生活垃圾焚烧发电厂建设项目烟气净化系统设计方案.doc

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1、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

2、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（CaSO31/2H2O），部分亚硫酸钙再进一步被氧化为硫酸钙（CaSO42H2O）。HCl与Ca(OH)2反应生成CaCl2，微量的HF与Ca(OH)2反应生成CaF2。化学反应式如下：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

3、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140160的范围内

4、。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

5、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

6、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

7、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1012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。驱动电动机换向器联轴器润滑装置油冷却装置高速转动单元圆盘冷却和密封装置图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

8、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

9、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。袋式除尘器的顶部和室顶之间的间隙足够大，以便更换布袋时进行操作。如有必要，还提供更换布袋用的吊机的钢梁。壳体、检修门及壳体上电气及机械连接孔的设计均能保证袋式除尘器的密封性能。为了达到良好均匀的烟气分布，预先考虑在烟道内部配备烟气均流装置。为了防止酸和或水的凝结，袋式除尘器将配备保温及伴热。保温层厚度足以避免器壁温度低于露点。为了防止灰及反应产物在袋式除尘器、输送系统以及设备的有关贮仓内搭桥和结块（比如料斗、阀门、管道等），这些设备的外壁均考虑采

10、用加热系统。袋式除尘器的料斗采用电伴热。在起动和短期停止期间，启动烟气循环加热设备。该设备由挡板、烟道、再循环风机、电加热设备及必要的仪器和控制设备组成。在起动和短期关闭期间，关闭挡板，将袋式除尘器与主烟道隔离开来。袋式除尘器用循环热烟气加热。温度调节由电热器进行控制。调试期间料斗必须干燥保温以防止冷凝。因为一旦有冷凝液水产生就会妨碍除灰的效果。灰尘料斗上配备成熟的灰拱破碎装置，该装置布置在每支灰斗的外壁上，作为永久设备，当袋式除尘器运行时，可以在灰斗下的平台上对其进行操作。灰斗下部配备了输送机、旋转阀和旋转密封阀。在保证烟气在布袋表面均匀分布上进行了特殊的考虑。袋式除尘器包括支架及附件，其设

11、计保证能有效地清洁烟气，并具有长期的使用寿命。清扫系统经优化设计以保证除尘器除尘效率高、压降低、寿命长。清洁滤袋（即压缩空气脉冲系统）将使用仪表用压缩空气。压缩空气的性质应确保过滤介质内不会出现阻塞或结块。袋式除尘器性能参数见表5-5：表55 袋式除尘器性能参数表序号名称单位数值1布袋过滤风速m/min0.92布袋面积m222003系统工作阻力Pa15004系统最大阻力(锅炉超负荷时)Pa17005压缩空气流量Nm3/min34.6压缩空气压力MPa0.250.47喷吹间隔（定时喷吹，有利于空压机安全工作）min160分钟可调8脉冲间隔s59最大排灰量t/h210耐温25011原始排尘浓度g/

12、m31012排尘浓度mg/m33013漏风率%21.1.5 氮氧化物的去除在设计工况下，通过控制垃圾焚烧过程的燃烧温度和供氧量，抑制氮氧化物的产生，可以满足排放标准的要求，因此本项目不设脱氮系统。但考虑到将来随着垃圾低位热值的升高导致燃烧温度升高而引起氮氧化物增多的问题，故预留SNCR喷入口。1.1.6 活性炭喷射系统活性炭用来吸附烟气中的重金属、有机污染物等，活性炭的喷射点设在旋风分离器与除尘器之间的烟气管道上，沿着烟气流动的方向喷入，随烟气一起进入后续的除尘器由布袋捕集下来。该系统需连续运行，以保证烟气排放达标。根据活性炭饱和吸附量和本项目烟气设计流量，活性炭喷射量约为1018kg/h。设一个活性炭贮仓，贮仓顶部设除尘器，以收集卸料时的粉尘；贮仓底部设置进料管，活性炭由卡车运进厂里，然后经气体输送装置卸到贮仓。贮仓上还设有称重装置和高、低料位报警，以便及时了解贮仓里的活性炭使用情况，贮仓底部设置卸料螺旋，活性炭由卸料螺旋进入喷射器，然后在喷射风机的作用下喷入管道中。烟气处理系统主要设备见表5-6。表56 烟气处理系统主要设备一览表序号项目设计参数单位数量1半干式反应塔700016000座22袋式除尘器面积2200m2套23石灰浆制备系统套1石灰储仓个14活性炭喷射系统套2