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垃圾焚烧发电厂烟气的脱硫脱白一体化

时间:2018-11-01 11:05

来源:《建筑工程技术与设计》

作者:肖静

随着北京PK10官网要求越来越严格,对于烟气中的NOx、SOx、HCl、粉尘、Hg、二噁英等污染物需要达标排放外,还需要对烟囱出口的白烟进行处理。垃圾焚烧厂传统的方式是半干法+干法+烟气脱白装置来达到双重的效果。但如果要使脱硫达到超低排放,此方法就无法满足工艺的要求。因此本文主要阐述在垃圾焚烧发电烟气采用二段式湿法塔脱硫系统来达到脱硫超低排放和脱白的目的。

1 概述

湿法脱硫技术在燃煤火电厂应用是比较成熟的,但在垃圾焚烧电厂还是初始阶段,但是随着北京PK10官网要求越来越高,具体排放要求见表1-大气污染物排放标准,垃圾焚烧厂采用的半干法+干法的脱硫模式可以满足国家标准和欧盟2010 标准,但是针对超低排放的地方性法规设计值就很难达到。为满足超低排放要求,某公司引入二段式湿法塔脱硫技术很好的解决这个难题。

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另外,二段式湿法塔脱硫技术在满足脱硫的同时也能达到脱白的效果。湿法塔分为上下二段,下段为为冷却吸收部,上段为减湿部。冷却吸收部主要用于降低烟气温度和去除酸性气体,减湿部在去除酸性气体的同时还能进一步降低烟温,从而达到防治白烟的效果。与传统的石灰石-石膏湿法脱硫不一样的是氢氧化钠湿法脱硫,具体原理如下:

2NaOH + SO2= Na2SO3+ H2O

Na2SO3+ SO2+H2O= 2NaHSO3

NaOH+ NaHSO3= Na2SO3+ H2O

通过氢氧化钠与烟气中的酸性气体(SOx、HCl、HF 等)发生中和反应,生成可溶解的NaCl、NaF、Na2SO3、Na2SO4 等盐类,从而达到去除污染物的目的。

2.垃圾焚烧厂二段式湿法塔脱硫工艺描述

2.jpg

在垃圾焚烧发电厂湿法系统一般设置在布袋除尘后,从布袋除尘器出来约150℃的原烟气进入烟气-烟气换热器GGH 管程,经与GGH 壳程中从湿式洗涤塔出来的低温净烟气进行换热后,原烟气温度降至约100℃从洗涤塔下部入口进入塔内,烟气首先从洗烟塔的下部进入湿法塔的冷却吸收部,与冷却部喷淋层喷下的含有碱性溶液(氢氧化钠溶液)的冷却液进行充分接触,把烟气温度降至饱和温度,同时吸收烟气中的酸性气体;冷却吸收部出口的饱和烟气接着进入上部的吸收减湿部,在该区域烟气再次与减湿部喷淋层喷下的含有碱性溶液(氢氧化钠溶液)的减湿液充分接触,再进一步的去除酸性气体。同时通过降低饱和烟气的温度从而达到降低烟气中的含水率。湿法塔减湿部出口的低温净烟气经GGH 加热后温度升至≥115℃后,进入后续系统。在上述过程中吸收冷却部的冷却水不断进行循环与烟气进行气液接触,发生中和反应。因此其盐浓度不断的被浓缩,所以为了不超出一定浓度,要进行排水。减湿部减湿下的的水应尽可能的应用于补充冷却部,从而在排放废水的同时来降低冷却水的含盐量。如果减湿下的水不够用时,需额外补充工艺水来降低盐浓度。系统产生的废水经废水处理后达标排放。

3.二段式湿法塔脱硫的优点和缺点

3.1 在冬季可以避免烟囱出现白烟现象。

烟囱排烟出现冒白烟现象主要是烟气中含有的水蒸汽冷凝结成小液滴,在小液滴集聚长大过程中气体由雾状逐渐发展成白烟状。

具体机理如下:

3.jpg

在图2-烟囱排烟与室外空气混合焓湿图中,O 点为室外空气点,I 点为烟囱出口烟气点,M 点为烟囱出口与室外空气混合点。如果混合点M 经过饱和区,即混合过程线I-O 和湿空气饱和曲线相交,则水蒸气凝结成水珠,产生白烟现象;如果混合过程线I-O与湿空气饱和曲线不相交,则水蒸气不会发生冷凝。因此不产生白烟的极限条件是混合过程线I-O 与湿空气饱和曲线相切。上二段式湿法塔脱硫技术针对冬季烟囱出口白烟现象有明显的措施。湿法塔上部设置减湿部,通过降低烟气温度,使烟气中的水蒸气冷凝析出水,从而来降低烟气中的含水率。在烟囱排烟温度相同的情况下,烟囱出口烟气的含湿量降低,但能容纳更多的水,随着温度的降低,混合过程线I-O 与饱和空气曲线相切或者不相交,从而达到烟囱出口不产生白烟的目的。

3.2 工艺水的消耗会减少。

减湿部由于减湿会产生大量的减湿水,该水可以用来补充冷却部,从而可以减少工艺水的消耗。

3.3 脱硫产物除产生钠盐不产生其他副产物

脱硫中和剂采用氢氧化钠,中和反应产物为硫酸钠和氯化钠,不产生其他副产物。

3.4 湿法脱硫系统控制简单。

二段式湿法塔脱硫系统的控制点在与PH 值和盐度的控制,通过PH 值来控制脱硫效果,通过盐度来控制的废水排放。

3.5 产生一定量的含盐废水,增加废水的处理量。

在脱硫过程中吸收冷却部的冷却水不断循环利用。因此其盐浓度不断的被浓缩,而盐含量过高会产生结晶,会腐蚀设备和堵塞喷嘴和管道,因此当废水中盐浓度达到一定浓度时需要进行排水。排出的废水需进入厂内废水处理系统进行处理净化,达标后排放。

3.6 烟气净化系统阻力会增加,引风机电耗增加。

湿法塔本体压降约在1200Pa,而烟气-烟气换热器(GGH)压降约在8000Pa(具体压降根据设备定),因此二段式湿法塔脱硫系统压力增加约9200Pa。会增加引风机的电耗。

3.7 烟气-烟气换热气(GGH)的防腐要求比较高

烟气-烟气换热器(GGH)设置在湿法塔出口(温度约65℃),该烟气腐蚀性比较大。因此烟气-烟气换热气一般采用材质为氟塑料的光管。该材质能解决了低温腐蚀问题,运行可靠性大大增加。而且氟塑料换热器已在电厂大规模应用,成熟可靠、风险小。

4.总结

编辑:李丹

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