本文介紹了某垃圾焚燒發電煙氣脫硫脫硝的工藝選擇、技術原理、系統流程的工藝設計，通過分析煙氣數據，論述了鈉基旋轉噴霧乾燥（SDA）脫硫法和低溫選擇性非催化還原（SNCR）脫硝工藝在垃圾發電焚燒煙氣淨化中的應用。二者結合可以實現垃圾焚燒發電煙氣中二氧化硫和氮氧化物的協同脫除，保證煙氣達標排放和系統穩定運行，進而為垃圾焚燒煙氣淨化相關工程實踐提供參考。
近年來，我國經濟持續穩定發展，同時垃圾數量也迅速增長。隨著我國社會的發展和進步，不少城市已建設或者擬建設生活垃圾焚燒廠，採用垃圾燃燒發電的方法處理難以處理的垃圾，不僅可以讓垃圾變廢為寶，而且實現了垃圾處理的無害化和資源化。
垃圾焚燒煙氣淨化是垃圾發電項目的重要一環。目前，垃圾焚燒後產生的煙氣中含有大量煙塵、HCl和 SO2等酸性氣體、重金屬以及有害物質二噁英等，煙氣淨化處理流程以脫酸系統和除塵系統的組合為主，最終實現煙氣脫酸除塵的目的。
1 項目概況
1.1設計依據
根據我國《城市生活垃圾焚燒處理工程項目建設標準》和《生活垃圾焚燒處理工程技術規範》（CJJ90-2009）的規定，擬採用半乾法旋轉噴霧乾燥淨化的工藝流程，同時配備機械旋轉噴霧乾燥脫酸反應塔外加活性炭吸附和布袋除塵裝置。另外，採用選擇性非催化還原法脫除煙氣中的氮氧化物。
本項目綜合處理生活垃圾量 650 t/d，其中焚燒處理生活垃圾量為 530 t/d；協同處理市政汙泥 50 t/d，其中焚燒處理汙泥 20 t/d。配套建設 2×550 t/d 循環流化床垃圾焚燒處理線煙氣淨化系統設備。焚燒工藝為循環流化床鍋爐，煙氣參數如表 1 所示。
表 1 焚燒煙氣相關參數
1.2總體流程
根據項目實際基礎數據，初步設計出的工藝流程為，煙氣處理工藝為爐內 SNCR ＋靜電除塵＋旋轉噴霧半乾法＋消石灰幹法噴射＋活性炭噴射＋袋式除塵。工藝流程如圖 1 所示。
圖 1 垃圾焚燒煙氣淨化技術總體工藝流程
鍋爐出口煙氣進入靜電除塵器，進行初步煙塵脫除。初步除塵後的煙氣從脫硫反應塔頂部進入，同時石灰漿液經高速旋轉的霧化器均勻地噴入反應塔內。石灰漿與自下而上的煙氣流中的 HCl、SOx、HF 等酸性氣體進行反應。噴射的石灰漿液吸熱蒸發並生成乾燥粉末狀反應物 CaCl2、CaF2、CaSO3及 CaSO4等。旋轉噴霧脫硫後的煙氣進入布袋除塵器，進一步脫除煙塵，並經煙囪排放。
2 脫硫脫硝工藝選擇
2.1脫硫技術
旋轉噴霧乾燥法脫硫工藝具有設備簡單、投資和運行費用低、佔地面積小等優勢，脫硫效率可以保持在75% ～ 90%。噴霧乾燥吸收法的煙氣脫硫工藝簡單，包括吸收劑漿液的製備、噴霧乾燥吸收和布袋除塵三部分。
未經處理的熱煙氣通過氣體分布器進入噴霧乾燥吸收塔，與微小的石灰漿液滴接觸。煙氣中的酸性組分迅速被細小的鹼性液滴中和，脫出煙氣中的 HCl、SO2和SO3，同時煙氣中的水分被蒸發。
合理地控制煙氣分布、漿液流量和液滴尺寸，以確保液滴在接觸噴霧乾燥吸收塔塔壁之前被乾燥，乾燥產物包括飛灰和吸收反應產物，落入吸收塔底部，進入粉塵輸送系統。處理後的煙氣進入布袋除塵器，收集固體顆粒，從顆粒收集器出來的煙氣通過引風機送入煙囪排放。
2.2脫硝技術選擇
脫除煙氣中的NOx的工藝方法主要有選擇性催化還原法和選擇性非催化還原法。選擇性催化還原法（SCR）是利用催化劑的作用，在低於400°C的條件下進行NOx的脫除反應。SCR系統設備複雜，投資較高，目前垃圾焚燒廠NOx淨化的應用案例較少。
選擇性非催化還原法（SNCR）是在高溫（800 ～1 000°C）條件下，利用還原劑氨或尿素將 NOx還原為N2，不需要使用催化劑，並且可利用焚燒爐熱量在垃圾焚燒爐爐膛內完成還原反應。SNCR 系統設備投資低，簡單方便，效率較高。目前，國內外的垃圾焚燒廠多採用此法控制 NOx的排放。
3 工藝原理
旋轉噴霧半乾法（SDA）脫硫是在機械或氣流的作用下將脫硫劑分散成約為 50 μm 的霧狀液滴，霧狀液滴與煙氣間的接觸面積較大，在氣液兩相間發生快速的傳熱傳質和化學反應，從而實現脫硫的目的。
為減小煙氣脫硫過程的溫降，本項目採用石灰作為脫硫劑，來自粉倉的石灰與水接觸製備成石灰漿液。垃圾焚燒煙氣經脫硫塔上部的分配器進入脫硫塔體，煙氣中的 SO2與塔頂中心的旋轉霧化器噴出的 Ca（OH）2溶液發生反應，化學反應方程式如下：
表 2 本工程煙氣排放指標
5 結論
垃圾焚燒發電技術是一種將垃圾重新資源利用的「變廢為寶」技術，而煙氣淨化是垃圾焚燒發電的重要環境治理環節，決定著垃圾焚燒產生的二次汙染物排放量。由於垃圾本身成分複雜，垃圾焚燒後產生的煙氣成分也比較複雜，包含大量煙塵、HCl、HF、SO2、NOx、重金屬和二噁英等多種汙染物，為了避免垃圾焚燒後產生二次汙染，焚燒煙氣必須進行淨化以實現達標排放。
本文中「SNCR+ 靜電除塵 + 旋轉噴霧半乾法脫酸 + 布袋除塵」的煙氣淨化技術，滿足《生活垃圾焚燒汙染控制標準》（GB 18485-2014）相關要求，處理後煙氣粉塵排放濃度低於 10 mg/Nm3，SO2排放濃度低於 50 mg/Nm3NOx排放濃度低於 200 mg/Nm3。
編輯：君君.環評網際網路
來源：中國資源綜合利用
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