危废焚烧烟气处理

9
10 11 12 13 14
Cd及其化合物（以Cd计）
铁及其化合物（以Fe计） 砷、镍及其化合物（以As+Ni计） 铅及其化合物（以Pb计） 铬、锡、锑、铜、锰及其化合物 二噁英类
0.1
0.05 1 0.5 0.5 0.1
第二章脱酸系统工艺工艺流程的介绍和说明




2.1急冷脱酸系统工艺流程 经过余热锅炉的500℃烟气在急冷脱酸塔内雾化喷水和氢氧 化钠溶液，将烟骤降至约195℃ “急冷脱酸”措施，主要是以 减少“二噁英”再合成的机会并进行初步脱酸。当处理Cl、S 含量比较低的时候，急冷喷淋碱液罐可以不加入NaOH溶液， 碱液双流体喷枪只喷清水。当Cl、S含量比较高的时候，急冷 喷淋碱液罐可以加入NaOH溶液，碱液双流体喷枪喷稀碱液。 喷淋水及喷淋碱液分别由急冷喷淋水泵和急冷喷淋碱液泵送入 清水双流体喷枪和碱液双流体喷枪，在喷头的内部，压缩空气 与水经过若干次的打击，自来水及碱液被雾化成平均粒径为 60μm左右的水滴，保证雾化水和碱液在瞬间（0.9秒）全部蒸 发。 厂区来的自来水分别进入急冷水箱作为喷淋使用，以及进入 急冷喷淋碱液罐作为稀释溶液用。


急冷脱酸系统位于余热锅炉之后， 500℃的高温烟气自上 向下进入急冷塔，急冷脱酸塔顶部的双流体喷枪喷出雾化 水和碱液，在压缩空气的作用下，在喷头的内部，压缩空 气与水经过若干次的打击，自来水被雾化成0.08mm左右 的水滴，被雾化后的水滴与高温烟气充分换热，在短时间 内迅速蒸发，带走热量。使得烟气温度在瞬间（0.9秒） 被降至200℃以下，最终与水蒸气共同从急冷脱酸塔底部 的烟道接口排出。由于烟气在200-500℃之间停留时间小 于1s，因此防止了二恶英的再合成。 1.1.1急冷定压罐的工作原理 考虑到停电时，还有热烟气进入急冷塔，为了防止热烟气 进入布袋除尘器，我们在急冷脱酸系统设计了急冷定压罐， 当系统停电时启动，喷入清水，使烟气降温，保护后续设 备。


1.2循环流化床脱酸系统工艺原理
1.2.1活性炭吸附系统 为了去除二恶英及重金属污染物，烟气进入循环流化床脱酸塔 前喷入活性炭粉末。利用活性炭粉末吸附烟气中二恶英及重金 属等有毒物质来达到烟气高效净化的目的。 活性炭喷射吸附并不能单独构成完整的烟气净化系统，它只能 作为烟气净化主体工艺的完善或补充工艺。为了满足废物焚烧 烟气排放标准，确保重金属（尤其是Hg）、二恶英（PCDDs）、 呋喃（PCDFs）的排放标准，除严格控制焚烧工艺和技术参数 外，常采用活性炭喷射吸附的辅助净化措施。由于活性炭具有 极大的比表面积，因此，即使是少量的活性炭，只要与烟气混 合均匀且接触时间足够长，就可以达到高吸附净化效率。活性 炭与烟气的均匀混合是通过强烈的湍流实现的，活性炭被均匀 的喷入烟气中，混合均匀，达到了良好的吸附效果。活性炭在 管道中与烟气强烈均匀混合后，达到高效吸附效果，但管道内 的吸附并未达到饱和，随后再与烟气一起进入后续的袋式除尘 器中，停留在滤袋上，与缓慢通过滤袋的烟气充分接触， 达到 对烟气中重金属Hg和PCDD/Fs等污染物的吸附净化，吸附重金 属、二恶英的活性炭落入袋式除尘器的灰斗。


Ca(OH)2 + SO2= CaSO3+ H2O Ca(OH)2 + SO3 = CaSO4+ H2O CaSO3 + 1/2O2 = CaSO4 Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3+ H2O Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O Ca(OH)2 + 2HF = CaF2+ 2H2O 在循环流化床脱酸塔前的连接烟道中喷入活性炭，与烟 气混合后进入循环流化床脱酸塔，使用200目的活性碳 干粉，保证比表面积和吸附能力，以去除烟气中的二噁 英和重金属 。 为了循环流化床脱酸系统的稳定运行，本项目特设置回 流风系统，将引风机出口烟气引入循环流化床脱酸塔入 口，以保证进入循环流化床的烟气量稳定，从而达到循 环流化床脱酸塔床层的稳定。该烟气量可以根据装置负 荷可调。为了防止烟道被腐蚀，则回流风平常在最小回 流量10%的负荷下运行。


1.3袋式除尘器系统工艺原理

袋式除尘器主要由滤袋、清灰机构和外壳灰斗构成。 含尘气流进入除尘器进风管，流经三通管，进入灰斗后在 导流板作用下均匀地流向各个室。在实际运行中各室的压 差是很接近的。 袋式除尘器的滤尘机制包括筛分、惯性碰撞、拦截、扩散、 静电及重力作用等，筛分作用是袋式除尘器的主要滤尘机 制之一，当粉尘粒径大于滤料中纤维间孔隙或滤料上沉积 的粉尘间的孔隙时，粉尘即被过滤下来，通常的织物滤布， 由于纤维间的孔隙远大于粉尘粒径，所以刚开始过滤时， 筛分作用很小，主要是纤维滤尘机制——惯性碰撞、拦截、 扩散和静电作用，但是当滤布上逐渐形成了一层粉尘粘附 层后，则碰撞、扩散等作用变得很小，而是主要靠筛分作 用。事实上，细小的尘粒是被灰尘层捕获的，否则就可能 穿过滤袋。可以说主要的过滤材料是灰尘层(俗称二次过 滤层)，而不是滤袋。
≤2.5 1200~4363 2635~4906 432~1007 1.3 吸收率>50% 吸收率>80% 吸收率>80%
Pa
≤2500


2.2.2循环流化床脱酸系统工艺流程介绍



烟气经过急冷脱酸塔（C46001）后，在循环流化床脱酸塔 （C46002）入口烟道上喷入活性炭，同时吸附二恶英和重金属 等有害物质。 活性炭储存于活性炭仓，通过电动葫芦将活性炭装入活性炭仓， 活性炭经自动计量装置经活性炭给料机（ET46001）直接送入 烟道。 经“急冷”后的烟气进入循环流化床脱酸塔（C46002），经过 增湿后与喷入塔中的消石灰及活性碳和飞灰的混合粉充分接触， 反应形成粉尘状钙盐。旋风除尘器和袋式除尘器收集下来的粉 尘，回到回料仓（TK46018），通过回料仓一级输灰机 （ET46005）和回料仓二级输灰机（ET46006）,重新回到循环 流化床脱酸塔中，在此与新鲜的石灰粉和活性碳共同作用，进 一步进行烟气的脱酸。 为了循环流化床脱酸系统的稳定运行，本项目特设置回流风系 统，将引风机出口烟气引入循环流化床脱酸塔入口，以保证进 入循环流化床的烟气量稳定，从而达到循环流化床脱酸塔床层 的稳定。该烟气量可以根据装置负荷可调。


1.4湿法脱酸系统工艺原理



采用NaOH溶液作为脱酸剂进行塔内脱酸，由于其碱性强， 吸收二氧化硫后反应产物溶解度大，不会造成过饱和结晶， 避免了结垢堵塞问题。主要化学反应如下： 2NaOH + SO2= Na2SO3+ H2O Na2SO3+ SO2+ H2O=2NaHSO3 Na2CO3+ SO2= Na2SO3+CO2 2Na2SO3+ O2=2Na2SO4 NaOH+HCl=NaCl+ H2O NaOH+HF=NaF+ H2O 影响湿法脱酸效率的主要因素是液气比，液气比决定了吸 收面积，增加液气比，气相和液相的传质系数提高，有利 于酸性气体的吸收，如果液气比过大，容易导致浆液雾化 效果不佳，不利于脱酸，并且会增加系统的阻力，这时可 以通过调节PH值来降低液气比，本系统设计的液气比为 4L/Nm3，能够满足出口SO2＜40、HCL＜6、HF＜0.7 mg/ Nm3排放要求。
表1-1 本项目危险废物焚烧炉大气污染物排放限值
序号 1 2 污染物 烟气黑度 烟尘 最高允许排放浓度限值（mg/m3） 格林曼 I 级 10
3
4 5 6 7 8
一氧化碳(CO)
二氧化硫(SO2) 氟化氢(HF) 氯化氢(HCl) 氮氧化物(以NOx计) Hg及其化合物（以Hg计）
50
50 1 10 500 0.05


2.2循环流化床脱酸系统工艺流程
2.2.1性能参数
序号 项目 单位 数值 进口 1 2 烟气量 烟气温度 Nm3/h ℃ 32410 185~195 出口 33163 160~185
3 4 5 6 7
8
入口含尘浓度 SO2浓度 HCL浓度 HF浓度 钙硫比(Ca/S)
系统阻力
g/ Nm3 mg/ Nm3 mg/ Nm3 mg/ Nm3



随着灰尘层的加厚，滤袋对气流的阻力也逐渐增大，为 了防止阻力过大，必须周期性地对滤袋清灰。清灰后， 仍然有残余的灰尘层可以捕获较小的尘粒。清灰是用脉 冲喷吹的方法进行，一次喷吹清洁一行滤袋，喷吹宽度 为0.2秒(可调)。喷吹时，滤袋快速膨胀又缩回，从而将 灰尘振落掉入灰斗。每室内的各行滤袋按顺序进行清灰。 清灰可以在过滤的状况下进行，也可以让一个分室在清 灰时停止过滤（称为离线清灰）。清灰时落入灰斗的灰 尘应随时由螺旋输送机运走，后者必须连续不断地运行。 灰斗不可以用来储灰的。 如果设计、运行和维护不当，滤料上某些地方的温度就 可能低于露点，以致发生冷凝。冷凝物会和灰尘粘结在 一起形成水泥状的结块，通常的清灰方式是无法去除这 些结块的。如果发生这样的情况，就意味着滤袋被堵塞 了，这时滤袋的阻力就会变得太高而且降不下来。



在文丘里的出口扩管段设有喷水装置，喷入的雾化水使 脱酸反应器内的烟温降低15~20° C左右，烟温在很大程 度上决定了浆滴的蒸发特性和脱酸特性，适宜的烟温可 以使浆滴液相蒸发缓慢，增加脱酸反应时间，提高脱酸 效率和消石灰的利用率。 经过增湿后的烟气在文丘里段以上的塔体内进行更充分 的反应，塔体高度16m，烟气在塔内的停留时间3s，脱 酸反应大部分都发生在1~3s的浆滴蒸发期内，此时脱酸 效率可达80%以上，当液相蒸发完毕时反应基本停止。 烟气上升过程中，颗粒一部分随烟气被带出脱硫塔，一 部分因自重回流到循环流化床内，进一步增加了流化床 的床层颗粒浓度和延长吸收剂的反应时间，小的颗粒经 旋风除尘器收集后部分返回到循环流化床脱酸塔中，塔 内烟气流速5m/s，使消石灰的循环倍率可达30~120倍， 停留时间可达30min左右，提高了消石灰的利用率。主 要化学反应如下：



1.2.2循环流化床脱酸系统
Fra Baidu bibliotek

影响循环流化床脱酸效率的主要因素有钙硫比、烟气温度、烟气停留 时间、消石灰的循环倍率。钙硫比、循环倍率是循环流化床脱酸的关 键因素，其直接影响脱酸效率和消石灰的用量，本系统Ca/S设计为 1.3，SO2脱除率>50%、HF脱除率>80%、HCl脱除率>80%；喷入雾化 水后烟温降低15~20° C左右，为脱酸反应提供了良好的温度条件；塔 内烟气停留时间3s使脱酸反应更充分；塔内烟气流速5m/s，保证了消 石灰的循环倍率和停留时间，提高消石灰利用率。 来自急冷脱酸塔的约190° C的烟气，从循环流化床脱酸塔底部进入， 与加入的吸收剂、循环灰充分混合，进行初步的脱酸反应，然后烟气 通过脱酸塔下部的文丘里管的加速，进入循环流化床床体；由于气流 的作用，物料在循环流化床里产生激烈的湍动与混合，充分接触，在 上升的过程中，消石灰颗粒与烟气之间具有很大的相对滑落速度，颗 粒表面不断摩擦、碰撞更新，不断形成絮状物向下掉落，而絮状物在 激烈湍动中又不断解体重新被气流提升，形成类似循环流化床锅炉所 特有的内循环颗粒流，使得气固间的滑落速度高达单颗粒滑落速度的 数十倍，进一步提高了塔内颗粒的床层密度，使得塔内有着更高Ca/S 比，从而极大地强化了气固间的传热、传质，烟气中的SO2和几乎全 部的SO3、HCl、HF等被吸收脱除。这种循环流化床内气固两相流机制， 极大地强化了气固间的传质与传热，为实现高效脱硫率提供了根本的 保证。
固体废物综合处理工程项目 危险废物焚烧处置装置
焚烧系统工艺培训
（脱酸系统、压缩空气系统及冷却循环系统）
第一章 脱酸系统工艺原理


1.1急冷脱酸系统工艺原理


二噁英是多氯代二苯并二噁英(PCDDs)和多氯代二苯并呋 喃(PCDFs)的统称，其作为《关于持久性有机污染物(POPs) 的斯德哥尔摩公约》的首批控制对象，被称为无意排放的 副产物，已引起国际的广泛关注。 在200 ℃-450 ℃的环境中，吸附在飞灰粒子表面和二噁英 有相似结构的前驱物（氯代芳烃等）在催用下（氯化铜为 主要催化剂）被热解、分子重组最终形成二噁英。快速冷 却（淬火）废气被认为可以有效防止合成二噁英。对烟气 进行急冷（如空气淬火，水管冷却，喷雾冷却），使烟气 温度快速降至200℃以下，以最大限度减少PCDD/Fs在易 生成温度区间的停留时间。 根据《危险废物集中焚烧处置工程建设技术规范》，为避 免二恶英在低温时的再次合成，要求在1秒内将烟气从 500℃降至200℃以下。