垃圾焚烧烟气脱酸工艺的性能比较及应用

190 ~ 230 为提高干法系统的脱酸效率，一般通 过减温喷淋措施降低烟温，以达到最佳反应温度。干 法系统具有设备简单、投资成本较低、无废水产生、 系统维护简便等优点。但是，由于气固反应接触面积 小、反应时间有限等问题，脱酸效率不高。随着垃圾 焚烧炉处理能力的扩大，对于一些掺烧污泥、工业垃 圾、建筑垃圾等污染物初始值很高的项目，单独使用 干法很难稳定地达到《生活垃圾焚烧污染控制标准》
除此以外，足够的停留时间（不小于18s）、反 应塔出口温度的控制对脱酸效率也有极大影响。从反 应的角度来看，反应塔出口的温度越低，脱酸效率越 高，但是过低的烟温导致反应产物吸湿，形成塔挂壁、 结焦以及后端输灰系统板结等问题，目前，工程上一 般把反应塔出口温度定在145 ~ 152 P。半干法工艺 脱酸性能较好，配合干法排放指标，可以满足欧盟相 关标准。工艺流程简单，投资费用适中，运行维护简 便，它是目前工程中应用最广泛的工艺。 1.3湿法脱酸
1酸性气体脱除工艺的效率及经济性比较
1.1干法脱酸 干法脱酸工艺是指将碱性脱酸剂通过专用喷嘴
喷入除尘器入口烟道内，脱酸微粒表面和烟气中的酸 性物质接触，发生中和反应，生成中性盐颗粒。除尘 系统收集未反应的脱酸剂、反应生成物及粉尘，并将 其送入后续飞灰系统。干法脱酸的反应适宜温度一般 为140 ~ 150 °C [3],而从余热锅炉出来的烟气温度为
3结论
垃圾焚烧无疑是未来垃圾处理的主流方向。针对 烟气脱酸处理，目前的主流工艺“半干法+干法”能满 足国标要求，适用中小城市的垃圾发电厂或者一些老旧
1 王金波，江家骅，梁晓菲•生活垃圾焚烧厂烟气 净化工艺选择及案例分析[J].环保科技,2008（ 3 >
22-27. 2 郭娟•垃圾焚烧发电厂烟气系统优化研究[D].
2010标准。同时，湿法对粉尘、二噁英等其他污染 物也有一定的去除作用。但是，其系统复杂，建设成
本高，后期废水处理导致运营成本高，湿法至今在国
内还未得到广泛使用。
三种垃圾焚烧烟气脱酸工艺的比较结果如表］所
示。为满足多元化的工程需求，目前，市场上一般采
用组合脱酸工艺。常见的组合方式有半干法+干法、
半干法+干法+湿法。
半干法+干法
26
16.9
247
5.14
22.04
半干法+
干法（备用）+湿法
20
13
2.86
2.57
547
11.38
26.95
注：以上运行成本基于理论值进行分析，电耗仅考虑了干法、半干法以及湿法部分的用电量，不含引风机电耗的变化，未
计设备折旧以及飞灰、废水处理费用；考虑废水处理成本高，对湿法进行理论计算时，HC1浓度初始值为lOOmg/Nn?, S02 浓度初始值为50mg/Nm3；按照消石灰650元/t、氢氧化钠（30%） 900元/t、电价0.65元/ （kW • h）计算费用。
XING Chunyan (Shanghai Techspray Environmental Protection Co., Ltd., Shanghai 200120, China) Abstract: This paper introduces the process of waste incineration exhaust gas deacidification, and compares the advantages and disadvantages of various processes, and uses combined processes to meet the current diversified deacidification needs, and compares the deacidification stability and operating costs of different combined processes through actual cases. Keywords: waste incineration; deacidification process; combined deacidification
北京：清华大学，2014： 12-13. 3 成秋蕾•基于垂直防渗膜检测的可视化系统[D].
济南：山东师范大学，2016： 18. 4 石应杰.半干半湿法垃圾焚烧烟气净化工艺研究:
焦作示范工程[D].北京：中国环境科学研究院，
2004： 16. 5 何秀明•提升垃圾焚烧厂垃圾处理质量对策[J].
国家大力推行垃圾分类，增强全民环保意识，从源头上 减少污染物的产生，减轻垃圾焚烧的环保处理压力。
炉工况影响较大（见图2）, 一旦环保要求再次提高, 就将无法满足要求。由于垃圾成分复杂、燃烧工况复
参考文献
杂、污染物初始值波动性较大，对于严格要求达到欧 盟标准或优于欧盟标准的项目,“半干法+干法（辅 助/备用）+湿法”组合工艺路线是最佳选择。从建 设及运行成本分析（见表2）,对于满足国标要求即 可的项目，“半干法+干法”工艺是很好的选择，同 时在建设阶段也可以考虑预留湿法场地，为以后的增 能做准备。
化的脱酸需求，并通过实际案例对不同组合工艺的脱酸稳定性及运行费用等进行比较。
关键词：垃圾焚烧；脱酸工艺；组合脱酸
中图分类号：X701
文献标识码：A
文章编号：1008-9500（2021）06-0150-03
DOI: 10.3969/j .issn.l 008-9500.2021.06.047
Performance Comparison and Application of Waste Incineration Exhaust Gas Deacidification Processes
目前，国内主流湿法脱酸采用二段式脱酸塔， 脱酸塔分为冷却部和减湿部，两部分独立循环，独立 控制，整体运行性能优异，可靠性高。热烟气从冷 却部下方进入塔内，与上方冷却液喷嘴雾化后的减 液（NaOH ）充分接触，发生酸碱中和反应，脱除了 98%以上的HCL以及85%以上的S02o冷却段碱液 量通过pH计进行联锁控制，充分考虑酸性气体的吸 收效率以及pH >8后碱液和CO2反应导致的碱液损 失，_般把pH控制在6左右。在这个过程中，烟温 下降，水分蒸发，烟气中含水率增加，宜到饱和。同 时，碱液反复循环，盐浓度逐渐上升。当盐浓度介于 3% ~ 5%时，部分废水排除，要注入新鲜工艺水， 确保水系统平衡。之后，烟气进入减湿部，与减湿部 喷嘴出来的减湿液再次反应，进一步深度脱除烟气中 的酸性气体。为保证脱酸效率，减湿部添加了填料， 增加了气液的接触面积。同时，考虑到烟气含水率较 高，出现白烟现象，在减湿液循环过程中增加热交换 器，利用循环水带走减湿液热量，降低减湿液温度， 从而降低烟气温度，减少塔出口烟气含水率。
表1垃圾焚烧烟气脱酸工艺对比
脱酸工艺
HC1去除率（%） SO?去除率（%）
吸收剂消耗量 有无废水 投资成本 运行维护
> 80 > 60
简单
半干法湿法
囂
>9
踰
>9低
有 需
高
S
鬆
运行案例
一般作为辅助或备用
2组合工艺运行成本分析
国内某垃圾发电厂处理能力为2x750t/d,烟气 排放量为165 000 Nm*3/h （湿基），烟气波动范围为 70% ~ 120%。入口 污染物 HCL 浓度为 1 400 mg/Nm3 （日均值，干基11%。2）, SO?浓度为700mg/Nm3（日 均值，干基11% O2） o考虑日益严格的排放要求， 烟气净化系统出口排放指标要求优于欧盟2010标准， 对于污染物出口，HCL浓度要小于8mg^m3 （日均 值，干基11% 02） , SC）2浓度要小于35 mg/Nm3 （日 均值，干基11% 02） □本项目烟气净化系统采用
当前，在诸多生活垃圾处理技术中，焚烧技术 具有无害化最彻底、减容化最显著、可资源化利用程 度最高的优势叫本文主要讨论垃圾焚烧烟气污染物 中的酸性气体的脱除工艺。酸性气体主要来源于垃圾 中特定组分的燃烧过程。HC1主要来自垃圾中含氯有 机废物和含氯无机废物，二者在高温焚烧时发生分解 或与其他物质发生反应叫S0*主要来自垃圾中的有 机硫分和部分无机硫分，其中可燃硫的转化率接近 100%。S0*绝大部分以S02的形式存在。
G
1
s
5
4
0
3 2
H
1
0
图1 半干法+干法（备用）+湿法
表2运行成本分析
5
10
15
20
25
时间（h）
图2半干法+干法
运行方式
消石灰______________________ 氢氧化钠（30%））___________________ M____________ 总计 耗量（kg/t垃圾）吨垃圾费用（元）耗量（kg/t垃圾）吨垃圾费用（元）功率ZkW吨垃圾费用（元）
下面采集DCS数据，对两种工况脱酸效果进行 分析，如图1、图2和表2所示。
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代节能减排
中国资源综合利用
第6期
8
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19
7
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收稿日期：2021-04-03 作者简介：邢春燕（1987-）,女,江苏南通人，工程师，研究方向：垃圾焚烧烟气净化。
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第6期
邢春燕:垃圾焚烧烟气脱酸工艺的性能比较及应用
©节能减排
动，形成顺流，在螺旋式下降的过程中，石灰浆液滴 与酸性气体发生中和反应叫生成中性盐颗粒，达到 脱酸的目的。从脱酸机理看，反应在气、液、固三相 中进行。首先，气-液接触，Ca（OH）2表面水膜吸收 HCI、SO2,发成剧烈的中和反应，同时烟气降温，液 滴水分蒸发；接着，气-固再次接触，充分反应。从 上述反应历程看，液态水决定了脱酸反应的活性，水 的粒径越大，越有利于HCI、SO?的吸收。但是，水 的粒径越大，其就越不易被蒸发，因此雾化水的粒径 要求有一个合适的范围叫根据现有工程经验，雾化 粒径为40〜70 Ji m时，脱硝效率较高。
湿法塔出口烟温较低（45 ~ 65 P）,进入后续 系统后，烟气需要再次升温。从节能角度考虑，湿法
系统还需要增设烟气换热器。其间利用湿法入口高温
烟气（150 T左右）与出口低温烟气进行热交换，确 保湿法系统出口烟温高于烟气酸露点温度，以保障后
续烟道及设备的使用寿命。湿法在脱除HCI和SO2上 较干法和半干法有极大的优势，排放指标优于欧盟
（GB 18485—2014）排放要求，目前大多作为辅助或 备用系统。 1.2半干法脱酸
半干法脱酸系统一般包括脱酸剂制备系统和半 干法反应塔（含旋转雾化器）o脱酸剂制备系统负责 将生石灰消化或熟石灰溶解，配制成10% ~ 15%的 石灰浆液。石灰浆液和冷却水分别通过泵送入雾化 器。雾化器高速旋转，将石灰浆液雾化成微小液滴。 同时，余热锅炉出口的热烟气经烟气分配器均匀进入 半干法塔。数十亿计的细小液滴被烟气裹带向下运
综上统计分析，采用“半干法+干法（辅助/备
电厂的改造。对于大城市新建电厂或對嗷指标优于欧盟
用）+湿法”组合工艺，满足焚烧线不同工况下的脱 酸需求，烟气净化系统出口排放值稳定且远低于现有
2010标准的项目，建议首选“半干法+干法（辅助/备 用）+湿法”工艺，以满足超低排放要求。同时，希望
环保指标（见图1）,实现了超低排放。而采用“半 干法+干法（辅助/备用）”工艺，排放值受前端锅
代节能减排
中国资源综合利用 China Resources Comprehensive Utilization
Vol.39 No.6 2021年6月
垃圾焚烧烟气脱酸工艺的性能比较及应用
邢春燕
（上海泰欣环境工程有限公司，上海200120）
摘要：本文介绍了垃圾焚烧烟气脱酸工艺，比较了各种工艺之间的优劣贽，采用组合工艺来满足目前多元
“半干法+干法（辅助/备用）+湿法”工艺。正常 运行后，对于烟气净化系统出口，HC1实际排放值为 3 ~ 5 mg/Nm3, SO2 实际排放值为 5 ~ 20 mg/Nm3,满 足项目排放要求。
本项目#1号炉运行期间，湿法系统故障维护时, 启用干法系统辅助半干法脱酸。通过分布式控制系统
（DCS）数据反馈，采用“半干法+干法”组合基本 能满足排放要求。但是，在入口污染物出现瞬间高值 时，排放也会出现突变。