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隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,居民生活方式和習(xí)慣的改變使生活垃圾的產(chǎn)生量日益增加,生活垃圾帶來(lái)的污染問(wèn)題也日趨嚴(yán)重,因此生活垃圾的合理處置已成為當(dāng)務(wù)之急。垃圾焚燒因減容化大,能童利用率高.己經(jīng)逐步超越填理、堆肥等傳統(tǒng)垃圾處理方式。但垃圾焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的含污染物的煙氣、含重金屬的廢渣等如不進(jìn)行合理處置,同樣會(huì)給環(huán)境造成二次污染。本文主要是對(duì)垃極焚燒發(fā)電廠煙氣干法脫酸系統(tǒng)溫度的控制做出分析,在這個(gè)基礎(chǔ)上提出下文中的內(nèi)容,希望給與同行業(yè)工作的人員提供一定價(jià)值的參考。
經(jīng)濟(jì)的繁榮帶來(lái)了城市化的加速和人民生活水平的提高,同時(shí)生活垃圾的數(shù)量日趨增多。如果垃圾處理不當(dāng),將會(huì)嚴(yán)重影響我們生存的環(huán)境,從而制約經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和我們的生活質(zhì)量。另一方而,隨著居民文化平的提高,對(duì)生活環(huán)境的要求逐步提高.對(duì)自身的健康也越來(lái)越重視。
1 我國(guó)生活垃圾焚燒煙氣處理現(xiàn)狀
我國(guó)的垃圾焚燒發(fā)電廠近幾年越建越多,但在煙氣的處理技術(shù)上,存在發(fā)展不平衡的現(xiàn)象。一些老式的或小型的垃圾焚燒發(fā)電了,煙氣處理 藝比較落后,大部分還在使用干法脫酸,盡管有的經(jīng)過(guò)改造,還是不能保證完全達(dá)標(biāo)排放。
近年來(lái)新建的或在建的大型垃圾焚燒發(fā)電廠,煙氣處理技術(shù)大幅度提升,目前使用較多的是“半干法+活性炭吸附+袋式除塵器”工藝,但由于國(guó)內(nèi)的垃圾沒(méi)有經(jīng)過(guò)分揀,成分復(fù)雜,而且不同季節(jié)垃圾的成分不同,因此在垃圾焚燒管理上還存在不到位現(xiàn)象,導(dǎo)致煙氣超標(biāo)排放。
同時(shí)焚燒系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時(shí),煙氣的初期排放管理不嚴(yán),也會(huì)出現(xiàn)超標(biāo)排放現(xiàn)象。煙氣處理系統(tǒng)運(yùn)行中,譬如高速旋轉(zhuǎn)霧化器經(jīng)常出現(xiàn)堵塞等故障,導(dǎo)致半干法不能正常工作,而且有些處理設(shè)施的備用設(shè)備通常沒(méi)有,類似的情況異致煙氣排放經(jīng)常不達(dá)標(biāo)。
在政府的監(jiān)擰管理上,也存在不到位現(xiàn)象,山于監(jiān)測(cè)的頻率不高,同時(shí)如監(jiān)測(cè)二惡英的昂貴儀器的缺乏,導(dǎo)致不能對(duì)垃圾焚燒廠進(jìn)行有效的監(jiān)督。因此我國(guó)的垃圾焚燒煙氣處理水平還有待提升以滿足居民對(duì)于自身健康和保護(hù)環(huán)境的訴求.
2 近絕熱飽和溫度
煙氣中的酸性氣體與Ca(OH)2的反應(yīng)為放熱反應(yīng),因此煙氣溫度越低越有利于脫酸反應(yīng)的發(fā)生.其理想值為絕熱飽和溫度,即濕空氣絕熱降溫增濕至飽和時(shí)的溫度。
但同時(shí)煙氣溫度又要保證高于露點(diǎn),以防止設(shè)備和煙道發(fā)生腐蝕與濕壁。露點(diǎn)溫度是濕空氣等冷卻至飽和時(shí)的溫度。
絕熱飽和溫度高于露點(diǎn)溫度,兩者間的溫度差即為近絕熱飽和溫度AAST。在運(yùn)行的過(guò)程中AAST的選取直接影響脫酸效率和裝置的運(yùn)行穩(wěn)定性。
有研究表明,絕熱飽和溫度溫差越小,相對(duì)濕度越大,水分吸附平衡量越人,由單分子層吸附量換算成的分子層數(shù)就越多,脫酸率就越大。
脫酸率隨水分子層數(shù)的增加近似呈線性增長(zhǎng)的關(guān)系。當(dāng)溫差從18K降到11K ,脫酸效率增加百分之三十,溫差越低,脫酸效率越高。當(dāng)AAST很小時(shí),脫酸效率增幅變大,脫酸效率與從AAST呈指數(shù)關(guān)系。因從AAST低,意味著塔內(nèi)噴水量大.煙氣溫度低,脫酸效率高。
3 焚燒爐控制
由于焚燒爐內(nèi)垃圾燃燒產(chǎn)生酸性氣體、二惡英和重金屬,為減小酸性氣體對(duì)爐膛的腐蝕,采用在爐勝內(nèi)涂上CaO的方法,阻止酸性氣體在高溫下對(duì)爐睦的腐蝕.根據(jù)二惡英等物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),采用循環(huán)流化床焚燒爐,將煤與垃圾摻混燃燒。
混合燃料熱值在5440kJ/kg以上,沸騰床溫度達(dá)到850一950℃,減少了有害物質(zhì)的生成??刂茻煔庠诜贌隣t內(nèi)的停留時(shí)間為45S,這樣二惡英很快就可以分解,在出口時(shí)其含最基本為零。
在此溫度段玻璃等物質(zhì)也不會(huì)融化,不會(huì)影響焚燒爐內(nèi)的流化反應(yīng)。同時(shí)控制鼓風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣速度,調(diào)節(jié)氧氣的供應(yīng)最(百分之六到百分之十一),可以抑制HCl、CuO、 CuC12的生成,銅的氧化也會(huì)減少,NOx生成值也很低。
垃圾中滲瀝液如果過(guò)多時(shí),會(huì)影響焚燒爐內(nèi)的溫度,采取通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)控制加煤量,保持爐內(nèi)高溫。
4 煙氣溫度對(duì)脫酸效率影響的實(shí)驗(yàn)通
過(guò)在某垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣脫酸工藝的現(xiàn)場(chǎng)研究,進(jìn)行了煙氣反應(yīng)溫度對(duì)脫酸效率的影響試驗(yàn)。該電廠的煙氣露點(diǎn)溫度約為129℃,波動(dòng)不大。選擇近絕熱飽和溫度AAST為11K ,則最佳脫酸溫度為140℃ 。
從工程控制角度來(lái)說(shuō),以急冷塔出口煙氣溫度為控制參數(shù)。煙氣從急冷塔出口經(jīng)過(guò)一段風(fēng)管后再與脫酸劑發(fā)生反應(yīng),此過(guò)程中管道散熱,因此急冷塔出口溫度需略高于發(fā)生脫酸反應(yīng)溫度,取值145℃ 。
實(shí)驗(yàn)方案:以急冷塔出口煙氣溢度為變動(dòng)量,采用TESTO煙氣分析儀在脫酸系統(tǒng)入口和出口對(duì)HCL和SO2濃度進(jìn)行采樣,分析溫度的變化對(duì)HCL和SO2去除率的影響濃度。急冷塔出口煙氣溫度通過(guò)噴水量進(jìn)行調(diào)節(jié),脫酸劑的投入量保持不變。
在采樣過(guò)程中,盡量保證急冷塔入口煙氣中的HCL和SO2含量大致相同,以減少其他因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的彩響。通過(guò)降溫措施,SO2去除率最高只能達(dá)到百分之八十五左右,溫度達(dá)到150℃ 后,再進(jìn)行降溫,對(duì)SO2去除率的影響不大。
而對(duì)HCL言,隨著溫度的降低.其去除率可以不斷提高.根據(jù)排放濃度來(lái)看,溫度控制在160℃以下, HCL和SO2的排放指標(biāo)可以達(dá)到歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)。
同時(shí),除塵器和管道會(huì)造成15℃ 左右的溫降,為防止煙氣到達(dá)除塵器及除塵器后的風(fēng)機(jī)時(shí),煙氣溫度己降至露點(diǎn)溫度以下而導(dǎo)致設(shè)備腐蝕問(wèn)題,因此急冷塔出口的煙氣溫度最好控制在150℃-160℃ 。
5 結(jié)論
通過(guò)上述的內(nèi)容進(jìn)行分析研究之后可以得出,垃圾焚燒發(fā)電廠由于垃圾成分、鍋爐類型、脫酸工藝的不同,其脫酸工藝中溫度的控制也不盡相同,因此對(duì)于各個(gè)垃圾焚燒發(fā)電廠的脫酸溫度必須進(jìn)行單獨(dú)研究。通過(guò)理論計(jì)算以及現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試,使急冷塔出口煙氣溫度能夠保證煙氣排放指標(biāo),也能夠避免后續(xù)設(shè)備的結(jié)賽腐蝕,保證系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行.
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