反应式如下：

O H O H CaSO OH C SO 223222/12/1)(a +⋅→+

O

H CaSO O O H O H CaSO 24222322/12/32/1⋅→++⋅ O H CaCl OH Ca HC 2222)(l 2+→+

O H CaF OH Ca HF 2222)(2+→+

在上述的反应发生过程中，石灰浆雾滴中的水分和稀释水吸收高温烟气的热量而得以蒸发。为了使石灰浆中的水分充分蒸发、酸性气体被净化，烟气在喷雾干燥反应塔中的停留时间设定在10秒左右，既要保证酸性气体完全与石灰浆发生反应，又要保证液态的反应物完全蒸发，反应塔出口维持一定的烟气温度。

在喷雾干燥反应塔中，酸性气体的去除分两个阶段。在

第一阶段，烟气在反应塔上部与石灰浆液滴混合，烟气中的酸性气体与液态的石灰浆发生化学反应。同时，烟气的热量

使石灰浆液滴中的水分蒸发，生成固态的颗粒物。在第二阶段，固态的颗粒物在反应塔的下部和后续的除尘器中，再与气态污染物继续发生反应。第一阶段的净化反应比第二阶段更为有效。由于反应生成物CaCl2具有很强的吸水性，如果操作温度较低，将使CaCl2处于湿、粘状态，造成后续处理的困难，所以喷雾干燥反应塔的出口温度设定值保持在140～160℃的范围内。反应的生成物由反应塔灰斗排出，进入灰渣处理系统。

携带有大量颗粒物的烟气从反应塔排出后进入后续的布袋除尘器，在进入除尘器前喷入活性炭以吸附Pb、Hg等重金属以及二恶英、呋喃等有机污染物，烟气中的颗粒物被布袋除尘器捕集经除尘器灰斗排出进入飞灰处理系统。为了防止开炉时烟气温度过高或过低导致烧袋或布袋粘结，袋式除尘器设有内旁路烟道。净化后的气体由引风机抽入80m高的烟囱排至大气。

1.1.2 石灰浆制备系统

本系统由石灰储仓、配制槽、稀释槽及石灰浆泵等设备组成。系统共两个配制槽、两个稀释槽，每个槽都设置搅拌装置、进水管及液位计系统，石灰经石灰仓底部计量螺旋进入配制槽，和水混合成较浓的石灰浆溶液，然后再进入稀释槽加水稀释成所需的浓度，再经石灰浆泵输送至各条烟气净化线。

每条石灰浆制备线都可以供应两条焚烧线烟气净化所需的石灰浆量。每条制备线都配有一台石灰浆泵，另有一台未连接的石灰浆泵做备用。因为Ca(OH)2含有硅和沙子等，石灰浆泵的材料都是抗磨损的。石灰浆管路上拐角和垂直部分都采用带快速接头的软管，方便清洗和替换。

1.1.3 旋转喷雾反应塔

本装置由反应吸收塔、旋转喷雾器及钢结构等组成。烟气从反应塔上部进入，下部排出。高速旋转喷雾器安装在反应塔的顶部。排出后的烟气进入袋式除尘器。

每条焚烧线设一台喷雾反应塔，喷雾反应塔为一圆筒型反应器，底部是锥形的，设有进气和出气口，并进行保温，

锥体上设置电伴热系统以防止灰渣结露，底部设有破碎机和卸料阀，以保证反应物能顺利排出。反应塔顶部设有气流分配板，分配板下方设有雾化器，雾化器上方设有电动葫芦以取出雾化器进行更换部件或检修。反应塔顶部平台上布置有石灰浆高位液槽，高位槽的作用是给喷雾器进料管一个恒定的压力，以保证给料调节系统的稳定运行。为了调整反应塔里的烟气温度，在喷雾反应塔顶部还设有高位水槽，为雾化器供水。高速旋转的雾化器将石灰浆雾化成微小的液滴，液滴的喷射方向与烟气的流向垂直。石灰浆液雾滴沿反应塔内腔向下流动，液滴与冷却水随着高温烟气一起蒸发，同时焚烧烟气中的酸性气体HCl、HF、SO2得以去除。烟气经喷雾反应塔后进入后续的布袋除尘器。烟气中的大部分飞灰和反应塔中产生的固体颗粒物随同烟气进入了除尘器，剩余的固体颗粒物（粒径较大的部分）则沉降并聚集在喷雾反应塔下部的灰斗中，灰斗设有防止堵塞的破碎机和旋转卸灰阀，从旋转卸灰阀排出的颗粒物经链式输送机送至灰渣仓。

反应塔作为蒸汽冷却系统，它要满足烟气量及烟气成分复杂多变的需要，还要根据烟气的进出口温度、石灰浆液滴直径及饱和温度进行调节。本项目烟气在反应塔中的停留时间为10～12秒，以保证石灰浆的完全蒸发。旋转喷雾器结构框图见图5-5。

图5-5旋转喷雾器结构框图

喷雾反应塔和布袋除尘器中收集的干燥反应产物将由输送机械输送到反应生成物贮仓（灰仓）。贮仓配备了装有

特种定量卸料机构，反应产物固化后送至指定的填埋场处置。

1.1.4 袋式除尘器

袋式除尘器选用脉冲式除尘器，离线清灰，适用于垃圾焚烧产生的高温、高湿及腐蚀性强的含尘烟气处理，将烟气中的粉尘除去，并促使烟气中未反应酸性物质与石灰进一步反应，使烟气达到排放要求。

袋式除尘器包括下列设备：灰斗、布袋、笼架、维护和检修通道装置、每个仓室进出口烟道的隔离挡板、旁路烟道和挡板装置、灰斗加热、布袋清扫控制器和脉冲阀等。每台袋式除尘器由气密式焊接钢制壳体及分隔仓组成，每个隔离仓清灰时可与烟气流完全隔离。壳体及分隔仓的设计能承受系统内的最大压力差。支承结构采用钢结构。

每个分隔仓都配备进口及出口隔离挡板。当一个隔离仓隔离时，能保持袋式除尘器正常工作。也就是说，当袋式除尘器在运行时，能在线更换分隔仓的滤袋。为此目的，配备足够的检查及维修门。