焚燒爐尾氣處理中的脫酸工藝原理

焚燒爐尾氣在反應塔中出口煙道中得以凈化，該系統主要是根據半干法脫酸的原理。吸收劑在反應塔、煙道和除塵器濾袋上與煙氣中的酸性氣體充分接觸、反應，來實現脫除酸性氣體及其它有害物質的一種方法。噴霧乾燥脫酸工藝分為5個步驟：（1）煙氣減溫加濕；（2）吸收劑輸送；（3）吸收劑與煙氣接觸混合；（4）酸性物質吸收；（5）廢渣排除。其中2、3、4三個和步驟均在反應塔出口煙道中進行，其化學過程如下所述。

化學過程：

當煙氣被冷卻並增濕，消石灰與煙氣充分接觸，煙氣被冷卻並增濕， Ca(OH)2顆粒同HCL、SO2等反應生成副產物，下述的反應式說明了在140-160℃的溫度範圍煙氣脫酸的本質（給出的公式是累積的公式，並不反應出單獨步驟的真實反應過程）

Ca(OH)2 + SO2 = CaSO3*?H2O + ?H2O

Ca(OH)2 + SO3 = CaSO4*?H2O + ?H2O

Ca(OH)2 + H2O + SO2 + ?O2 = CaSO4*2H2O

CaSO3*?H2O + ?O2 = CaSO4*?H2O

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O

Ca(OH) 2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O

Ca(OH) 2 + 2HF = CaF2 + 2H2O

在煙氣中含有HCl的情況下，最佳工作溫度大概是比煙氣飽和溫度高10-20°C。

在煙道中噴入氫氧化鈣粉作為吸收劑以吸收酸性氣體。吸附雜質後的氫氧化鈣在袋式過濾器中收集。

HCl+ Ca(OH)2 = HCaCl2+H2O

SO2 + 2Ca(OH)2+1/2O2 = CaS4+H2

脫酸工藝技術特點

1）主要採用國產原材料和設備，降低成本，節約投資，濾料、霧化器等關鍵部件採用知名產品，霧化器小巧，安裝檢修方便，可非常方便地在運行中抽出檢修。

2）佔地相對較少，投資及運行費用相對較低，無二次污染，可回收利用。

3）反應塔內煙氣與霧滴順流，速度低，阻力小，磨損小。

4）自動化程度高，操作簡捷。

5）對負荷變化適應能力良好的特點。

6）由於是煙氣減溫增濕霧化蒸發，既保證了塔內非常好的增濕效果,在保證反應塔出口溫度的同時，又保證了灰的含濕量不超，保證了灰的流動性，避免了NID技術中灰的水份容易過高的現象。

7）煙氣無需再熱，無風機、煙囪帶水、腐蝕現象、反應塔同時具有除塵功能，確保煙氣達標排放。

煙氣系統

煙氣從頂部進入反應塔，在反應塔內與反應劑進行接觸發生反應後從錐體部離開。離開反應塔後煙氣馬上進入能除去灰塵的布袋除塵器（Baghouse Filter）。

脫酸系統沒有旁路煙道，當鍋爐或者除塵器發生故障等緊急情況時，採取直接停爐的方式。

煙囪上根據國家標準安裝煙氣在線檢測設備，檢測參數： HCI, SO2, NOx, CO，O2和灰塵，以及煙氣量、溫度、壓力等。

FGC脫酸系統中吸收劑處理系統

氫氧化鈣（Ca(OH)2）料倉

料倉中的氫氧化鈣（Ca(OH)2）和活性炭採用稀相氣力輸送的方式輸送至反應塔中。

氫氧化鈣（Ca(OH)2）現由卡車運至廠內，通過卡車自身的壓縮空氣將其卸在吸收劑儲倉（氫氧化鈣（Ca(OH)2）儲倉）里。

氫氧化鈣（Ca(OH)2）由罐式散裝車運至廠內，通過車載內壓縮空氣輸送到料倉，氫氧化鈣（Ca(OH)2）通過料倉下部變頻控制的定量給料機輸送至反應塔出口煙道內，再與煙道內煙氣以高傳質的速度混合反應，脫除煙氣中的酸性氣體。氫氧化鈣（Ca(OH)2）倉的容量可容納焚燒線正常運行7天的消石灰用量。

料倉底部設有壓縮空氣流化裝置，防止吸收劑搭橋；料倉頂部設有脈衝除塵器（帶負壓風機），從而不會造成二次污染。料倉底部設有旋轉給料機，每個旋轉給料機設有變頻電機，根據SO2、HCL等酸性氣體的排放濃度，在線調節氫氧化鈣（Ca(OH)2）的用量，確保煙氣達到國家排放標準。

氫氧化鈣（Ca(OH)2）乾粉噴射在石灰漿噴射系統故障或單獨使用石灰漿系統無法達標的情況下使用。

氫氧化鈣（Ca(OH)2）乾粉噴射風機用來往袋式除塵器前的煙道內注入氫氧化鈣。

旋轉給料機應設定只有在噴射風機運轉時才能啟動的聯鎖程序。

活性炭料倉

由於垃圾焚燒過程中會有二惡英的產生與排放，因此為了更好地去除重金屬及二惡英，通過在進反應塔與除塵器之間的煙氣管道內噴入活性炭，用活性炭吸附重金屬及二惡英，保證重金屬及二惡英的排放濃度達到國家排放標準（即為小於0.1TEQng/m3）。

由於活性炭具有極大的比表面積，因此只要活性炭與煙氣混合均勻且達到足夠的接觸時間就可以達到要求的凈化效率。活性炭噴入煙道後，即在煙道內開始吸附二噁英、Hg,Cd,Cr 等重金屬污染物，但並沒有達到飽和，隨後與煙氣一起進入袋式除塵器中吸附在濾袋錶面上，與通過濾袋錶面的煙氣充分接觸，最終達到去除煙氣中重金屬及二惡英的目的。

活性炭作為吸附劑噴入反應塔出口煙道，用來吸收汞等重金屬和PCDD/PCDF。活性炭在煙氣進入布袋前，反應塔的出口噴入。活性炭儲存料倉內，滿足焚燒線正常運行7天的活性炭用量，接收從大袋運來的活性炭，然後進入活性炭投加系統。完成上述功能，系統組成如下:

· 料位開關

· 料倉頂部布袋過濾器

· 起吊裝置

活性炭倉底部設有旋轉給料機及，給料裝置。

圓盤給料裝置只有在噴射風機運轉時才能啟動的聯鎖程序

石灰漿製備系統及輸送系統

石灰漿製備系統由儲料倉、倉頂布袋除塵器、定量給料裝置、製備槽、給料槽、石灰漿泵等組成。該系統主要作用是完成脫酸所需消石灰粉及石灰漿的儲存、製備及輸運等功能。

本工程共設置1套完整的石灰漿製備系統，供應煙氣凈化線的使用。製備系統共設石灰倉1個，螺旋給料機2台、石灰漿製備槽2台，石灰漿儲存槽1台，石灰漿泵2台（1用1備）。

消石灰粉末（200目以上，90%純度）從廠外運來，並通過車載氣力輸送至消石灰儲料倉，儲料倉設計保證可用7天的消石灰儲存量。為防止消石灰輸送過程中到處飛揚，儲料倉頂設有除塵器收集粉塵。儲倉內的氫氧化鈣粉末通過螺旋給料機（可調速，調整Ca(OH)2的供料量）供粉給製備槽，在製備槽中加定量水消化配製成消石灰乳液；符合濃度要求的Ca(OH)2石灰漿溢流到給料槽，再由石灰漿泵送到反應塔的噴漿系統，並根據煙氣出反應塔的溫度確定冷卻水的補給量。

為完成此項工作，石灰漿製備系統包括以下部件：投料螺旋給料機設置在料倉底部。當消解周期開始時，投料螺旋給料機開啟並開始向製備槽投放消石灰。當消解周期結束時，投料螺旋停止工作。

投料螺旋必須在2個不同的速度運行：起初投料螺旋高速工作進行粗略給料，之後投料螺旋低速工作以確保精確給料並達到需要的石灰漿濃度。同時配備稱重感測器。製備槽內裝有攪拌器，用來獲得充分的消解。

消解後的石灰漿靠溢流進入給料槽。給料槽配置液位壓力變送器，並連續提供製備槽液位信號。槽內裝備攪拌器確保石灰漿濃度均勻。當PLC控制系統上位機顯示液位過低時，攪拌器停止工作。

系統配置2台石灰漿泵（1用1備）。其功能是為生產線線提供石灰石灰漿。石灰漿泵從石灰漿給料槽通過軟性聯接，將石灰漿排入主環線上。

石灰漿在給料槽內由供漿泵送至旋轉霧化器。並可根據煙氣酸性成分的變化來進行流量閥調節。供漿管路考慮清洗裝置，確保防止管路堵塞。

脫酸反應塔系統

反應塔系統主要包括反應塔、噴嘴及相關連接煙道。從餘熱鍋爐來的溫度為190~240℃的煙氣從噴霧反應器頂部的水平煙道進入，頂部通道設有導流板，可使煙氣呈螺旋狀向下運動，煙氣通過煙道由反應塔頂部進入反應塔內。旋轉霧化器位於噴霧反應器上部，從石灰漿配製系統來的石灰漿進入旋轉霧化器，由於霧化器的高速轉動（轉速8000~16000RPM），石灰漿被霧化成約50um的微小液滴，該液滴與呈螺旋狀向下運動的煙氣形成逆流，並被巨大的煙氣流裹帶著向下運動，石灰漿以很高的傳質速率在反應器中，起到活化反應的作用，同時降低塔內溫度，促進反應進行。石灰漿與煙氣中的HCL、SO2等酸性物質混合反應，在反應過程的第一階段，氣－液接觸發生中和反應，石灰石灰漿滴中的水份得到蒸發，同時煙氣得到冷卻；第二階段，氣－固接觸進一步中和並獲得乾燥的固態反應物CaCL2、CaF2、CaSO3及CaSO4等。該冷卻過程還使二惡英和重金屬產生凝結。由於煙氣呈螺旋狀快速轉動，石灰漿不會噴射到反應器壁上，從而使器壁保持乾燥，不致結垢。這些反應生成物落入反應器錐體，由錐體底部排出。反應生成物落入反應器錐體，由錐體底部排出。為防止反應生成物吸潮沉積，錐體部分設有電加熱裝置，在系統冷態啟動及錐體溫度偏低時加熱保溫。另外，反應塔錐體部分設置振打裝置，且在出灰口裝有出料破碎裝置，可防止大灰塊堵塞出口。之後飛灰經旋轉排灰閥並通過反應塔下飛灰輸送機排至飛灰輸送系統之公用刮板輸送機中，煙氣則從塔的下部排出，進入布袋除塵器。

為獲得酸性氣體高的去除效率而又不使CaCl2產生吸潮而沉積，反應器出口的煙氣溫度控制在150~160℃之間，為確保石灰石灰漿中的大液滴的完全蒸發及煙氣作用的時間，煙氣在反應器中的滯留時間保持在15~20秒。之後，挾帶著飛灰及各種粉塵的煙氣進入袋式除塵器。

由於高速旋轉，旋轉霧化器設有潤滑油冷卻系統，對軸承和電機進行潤滑和冷卻。在運行過程中，霧化噴嘴需要定期清理。清理時更換整個霧化器。因此，旋轉霧化器設有備用，更換時，用電動葫蘆將需更換的霧化器吊出，裝入備用霧化器即可。由於霧化器各介面採用快速接頭，更換時所用的時間很短，因此，更換霧化器時整個系統仍可正常運行。

本煙氣反應器適應煙氣負荷變化範圍為70～110%。當負荷低於70%時，可根據工藝要求調整噴水量，確保系統穩定可靠運行。

去除酸性氣體

下述反應式表明了在50~150℃的溫度範圍內煙氣脫硫的基本反應（給出的公式是累積的公式，並不反應出單獨步驟的真實反應過程）

Ca(OH)2 + SO2 = CaSO3*?H2O + ?H2O

Ca(OH)2 + SO3 = CaSO4*?H2O + ?H2O

Ca(OH)2 + H2O + SO2 + ?O2 = CaSO4*2H2O

CaSO3*?H2O + ?O2 = CaSO4*?H2O

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O

Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O

Ca(OH)2 + 2HF = CaF2 + 2H2O

當煙氣中的HCL含量小於等於SO2含量時（煤與垃圾混燒鍋爐），運行溫度大概在150℃~160℃之間，終產物中CaCl2含量對實際運行溫度的影響很大。

在煙氣中HCl含量與SO2含量相比較很小時（燃煤鍋爐），最佳工作溫度大概是比煙氣飽和溫度高10-20°C。