半干法急冷及脫酸洗水塔處理有害氣體的技術(shù)方案

更新時間：2009-10-20 10:59 來源：作者: 閱讀：3576

一、概述

工業(yè)廢棄物、生活垃圾、醫(yī)療垃圾及有毒有害物質(zhì)的熱解焚燒處理后，其煙氣中含有大量的酸性氣體等有害成份，必須經(jīng)處理后才能排放，其凈化工藝主要有“酸性氣體處理去除”和“顆粒煙塵捕集”兩大部分組成。煙氣中有機物、重金屬、二惡英、呋喃等污染物，同時在這兩項處理工藝中予以捕集凈化。根據(jù)我公司在危險物焚燒處理工程方面積累的經(jīng)驗，在尾氣處理工藝上采用國際上應(yīng)用的半干式急冷脫酸洗氣塔加布袋除塵系統(tǒng)，同時加留活性碳噴粉裝置以吸附二惡英及部分未能凈化的有害物質(zhì)，以確保達標排放。

二、半干法急冷、脫酸塔的形成

從目前比較成熟的理論來看，廢物焚燒產(chǎn)生的煙氣若在650℃以下逐漸降溫，二惡英等有害物質(zhì)再生成的可能性將增長，而驟冷過程則可有效抑制有害物質(zhì)質(zhì)的再生。因此，本設(shè)計只考慮利用焚燒爐出口溫度1100℃到650℃這一區(qū)間的煙氣余熱。煙氣經(jīng)氣水換熱器降溫至650℃左右可產(chǎn)生蒸汽約1100kg／h(0.4MPa表壓)，產(chǎn)生的蒸汽可用于殘渣加熱，其它生產(chǎn)需要和生活部分用汽或者直接放空。

半干法急冷塔借助于國內(nèi)外噴霧干燥機的原理，充分對能源和熱源進行利用，生成產(chǎn)品顆粒，是干燥行業(yè)中較為成熟的產(chǎn)品，它自動化程度高，運行較為穩(wěn)定，是干燥和制藥行業(yè)的理想設(shè)備。我們把高溫煙氣作熱源，把藥液作介質(zhì)，開發(fā)研制了單干法急冷、脫酸塔。

三、急冷過程

A、急冷的時間

首先我們了解了急冷塔的產(chǎn)物顆粒，它是煙塵和堿液的中和產(chǎn)物，主要成分為鹽。液滴由塔頂上部向下，當霧化角度較小時，霧滴沿水平方向速度分量可忽略，僅考慮重力作用。液滴由某一初速度噴出，由于空氣的阻力逐漸減速，這一階段為減速階段，當顆粒重力與所受空氣阻力相等時，顆粒由減速運動變?yōu)榈人傧蛳逻\動，直至成品落下至收集倉，此階段為等速運動階斷，為此，顆粒在塔內(nèi)生成的時間(即煙氣急冷的時間)為減速和等速運動的時間之和，其具體計算方式見斯托克斯定律。

b、技術(shù)保證

半干法塔頂?shù)拇帕φ{(diào)整霧化輪，解決廠液體（二流體、二流體)霧化工作中噴嘴易堵塞的難題，實現(xiàn)了流量不穩(wěn)定的情況下能夠均勻霧化的效果，在脫硫除酸過程中，制備的堿液由比例調(diào)節(jié)儀控制料袋，凈料液送入霧化器中，在磁力高速霧化輪的作用—下，完成霧化過程。由于磁力高速霧化輪的分割線速度為100/200m/s（霧化輪直徑大小，應(yīng)根據(jù)各軸系大小，轉(zhuǎn)軸的撓性強度，各臨界轉(zhuǎn)速等因素來確定）。使得液體形成近于納米級的單體顆粒與煙氣垂直高速運動的群體實施高速切割滲透混合，在此剎那間，納米級單體顆粒液體由于比表面積迅速增大，與高速煙氣接觸迅速吸收熱量。蒸發(fā)干燥，在瞬間得以完成，使急冷、降溫、干燥、吸熱、中和反應(yīng)于一體。

綜上所述，煙氣急冷的過程，實際上也就是霧液吸熱蒸發(fā)的過程。它略大于傳熱的時間，為此，良好的霧化效果是急冷的關(guān)鍵，遵循能量守恒的原理，高溫煙氣在很短的時間是能夠急冷的。

四、脫酸及有害物質(zhì)的處理過程

a、針對煙氣特點，選擇不同的物料與煙氣進行混合，對于氮氧化物、硫化物、碳化碳、氟化氫、二惡英、汞等重金屬物質(zhì)，目前最理想、最有效的中和物料為純堿溶液。酸堿介質(zhì)在高溫下活性極強。又借助于磁力調(diào)整離心霧化器的磁力霧化，其比表面積極大，混合均勻性好，反應(yīng)更加充分，脫氮、脫酸效率比傳統(tǒng)工藝大80%左右。

b、對于二惡英、汞等重金屬物質(zhì)。由于急冷過程可以使得汽化狀態(tài)下的有害物質(zhì)迅速固化，跟隨酸堿中和產(chǎn)物一起進入收灰倉，少許沒有固化的物質(zhì)被活性碳吸附，進入布袋除塵器，最終被布袋除塵器收集。

具體化學反應(yīng)式如下：

NO+O₂→NO₃

NO₂+H₂O→HNO₃+NO

NO₂+O₂+2H₂O→4HNO₂

（1） NaOH+HNO₃→NaNO₂+H₂O

碳化物的中和

SO₂+O₂→SO₄

SO₂+H₂O→H₂SO₃

SO₂+NaOH→Na2SO₂+H₂O

（2）H₂SO₄+NaOH→Na2SO₄+H₂O

碳化物的中和

CO₂+H₂O→H₂CO₃

（3） H₂CO₃+NaCO₂+H₂O

氯化物的中和

（4） HC1+NaOH→NaC1+H₂O

氫氟酸的中和

（5）HF+NaOH→NaF+H₂O

五、自動化控制過程

首先，由溫度監(jiān)測系統(tǒng)對尾氣溫度進行監(jiān)測，輸出0-10MAa或4-20MA信號，該信號經(jīng)PLC程序控制執(zhí)行器處理，在比例調(diào)節(jié)儀的作用下傳遞給料泵，對料泵的運行發(fā)出運行指令，控制料泵的轉(zhuǎn)速達到自動給料的目的，使得尾氣溫度極為恒定。特別是在處理有毒在害的氣體時，避免了人體的直接接觸，實現(xiàn)了人機界面分離，使設(shè)備更具有人性化、自動化。

序號	污染物	最高允許排放濃度限值mg/m
1	二氧化碳SO₂	300
2	氯化氫HCL	75
3	一氧化碳CO	150
4	汞Hg	0.2
5	煙氣黑度	1林格曼黑度\
6	二惡英	<0.1TEQng/Nm3