烟气处理系统控制基本原理

过程控制基本原理•页脚

1. 总述

1.1. 概述

本文介绍垃圾焚烧线空气污染控制的方法。

半干式反应塔，使用旋转雾化器向烟气中喷洒石灰浆。石灰浆中的水份被蒸发来降低烟气的温度，而熟石灰则可以减少酸性气体含量。

石灰浆是在一个两条焚烧线共用的石灰熟化装置中制作的。此装置包括一套生石灰仓、一台制备罐、一台储存罐、一台循环泵和一台备用循环泵。

在反应塔之后，是粉状的活性炭作为吸附剂被喷入烟气中来吸附其中的汞和二恶英/呋喃等。

系统用一个共用活性炭仓来储存这些活性炭，同时每条线又有独立的计量器和气力输送系统。

在活性炭喷入后，烟气进入布袋除尘器中，在这里烟尘从烟气中被过滤到滤袋表面。通过脉冲喷吹系统将附着在滤袋表面的烟尘振落到灰斗中。

飞灰输送系统将飞灰从反应塔和除尘器的灰斗底部输送到飞灰贮仓里。飞灰贮仓配备有卸料装置及装车机，可以将仓的飞灰卸入卡车中。

经除尘器过滤后的清洁气体通过ID风机从烟囱排出。

概述

反应塔包含烟气进气烟道、旋转雾化器、筒体、带有活性炭喷嘴的烟气出口烟道和带有破碎器和旋转阀的底部锥斗。

反应塔的功能是在烟气离开锅炉后进行第一步净化。在反应塔中，烟气中的重金属和有害气体成分，通过与喷入的石灰浆接触而在适当温度下发生中和反应降低含量。并在烟气出口中喷入活性炭来吸附汞和二恶英。固体残渣混在烟气中进入后续的除尘器中。一部分飞灰会从烟气中分离出来而沉落于反应塔底部，经过飞灰输送系统送入飞灰贮仓。

第二级净化在反应塔后部的除尘器中进行。

反应塔塔体的主要功能是

➢在烟气通过时，通过提供充分的滞留时间（约15～20秒）来为中和反应创造最适合的空间环境。

➢降低烟气温度来为中和反应提供最适合的温度。

烟气进口通道的主要功能是使烟气以下降螺旋方式流过反应塔。这通过反应塔顶部进气烟道中均匀分布的导向片（风栅）来实现。烟气的旋转方向和雾化器喷入石灰浆的方向相反。

旋转雾化器的主要功能是将石灰浆和自来水充分、均匀地雾化，更好的与酸性气体进行反应。•页脚

喷入的石灰浆的量是由烟囱出口的烟气排放等级来控制的。

用来冷却烟气（进口温度大约是200°C+10°C/-10°C，出口温度则为>160°C）的自来水喷入量，是由反应塔烟道出口的烟气温度来控制的。

雾化器位于反应塔顶部水平面的安装轴里。安装轴为双层壳体，中间为保温层。

雾化器由一个用以喷雾的雾化轮及一台调速电机组成。二者共用一根轴。旋转速度大约是

12,000rpm。

在雾化器外部有一个封闭的冷却回路，雾化器采用水冷却，上下轴承采有油化压缩空气冷却，并为轴承提供润滑。

雾化器设计合理（如所有的连接均采用快速联接），更换（如取出雾化器并换上备用雾化盘）最多不超过20分钟。每台反应塔顶部各有一台电动提升机来实现这一动作。在这段时间里，冷却水和石灰浆的喷入中断，通过下游除尘器滤袋外部滤饼上反应剩余的氢氧化钙应付短时间的石灰浆中断情况。所以布袋要求运行温度可达190°C (+5°C)，

在出口管道处装有活性炭喷射装置。

反应塔的锥底，可以收集由于螺旋运动的离心力作用，而与烟气分离的固体颗粒。为了避免堵塞，锥底需要伴热和保温，另外还在锥体外部安装了空气锤。

飞灰通过锥底出口，首先进入破碎机里，再经过旋转阀，最后由螺旋输送机送到集合输送机。

旋转阀用以均匀给料及气体密封。

石灰浆流量控制

石灰浆是通过一流量控制阀来定量供给的。流量的计量应由喂料前/喂料后的控制回路进行控制，主要按照以下方式进行计量：

为了使水流控制回路重新打开水控制阀，温度控制开关被定义在一定的时间（比如10秒）。

水流量控制

水通过一流量控制阀来定量供给。供给量在以下输入量的基础上由一控制回路来控制：

➢反应塔出口的三个温度测定值的中间值

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旋转雾化器

偏差：旋转雾化器的紧急电源供应

在断电的情况下，整个旋转雾化器将处于停止状态。那么控制器以及带有24V低压电源的设备都将由一个额外的电源来进行供电，同时也就不再需要一个控制器的部记忆模块。

为确保旋转雾化器的冷却目的，雾化器的控制柜必须要和厂的紧急制电系统相联接。当紧急电源开启时，在旋转雾化器的组件设备中将有一个及时的电源供应。

当电源用同样的3相电缆供应时，电路连接应显示此时所用为紧急电源供应。当紧急电源开关开启时电路连接应被关闭。

当紧急电源运行时，冷却系统应自动启动。旋转雾化器的电机应关闭以确保安全。所有其他的“低压”电气（传感器，转换器以及测量仪）都可以正常运转。

当“紧急电源“信号变低时，旋转雾化器可以在重新启动（可就地操作也可从控制室进行控制）后进入正常运转状态。

在正常运行状态下，整个旋转雾化器的最大电流为3相125A。在紧急电源运行的状态下整个电源要求整个雾化器的电流限定在最大3KW.

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石灰浆制备系统

概述

石灰浆，即熟石灰浆，作为中和酸性气体的反应物被喷入烟气中。石灰浆由CaO熟化而成。

本系统配备一台石灰储仓和一套石灰浆制备设备。

一套共用的循环泵（现现场装有两台循环泵，一台运行，一台备用）将石灰浆送入反应塔雾化器。

a.石灰浆储存和供给

生石灰储存于储仓中。生石灰由一罐车通过气力输送送入仓。储仓的加料由现场控制箱完成。

石灰储仓安装有两个料位计。当料位在高值（H）时，就会发出声光信号来人工停止装填（声光警报需人工复位）。当料位在低值（L）时，现场控制箱发出声光信号，并发出一报警信号到DCS，以反应石灰仓需要补充加料。

在储仓的顶部，装有一个带有安全栅格的进口盖、一只真空压力释放阀和一台仓顶除尘器。当罐车向仓加料时，进口管阀门打开，并启动仓顶除尘器风机。

当石灰仓向制备罐加料时，仓底的气动插板阀打开，同时锥底的震动料斗的电机开启。

b.石灰浆制备

石灰浆制备系统的主要功能是向反应塔中连续提供需要的稀释为9-13%的石灰浆溶液

石灰浆制备系统能够连续输出石灰浆。而石灰和自来水,是以间断的方式进入制备罐。储存罐则作为制备罐和石灰浆泵之间的一个缓冲装置。

定量螺旋位于石灰仓的底部。当一个熟化周期开始时,定量螺旋开始向制备罐中供给石灰，同

时，制备罐上抽风机启动。当熟化周期结束时, 计量螺旋电动机停止, 抽风机继续运行，以避免制备罐中蒸汽进入计量螺旋中。

计量螺旋有二个不同的转速: 首先，石灰浆会以最高的速度来给料, 然后使用较低的速度来精密地配比石灰浆的浓度。

制备罐装有称重传感器，用以给出连续的信号来显示其含量。另外还配备有一个温度传感器。

制备罐还安装有一个搅拌器，使石灰能够更好的熟化。

为了避免蒸气进入计量螺旋出现堵塞现象, 制备罐顶部安装有一个抽风机，用以熟化时产生的蒸气。蒸气被风机抽出，通过一个安装有自来水喷雾嘴的小的洗尘器。自来水会将石灰灰尘黏附下, 然后使其混于自来水中流入制备罐中。风机是和计量螺旋一起启动的，但是在计量螺旋停止后几分钟后才停止几分钟。

制备罐中的石灰浆通过重力作用进入储存罐。储存罐配备有一个料位传感器，可以连续的指示罐中的含量。罐上同样装有一搅拌器。搅拌器设有低位保护，当石灰浆容量为低位时，搅拌器的电动机停止。

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