垃圾焚烧烟气脱酸系统新型半干法工艺研究

夏子卿，张志坤，高海鸣，朱加龙

（上海环境卫生工程设计院，上海 200232）

垃圾焚烧烟气脱酸系统新型半干法工艺研究

夏子卿，张志坤，高海鸣，朱加龙

（上海环境卫生工程设计院，上海 200232）

通过对垃圾焚烧烟气脱酸系统新型半干法工艺即循环流化床烟气脱酸净化工艺和固定喷嘴法烟气脱酸净化工艺的技术及其经济性分析，说明这2种技术均可满足垃圾焚烧烟气脱酸系统的处理要求。

半干法；烟气脱酸；CFB；固定喷嘴

1 垃圾焚烧烟气脱酸系统新型半干法工艺

垃圾焚烧发电是近年来在国内新兴的垃圾处理方式，目前主流的垃圾焚烧厂烟气处理脱酸工艺是旋转雾化器半干法工艺，通过旋转雾化器喷入石灰浆进行脱酸。此工艺脱酸效率高，但投资维护费用也高，雾化器需经常清洗更换。因此，近年来在国内的垃圾焚烧厂出现了新型半干法工艺，其中较有代表性的有循环流化床烟气脱酸净化工艺（CFB）和固定喷嘴法烟气脱酸净化工艺。

1.1 循环流化床烟气脱酸净化工艺

该工艺具有技术成熟、装置简单及运行可靠、副产品易于回收利用、无污水排放等特点。脱酸剂采用商品消石灰粉，用来脱除锅炉烟气中HCl、SOx等酸性气体。同时吸附剂采用活性炭，用来脱除锅炉烟气中二恶英、重金属等有害物质。

CFB由吸收剂添加系统、吸收塔、再循环系统以及自动控制系统组成。烟气从流化床下部进入吸收塔，与消石灰颗粒充分混合，SO2、SO3、HCl和及其他有害气体如HF与消石灰反应，生成 CaSO3·1/2H2O、CaSO4·2H2O、CaCO3和 CaCl2。工艺水用喷嘴喷入吸收塔下部，以增加烟气湿度降低烟温，使反应温度尽可能接近水露点温度，从而提高脱酸效率。反应产物由烟气从吸收塔上部携带出去，经除尘器分离，分离下来的固体灰渣大部分经空气斜槽送回循环床吸收塔，少部分固体通过气力输送设备送至脱酸灰库。灰渣循环量可以根据负荷进行调节。在文丘里缩径处所形成的高速烟气流与循环灰和脱酸剂固体颗粒及液体雾滴迅速混合，在反应器中形成气－固－液三相流。吸收剂的再循环延长了脱酸反应时间，提高了脱酸剂的利用率。

经除尘器净化的烟气经风机送至烟囱。从风机出口烟道上引出1条回流烟道，接入反应器入口前烟道，并设挡板门，目的是在锅炉低负荷运行时调节进入反应器的烟气流量以保证流化床稳定。

CFB的吸收剂可用氢氧化钙细粉（含量高达90%）。吸收剂的数量根据脱酸前后烟气中的SO2和HCl含量和烟气流量来控制。

1.2 固定喷嘴法烟气脱酸净化工艺

该工艺引进消化国外的脱酸工艺和进口关键部件（双相流喷头），结合国产化的设备工艺条件而设计。特点是操作弹性大，有害物去除率高，不产生废水，重金属及二恶英的排放浓度低，系统操作易于控制，综合成本较低。实践证明，经该系统处理后的烟气排放浓度低于国内现行标准。

该系统选用纯度大于90%的Ca（OH）2粉末，调制成一定浓度的石灰浆，由浆泵将石灰浆送入反应塔，通过塔顶的双相流固定喷头使石灰浆液雾化成100μm左右的雾滴，烟气中的酸性气体与含有石灰的碱性雾滴发生化学反应被吸收，从而在喷淋塔内完成脱酸过程。同时塔内的高温烟气使得浆液雾滴在下降的过程中得到干燥，并在到达塔底前将水分充分蒸发，约10%的固体反应物从塔底排出。其余随烟气进入后续的布袋除尘器。

脱酸后的烟气从反应塔下部烟道排出后进入后续的布袋除尘器进行除尘。烟气中的烟尘和从反应塔携带出来的石灰粉末进入布袋除尘器后，被截留在布袋表面，可继续与烟气中的酸性气体反应，进一步提高脱酸效率。

由于垃圾焚烧尾气中通常含有一定浓度的二恶英，因此系统中考虑通过喷入活性炭的方式来吸附烟气中的二恶英。在烟气进入布袋除尘器前，向烟道内喷入的活性炭粉进入除尘器后同样被截留在布袋表面，当烟气通过布袋时烟气中的二恶英因被活性炭吸附而得到净化。

此外，在喷活性炭的烟道处也同样设置喷射消石灰的装置，以保证在烟气中酸性气体含量很高时也能通过在此处喷射消石灰后达标。

2 2种工艺技术特点

循环流化床烟气脱酸净化工艺与固定喷嘴法烟气脱酸净化工艺技术特点见表1。

从表1中可看出，循环流化床烟气脱酸净化工艺和固定喷嘴法烟气脱酸净化工艺都可以满足垃圾焚烧厂的烟气脱酸要求。其中循环流化床烟气脱酸净化工艺的占地面积更小，脱酸效率更高，且其在电厂和欧洲垃圾焚烧厂已有一定的应用。

3 2种工艺投资运行成本分析（2条线）

按照2条入口均为6万m3/h的烟气量的烟气处理系统考虑，入口HCl浓度1 000 mg/m3，SOx浓度600 mg/m3，系统年运行时间8 000 h，排放标准同时满足GB 18485—2001生活垃圾焚烧污染控制标准和欧盟92标准。

表1 2种工艺技术特点

表2 2种工艺运行成本

从表2可以看出循环流化床烟气脱酸净化工艺和固定喷嘴法烟气脱酸净化工艺的运行费用相差不大，但是循环流化床烟气脱酸净化工艺的总投资较高。

4 结论

循环流化床烟气脱酸净化工艺和固定喷嘴法烟气脱酸净化工艺都可满足垃圾焚烧厂烟气脱酸系统的处理要求。其中循环流化床烟气脱酸净化工艺投资较高，但其脱酸效率高、占地少，因此适用于排放标准严格、占地要求少的垃圾焚烧厂，且该工艺在电厂和欧洲垃圾焚烧厂已有一定的应用，故可选用的设备厂家也较多。而固定喷嘴法烟气脱酸净化工艺设置制浆系统，控制复杂，监控和维护内容多，石灰耗量高，但其投资相对较低，且在石灰高耗量的情况下也能保证烟气达标，因此适用于对投资要求较低的垃圾焚烧厂。考虑到这2种工艺目前在国内炉排炉垃圾焚烧项目应用相对较少，因此均宜进行针对性优化设计。

［1］张益，赵由才.城市生活垃圾焚烧技术［M］.北京：化学工业出版社，2000.

［2］CJJ 90-2009生活垃圾焚烧处理工程技术规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2009.

Technology Research on New Semi-dry Method in Flue Gas Deacidification System for Waste Incineration

Xia Ziqing,Zhang Zhikun,Gao Haiming,Zhu Jialong
（Shanghai Environmental Sanitary Engineering Design Institute,Shanghai 200232）

By technology and economy analysis of a new semi-dry method (CFB deacidification and stable nozzle deacidification) in flue gas deacidification system for waste incineration,the technologies can meet the need of flue gas deacidification for waste incineration.

semi-dry method；flue gas deacidification；circulating fluidized bed (CFB)；stable nozzle

X701.2

A

1005－8206（2011） 03－0027－03

2010-11-30

夏子卿（1984—），主要从事环境工程设计及技术咨询。

（责任编辑：张艺）