垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣的脫硫脫白一體化
摘要：隨著環(huán)保要求越來越嚴(yán)格，對于煙氣中的NOx、SOx、HCl、粉塵、Hg、二噁英等污染物需要達(dá)標(biāo)排放外，還需要對煙囪出口的白煙進(jìn)行處理。垃圾焚燒廠傳統(tǒng)的方式是半干法+干法+煙氣脫白裝置來達(dá)到雙重的效果。但如果要使脫硫達(dá)到超低排放，此方法就無法滿足工藝的要求。因此本文主要闡述在垃圾焚燒發(fā)電煙氣采用二段式濕法塔脫硫系統(tǒng)來達(dá)到脫硫超低排放和脫白的目的。
1概述
濕法脫硫技術(shù)在燃煤火電廠應(yīng)用是比較成熟的，但在垃圾焚燒電廠還是初始階段，但是隨著環(huán)保要求越來越高，具體排放要求見表1-大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，垃圾焚燒廠采用的半干法+干法的脫硫模式可以滿足國家標(biāo)準(zhǔn)和歐盟2010標(biāo)準(zhǔn)，但是針對超低排放的地方性法規(guī)設(shè)計(jì)值就很難達(dá)到。為滿足超低排放要求，某公司引入二段式濕法塔脫硫技術(shù)很好的解決這個(gè)難題。
另外，二段式濕法塔脫硫技術(shù)在滿足脫硫的同時(shí)也能達(dá)到脫白的效果。濕法塔分為上下二段，下段為為冷卻吸收部，上段為減濕部。冷卻吸收部主要用于降低煙氣溫度和去除酸性氣體，減濕部在去除酸性氣體的同時(shí)還能進(jìn)一步降低煙溫，從而達(dá)到防治白煙的效果。與傳統(tǒng)的石灰石-石膏濕法脫硫不一樣的是氫氧化鈉濕法脫硫，具體原理如下：
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3
NaOH+NaHSO3=Na2SO3+H2O
通過氫氧化鈉與煙氣中的酸性氣體（SOx、HCl、HF等）發(fā)生中和反應(yīng)，生成可溶解的NaCl、NaF、Na2SO3、Na2SO4等鹽類，從而達(dá)到去除污染物的目的。
2.垃圾焚燒廠二段式濕法塔脫硫工藝描述
在垃圾焚燒發(fā)電廠濕法系統(tǒng)一般設(shè)置在布袋除塵后，從布袋除塵器出來約150℃的原煙氣進(jìn)入煙氣-煙氣換熱器GGH管程，經(jīng)與GGH殼程中從濕式洗滌塔出來的低溫凈煙氣進(jìn)行換熱后，原煙氣溫度降至約100℃從洗滌塔下部入口進(jìn)入塔內(nèi)，煙氣首先從洗煙塔的下部進(jìn)入濕法塔的冷卻吸收部，與冷卻部噴淋層噴下的含有堿性溶液（氫氧化鈉溶液）的冷卻液進(jìn)行充分接觸，把煙氣溫度降至飽和溫度，同時(shí)吸收煙氣中的酸性氣體；冷卻吸收部出口的飽和煙氣接著進(jìn)入上部的吸收減濕部，在該區(qū)域煙氣再次與減濕部噴淋層噴下的含有堿性溶液（氫氧化鈉溶液）的減濕液充分接觸，再進(jìn)一步的去除酸性氣體。同時(shí)通過降低飽和煙氣的溫度從而達(dá)到降低煙氣中的含水率。濕法塔減濕部出口的低溫凈煙氣經(jīng)GGH加熱后溫度升至≥115℃后，進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)。在上述過程中吸收冷卻部的冷卻水不斷進(jìn)行循環(huán)與煙氣進(jìn)行氣液接觸，發(fā)生中和反應(yīng)。因此其鹽濃度不斷的被濃縮，所以為了不超出一定濃度，要進(jìn)行排水。減濕部減濕下的的水應(yīng)盡可能的應(yīng)用于補(bǔ)充冷卻部，從而在排放廢水的同時(shí)來降低冷卻水的含鹽量。如果減濕下的水不夠用時(shí)，需額外補(bǔ)充工藝水來降低鹽濃度。系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水經(jīng)廢水處理后達(dá)標(biāo)排放。
3.二段式濕法塔脫硫的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
3.1在冬季可以避免煙囪出現(xiàn)白煙現(xiàn)象。
煙囪排煙出現(xiàn)冒白煙現(xiàn)象主要是煙氣中含有的水蒸汽冷凝結(jié)成小液滴，在小液滴集聚長大過程中氣體由霧狀逐漸發(fā)展成白煙狀。
具體機(jī)理如下：
在圖2-煙囪排煙與室外空氣混合焓濕圖中，O點(diǎn)為室外空氣點(diǎn)，I點(diǎn)為煙囪出口煙氣點(diǎn)，M點(diǎn)為煙囪出口與室外空氣混合點(diǎn)。如果混合點(diǎn)M經(jīng)過飽和區(qū)，即混合過程線I-O和濕空氣飽和曲線相交，則水蒸氣凝結(jié)成水珠，產(chǎn)生白煙現(xiàn)象；如果混合過程線I-O與濕空氣飽和曲線不相交，則水蒸氣不會(huì)發(fā)生冷凝。因此不產(chǎn)生白煙的極限條件是混合過程線I-O與濕空氣飽和曲線相切。上二段式濕法塔脫硫技術(shù)針對冬季煙囪出口白煙現(xiàn)象有明顯的措施。濕法塔上部設(shè)置減濕部，通過降低煙氣溫度，使煙氣中的水蒸氣冷凝析出水，從而來降低煙氣中的含水率。在煙囪排煙溫度相同的情況下，煙囪出口煙氣的含濕量降低，但能容納更多的水，隨著溫度的降低，混合過程線I-O與飽和空氣曲線相切或者不相交，從而達(dá)到煙囪出口不產(chǎn)生白煙的目的。
3.2工藝水的消耗會(huì)減少。
減濕部由于減濕會(huì)產(chǎn)生大量的減濕水，該水可以用來補(bǔ)充冷卻部，從而可以減少工藝水的消耗。
3.3脫硫產(chǎn)物除產(chǎn)生鈉鹽不產(chǎn)生其他副產(chǎn)物
脫硫中和劑采用氫氧化鈉，中和反應(yīng)產(chǎn)物為硫酸鈉和氯化鈉，不產(chǎn)生其他副產(chǎn)物。
3.4濕法脫硫系統(tǒng)控制簡單。
二段式濕法塔脫硫系統(tǒng)的控制點(diǎn)在與PH值和鹽度的控制，通過PH值來控制脫硫效果，通過鹽度來控制的廢水排放。
3.5產(chǎn)生一定量的含鹽廢水，增加廢水的處理量。
在脫硫過程中吸收冷卻部的冷卻水不斷循環(huán)利用。因此其鹽濃度不斷的被濃縮，而鹽含量過高會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶，會(huì)腐蝕設(shè)備和堵塞噴嘴和管道，因此當(dāng)廢水中鹽濃度達(dá)到一定濃度時(shí)需要進(jìn)行排水。排出的廢水需進(jìn)入廠內(nèi)廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理凈化，達(dá)標(biāo)后排放。
3.6煙氣凈化系統(tǒng)阻力會(huì)增加，引風(fēng)機(jī)電耗增加。
濕法塔本體壓降約在1200Pa，而煙氣-煙氣換熱器（GGH）壓降約在8000Pa（具體壓降根據(jù)設(shè)備定），因此二段式濕法塔脫硫系統(tǒng)壓力增加約9200Pa。會(huì)增加引風(fēng)機(jī)的電耗。
3.7煙氣-煙氣換熱氣（GGH）的防腐要求比較高
煙氣-煙氣換熱器（GGH）設(shè)置在濕法塔出口（溫度約65℃），該煙氣腐蝕性比較大。因此煙氣-煙氣換熱氣一般采用材質(zhì)為氟塑料的光管。該材質(zhì)能解決了低溫腐蝕問題，運(yùn)行可靠性大大增加。而且氟塑料換熱器已在電廠大規(guī)模應(yīng)用，成熟可靠、風(fēng)險(xiǎn)小。
4.總結(jié)
綜上所述，隨著環(huán)保要求越來越嚴(yán)厲，濕法脫硫系統(tǒng)在垃圾焚燒廠的應(yīng)用也會(huì)越來越廣泛。而且二段式濕法塔脫硫技術(shù)在滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)還能防止煙囪出現(xiàn)白煙的現(xiàn)象，一舉兩得。二段式濕法塔脫硫技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其缺點(diǎn)，是比較適合應(yīng)用于垃圾焚燒發(fā)電廠的一項(xiàng)煙氣凈化措施,并且能很好的響應(yīng)國家環(huán)保要求。
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