烟汽净化系统工艺流程.docx
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烟汽净化系统工艺流程
一、博海昕能环保有限公司烟汽净化系统工艺流程图：
1系统概述
佳木斯市生活垃圾焚烧发电项目是一项综合型环保节能工程。
为确保垃圾焚烧电厂尾气达标排放，本项目采用半干法烟气净化系统，包括：
SNCR脱硝+急冷塔+反应塔+活性炭喷射＋布袋除尘+单元制烟囱。
该烟气净化工艺在实际中具有广泛的应用性。
2设计资料
1、锅炉出口烟气条件
按处理垃圾的元素分析，每台焚烧炉烟气排放量为94900Nm3/h。
每台锅炉出口烟气条件
序号
污染物名称
单位
数值
1
烟气量
Nm3/h
94900
2
烟温
℃
200
3
CO2
mg/m3
161537
4
烟尘
mg/m3
5000～10400
5
HF
mg/m3
9
6
SOx
mg/m3
500
7
HCl
mg/m3
600
8
CO
mg/m3
80
9
NOx
mg/m3
380
10
Hg
mg/m3
1
11
Cd
mg/m3
4
12
Pb+As+Sb+Cu
mg/m3
100
13
PCDD
ng.TEQ/m3
5
2、处理后的烟气污染物排放值
烟气污染物排放值
序号
污染物名称
单位
保证值
国标18485
招标限值
1
烟尘
mg/m3
≤20
80
30
2
烟气黑度
小于1级
1
1
3
CO
mg/m3
≤75
150
100
4
NOx
mg/m3
≤150
400
350
5
SO2
mg/m3
≤200
260
260
6
HCl
mg/m3
≤30
75
30
7
Hg
mg/m3
0.1
0.2
0.1
8
Cd
mg/m3
0.1
0.1
0.1
9
Pb
mg/m3
1.0
1.6
1.0
10
二恶英及呋喃类物质
ng-TEQ/m3
＜0.1
1.0
0.1
注：
1）均以标准状态下含11%O2的干烟气为参考值换算。
2）烟气最高黑度时间，在任何1h内累计不得超过5min。
3工艺流程及其主要设备选择
3.1酸性气体处理技术
烟气中的气态污染物主要是HCl、HF、SOx等酸性气体，本方案采用Ca（OH）2作碱性吸收剂，以液/固态的形式与酸性气体发生化学反应，主要反应方程式为：
2HCl+Ca（OH）2CaCl2+2H2O
2HF+Ca（OH）2CaF2+2H2O
SO2+Ca（OH）2CaSO3+2H2O
本方案采用循环流化床半干法脱酸工艺处理技术，此技术具有工艺成熟、设备简单、一次性投资较低、净化效率高、生成物易处理，无二次污染等优点。
在国内外焚烧厂中均有良好应用业绩。
烟气CFB脱硫工艺一般采用干态的熟石灰粉Ca（OH）2作为吸收剂，在特殊情况下也可采用其它对二氧化硫气体有吸收能力的干粉或浆液作吸收剂。
由锅炉排出的烟气从急冷塔顶部布风器进入冷却塔进行预冷却后从循环流化床吸收塔的底部进入，流化床吸收塔的底部为一个文丘里装置，烟气流经文丘里装置加速后，在吸收塔内与熟石灰粉末和返料飞灰充分混合。
它们之间的相对滑移速度很大,加上吸收剂颗粒的密度很大，因此颗粒之间、气体与颗粒之间有着剧烈的摩擦，对SO2的吸收反应的传热传质过程十分有利。
同时设置的加湿雾化水通过双流体雾化喷头喷入反应段，对熟石灰进行活化从而提高熟石灰的利用效率
具体工艺流程：
细度超过200目的超细熟石灰粉末Ca（OH）2，通过气力输送喷入半干式反应塔中，形成扩散效果。
同时烟气通过反应塔上部的烟气进口蜗壳以合理的旋转方向及速度进入反应塔中，与熟石灰粉末充分接触反应，被去除有害气体（如HCl、HF、SO2等）和部分重金属。
在反应塔中，高温烟气使急冷后雾滴的水份蒸发，迅速使烟气温度降至适合于熟石灰粉与酸性气体反应的温度，并最终使反应生成物干燥成为固体粒状物。
少部分粗颗粒在反应塔中被除下，大部分微粒和未完全反应的吸收剂随烟气进入下游的袋式除尘器。
在烟气进入袋式除尘器前的烟道中喷入活性炭以吸附气态状的汞和二噁英/呋喃。
未完全反应的吸收剂和活性炭在袋式除尘器的滤袋上继续与残余的酸性气体及有害物进行二次反应，这些反应物和烟尘（包括固体重金属和二噁英/呋喃）一起被除尘器捕集下来，达到净化烟气的目的。
此外，为了适应越来越严格的环保要求，本项目炉膛适当位置增加SNCR（选择性非催化还原法）系统接口，降低氮氧化物排放量。
工艺流程图
1）脱酸设备的选型
根据本项目的物料平衡计算结果，在入炉垃圾低位热值为6280kJ/kg，单台入炉垃圾量为500t/d的情况下，单台焚烧炉的烟气量为94900Nm3/h，考虑到垃圾热值的增长空间，在本方案中选用急冷塔、脱酸反应塔的参数如下表：
急冷塔、脱酸反应塔参数表
急冷塔参数表
序号
项目
单位
数据
1
数量
套
3
2
急冷塔入口烟气温度
℃
～180
3
急冷塔出口烟气温度
℃
～150
4
急冷塔塔体直径
m
～11
5
急冷塔塔体高度
m
～11
6
急冷塔冷却水供应量
t/h
～1.802
7
急冷塔雾化器数量
套
2
脱酸反应塔参数
1
数量
套
3
2
反应塔处理烟气量
Nm3/h
94900
3
反应塔塔体直径
m
～9
4
反应塔塔体高度
m
～11.1
5
反应塔石灰粉流量
t/h
～0.16
2）脱酸反应原材料消耗量
额定工况下烟气净化系统所需吸收剂和吸附剂的耗量见下表：
脱酸原材料消耗表
名称
小时耗量（kg）
日耗量
年总耗量
1台炉
2台炉
2台炉
2台炉
吸收剂
氢氧化钙
227.6
455.2
10.925t
3641.6t
吸附剂
活性炭
8.3
16.6
0.4t
132.8t
水
3400
6800
163.2t
54400t
压缩空气
22Nm3
42Nm3
1008Nm3
336000Nm3
3）烟气净化所需吸收剂和吸附剂的品质要求
脱酸用的吸收剂Ca（OH）2为干粉时，其粒径平均为200目，纯度不小于85%。
吸附烟气中的二噁英和重金属用的吸附剂活性炭的品质为：
碘滴数mg/g≥600
比表面积（BET）m2/g700～900
水份%≤10
灰份%≤8
松袋密度kg/m3490
粒度分布>0.15mm%≤3
>0.074mm%≤13
>0.044mm%≤28
>0.010mm%≥60
6.6.3.2布袋除尘器
根据《生活垃圾焚烧污染控制标准》的要求，垃圾发电厂烟气处理系统应采用布袋除尘器。
布袋除尘器选用低压脉冲式除尘器离线清灰。
1）布袋除尘设备的组成及工作原理
布袋除尘器选用脉冲式除尘器，离线清灰，适用于垃圾焚烧产生的高温、高湿及腐蚀性强的含尘烟气处理，将烟气中的粉尘除去，使烟气达到排放要求。
该布袋除尘器配有圆形笼架，布袋垂直悬挂。
灰尘滤饼积累在布袋的外侧，布袋定期地通过脉冲压缩空气从布袋的清洁侧喷入布袋，一列列地吹扫。
吹扫出的灰尘掉到灰斗中，通过副产品输送系统送出。
在维护时，可更换布袋，手动隔离仓室更换故障布袋。
此时其它仓室正常运行。
布袋除尘器灰斗带有电加热器，确保可靠地排灰。
由于本除尘器选用了具有表面过滤性能的聚四氟乙烯覆膜滤袋，使除尘效率、吸附剩余毒性污染物的能力、系统运行能耗和滤袋寿命等指标都达到世界先进的水平，并且可使除尘器在设备投资、运行和维护上所需要反映的综合技术经济性能等指标得到优化的实现。
布袋除尘器包括下列设备：
灰斗、布袋、笼架、维护和检修通道装置、每个仓室进出口烟道的隔离挡板、旁路烟道和挡板装置、灰斗加热、布袋清扫控制器和脉冲阀等。
每台布袋除尘器由气密式焊接钢制壳体及分隔仓组成，每个隔离仓清灰时可与烟气流完全隔离。
壳体及分隔仓的设计能承受系统内的最大压力差。
支承结构采用钢结构。
每个分隔仓都配备进口及出口隔离挡板。
当一个隔离仓隔离时，能保持布袋除尘器正常工作。
也就是说，当布袋除尘器在运行时，能在线更换分隔仓的滤袋。
为此目的，配备足够的检查及维修门。
布袋除尘器的顶部和室顶之间的间隙足够大，以便更换布袋时进行操作。
如有必要，还提供更换布袋用的吊机的钢梁。
壳体、检修门及壳体上电气及机械连接孔的设计均能保证布袋除尘器的密封性能。
为了达到良好均匀的烟气分布，预先考虑在烟道内部内配备烟气均流装置。
为了防止酸和/或水的凝结，布袋除尘器将配备保温及伴热。
保温层厚度足以避免器壁温度低于露点。
为了防止灰及反应产物在布袋除尘器、输送系统以及设备的有关贮仓内搭桥和结块（比如料斗、阀门、管道等），这些设备的外壁均考虑采用加热系统。
布袋除尘器的料斗采用电伴热。
在起动和短期停止期间，启动烟气循环加热设备。
该设备由挡板、烟道、再循环风机、电加热设备及必要的仪器和控制设备组成。
在起动和短期关闭期间，关闭挡板，将布袋除尘器与主烟道隔离开来。
布袋除尘器用循环热烟气加热。
温度调节由电热器进行控制。
调试期间料斗必须干燥保温以防止冷凝。
因为一旦有冷凝液水产生就会妨碍除灰的效果。
灰尘料斗上配备成熟的灰拱破碎装置，该装置布置在每支灰斗的外壁上，作为永久设备，当布袋除尘器运行时，可在灰斗下的平台上对其进行操作。
灰斗下部配备了输送机、旋转阀和旋转密封阀。
在保证烟气在布袋表面均匀分布上进行了特殊的考虑。
布袋除尘器包括支架及附件，其设计保证能有效地清洁烟气，并具有长期的使用寿命。
清扫系统经优化设计以保证除尘器除尘效率高、压降低、寿命长。
清洁滤袋（即压缩空气脉冲系统）将使用仪表用压缩空气。
压缩空气的性质应确保过滤介质内不会出现阻塞或结块。
4）布袋除尘器技术参数
根据本项目的物料平衡计算结果，在入炉垃圾低位热值为6280kJ/kg，单台入炉垃圾量为500t/d的情况下，单台焚烧炉的烟气量为94900Nm3/h，考虑到垃圾热值的增长空间，在本方案中选用布袋除尘器的参数如下：
处理烟气量：
～94900Nm3/h
烟气流速：
0.8～1.0m/min
过滤面积：
2858m2
经反应和吸附后的烟气进入布袋除尘器，气流由袋外至袋内，粉尘截留在滤袋外，净化后的烟气从布袋除尘器排出。
为了在正常运行中能够检查、检测和更换滤袋以及进行维护工作，除尘器分成若干仓室。
操作时，手动隔离需更换滤袋的仓室，并处于安全状态进行滤袋的更换。
而除尘系统仍在运行中。
滤袋的清灰采用干燥的压缩空气有规则的间断脉冲从外部作用至袋内。
这就确保滤袋的灰渣清下并收集在灰斗。
清灰周期通过布袋除尘器的压力降来控制，滤袋的清灰可在线也可离线，在线清灰使布袋除尘器及其部件运行更稳定。
设置一套热风循环系统防止滤袋内结露。
此系统通过再循环风机、电加热器使循环烟气保持在一恒定的温度，在布袋除尘器启动时，除尘器预热到140℃。
在事故停机时空气加热系统保持布袋除尘器温度为140℃。
布袋除尘器灰斗带有加热器，确保可靠排灰。
在电厂事故、紧急停机和除尘器警报（温度或压力）等出现时，除尘器进出口阀自动关闭，旁通阀自动开启。
6.6.3.3二噁英处理
1）控制二噁英排量的技术措施
a）垃圾焚烧炉的温度严格控制在850～1000℃之间（因PCDD\PCDF在800℃以上能完全分解；当垃圾热值偏低，出口炉温低于850℃时，采用加柴油助燃，以确保出口炉温），炉内CO的浓度在50ppm以下，O2的浓度在6%以上，烟气在燃烧室内停留时间在2秒以上，从而使易生成PCDD\PCDF的有机氯化物能完全燃烧，或已生成的PCDD\PCDF能完全分解。
b）由于二噁英是细微的有害物质，即使在焚烧炉中能完全燃烧，炉后尾气仍然会产生一定数量的二噁英，为此在烟气处理系统中采用半干法反应塔加布袋除尘器，同时在布袋除尘器之前，喷入活性炭粉，以尽可能地吸附尚未分解和已再合成的PCDD\PCDF类有毒物质，通过使用具有极高捕尘能力的布袋除尘器，从而高效地除去二噁英类、重金属类有害物质。
2）控制二噁英排量的设备选型
对二噁英和重金属的净化主要采用喷射活性炭吸附，布袋除尘技术有捕捉颗粒物和增加反应时间的作用；另外，控制烟气排放温度对二噁英的重合成以及重金属由气态变成便于捕捉的液态和固态也非常重要。
本装置由活性炭储仓、盘式给料机、防堵装置和喷射鼓风机等组成。
其中的盘式给料机等关键设备直接国外进口，呋喃、二噁英吸附效率在90%以上。
吸附呋喃、二噁英后的活性炭和烟尘一起被后续布袋除尘器除去，净化后的烟气中呋喃、二噁英浓度满足本项目的环保要求。
两条线共用一个活性炭储仓，储罐顶上装有袋式除尘器，在装料时除尘器应自动投入运行，也可手动投入。
除尘器用压缩空气清扫。
储仓底部设有活性炭流化装置确保活性炭的排出，它由流化板、止回阀及管道组成，当储存罐出料口阀门打开供料时，该系统投运，否则关闭。
储仓顶部与料斗之间装有连通管，将活性炭带到计量系统中的空气返回到储罐，含活性炭的空气通过储罐顶部袋式除尘器过滤后排大气。
该系统在活性炭卸料时必须关闭。
装有一套体积计量系统，其中包括带刮料器的中间料斗和计量表。
活性炭用鼓风机输送，在反应塔和袋式除尘器之间的烟道上喷入。
在本方案中选用活性炭设备的参数如下表：
表6.6-10活性炭输送设备表
序号
设备名称
参数
数量
备注
1
活性炭给料斗
斗容积:
0.2m3
2
2
计量螺旋输送机
出力:
3~15kg/h
2
3
料斗破桥器
2
4
罗茨风机
2
5
电动葫芦
起重量：
1.0t，起吊高度：
15m
2
3）吸附剂的消耗量
粉末活性炭要求如下：
颗粒度10～20μm（D50）；表面积800m2/g；耗量16.6kg/h。
6.6.3.4氮氧化物去除
垃圾焚烧厂氮氧化物的形成主要与垃圾中氮氧化物和燃烧温度有关，即垃圾中含氮物质（主要指含氮的有机化合物）通过燃烧氧化而成，空气中的氮在高温条件下与氧反应生成氮氧化物。
这一复杂过程主要与燃烧时局部的氧含量、温度，和氮含量有关。
本项目采用以下两种方法减少氮氧化物排放：
1）通过优化燃烧和后燃烧工艺，来减少氮氧化物的产生，控制燃烧温度850～950℃，根据现有运行经验可以降到250mg/m3以下。
2）本项目每炉设置一套SNCR（选择性非催化还原法）脱硝装置，通过在锅炉内投加~20%氨水进行化学反应去除氮氧化物，从而使NOx排放不超过150mg/m3。
当采用氨水时，其化学还原反应如下：
4NO＋4NH3＋O2→4N2＋6H2O
6NO2＋8NH3→7N2＋12H2O
在没有催化剂的情况下，上述反应温度在950℃左右，因此还原剂喷入炉膛的温度区域为850～1150℃。
作为还原剂的氨水溶液经输送泵输送至炉前喷嘴，喷嘴在炉膛温度区域为800～1250℃区域分多层设置。
氨水在喷入炉膛之前，再经过计量分配装置的精确计量分配至每个喷枪，然后经喷枪喷入炉膛进行脱氮反应。
图6.6.5-3SNCR脱硝工艺
（2）喷射器
喷射器有墙式和枪式2种类型。
墙式喷射器插入锅炉内墙，一般每个喷射部位设置1个喷嘴。
墙式喷嘴一般应用于短程喷射就能使反应剂与烟气达到均匀混合的氨水SNCR系统，由于墙式喷嘴不直接暴露于高温烟气中，其使用寿命要比喷枪式长。
（3）还原剂溶液储存系统
该系统储存锅炉脱硝所需的还原剂，还原剂溶液储存于储罐内。
Ø还原剂储罐
还原剂储罐容量初步考虑满足锅炉7天最大负荷下的还原剂用量。
储罐设置液位计、人孔、梯子、通风孔等。
20%氨水储罐设计为1只，体积为V=6m3。
Ø输送装置
还原剂由输送装置输送至计量、分配系统。
该装置配置用于远程控制和监测循环系统压力、流量等仪表，循环装置为计量装置供应氨水的所需压力，以维持适当的流量和压力。
（4）计量分配系统
该系统布置在炉区，用来将还原剂计量后按要求分配后输送至喷射器，通过喷射器注入锅炉内部适当位置。
该系统主要由以下部件/装置组成：
Ø计量装置
Ø分配装置
Ø还原剂喷射器
Ø温度监测装置
综上所述，本项目锅炉采用SNCR烟气脱硝系统，完全能够保证NOx的排放浓度小于150mg/m3。
本工程SNCR烟气脱硝系统采用氨水（氨水溶液按20%浓度计）的耗量分别见表
一期工程氨水（20%）消耗表
项目
单位
氨水耗量
小时耗氨水量
t/h
0.083
日耗氨水量（20h）
t/d
1.66
年耗氨水量（8000h）
t/a
664
升级会员 