影響垃圾焚燒煙氣脫酸效率的因素及如何提高煙氣凈化效果
垃圾焚燒技術是實現垃圾“減量化”、“資源化”、“無害化”的有效措施之一。因此,垃圾焚燒在各國得到了推廣應用。但是,垃圾焚燒產生的酸性氣體生成量大,危害大,阻礙垃圾焚燒的進一步發展,一直是人們關注的焦點。因此研究影響垃圾焚燒煙氣脫酸效率的因素以及如何提高煙氣凈化效果尤其必要。
煙氣凈化工藝脫酸效率的影響因素及措施
由于垃圾焚燒煙氣成分復雜,而且各物質之間相互影響。本文主要介紹以下幾種在煙氣脫酸工藝設計時需要考慮的因素,并針對每種因素介紹相應可以改善脫酸效率的措施。
1 煙氣溫度
對于干法去除酸性氣體,可選用Ca(OH)2 或者CaO。溫度根據K. Liu、A. D. Lawrence的研究,CaO 和HCl 的反應在600~850oC 效果較好,在650oC 附近反應最為激烈。流化床鍋爐多選用CaO,在流化床上部噴入石灰,滿足溫度條件。對于爐排爐如選用CaO,需要在余熱鍋爐受熱面區域內噴入,對余熱鍋爐改動較大,并且國內垃圾因為沒有分類收集,含灰量較高,石灰的噴入會導致鍋爐底部灰量增加,容易堵塞。因此爐排爐干法去除HCl 選用Ca(OH)2,在反應塔和布袋之間噴入,煙氣溫度一般設置在150oC 左右,兼顧反應的效率及酸霧點。
2 吸收劑性能
消石灰是干法脫酸技術常用吸收劑,顆粒的大小影響其活性,顆粒越小,活性越大。同時,純度越高,反應越充分,吸收速率較快。鑒于此,脫酸工藝要保證消石灰顆粒的大小及其純度,要保證其細度為90% 以上且可以流經100目篩。純度和活性要達到90% 以上。
3 化學計量比
酸性氣體的去除效率隨化學計量比(SR) 的增加而增大,增大速度由快到慢;脫硫率的增大速率大于脫氯率的增大速率。原因是SR 增加,相當于脫酸反應方程式中一種反應物濃度增加,從而使脫酸過程反應更徹底。當化學計量比增加到一定數值后,繼續提高計量比,酸性氣體去除效率的增加速度將變緩,吸收劑的利用率開始降低。因此選擇合適的SR既有利于改善脫酸效率,又有利于節約物料。
組合工藝對煙氣脫酸的影響
垃圾焚燒煙氣中有害氣體成分復雜,由于各種酸性氣體和吸收劑之間的反應速率不同,往往存在著競爭關系。因此,單一脫酸工藝并不能完全滿足垃圾焚燒煙氣的凈化。目前,我國大部分垃圾焚燒廠家煙氣脫酸采用“半干法+ 干法”組合工藝。隨著一些經濟較發達地區對環保要求的提高,單一使用時投資及運行成本較高但是脫酸效果最好的“濕法”已開始在組合工藝中被采用。
垃圾焚燒煙氣脫酸工藝設計時應充分考慮各污染物之間的競爭關系。設計參數的選擇需根據實際不斷豐富及優化。同時,不斷提高垃圾焚燒煙氣凈化系統的運行管理水平,根據焚燒爐運行狀況和排放煙氣的指標更好地協調脫酸組合工藝中各設備的聯合使用。