摘要：文章針對(duì)影響垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)長(zhǎng)周期運(yùn)行的問(wèn)題，以及電廠環(huán)保達(dá)標(biāo)排放存在的風(fēng)險(xiǎn)，提出了脫酸系統(tǒng)增加備用液堿脫酸工藝，布袋除塵器及煙道采用專用防腐涂料進(jìn)行防腐施工，飛灰固化系統(tǒng)增加二次螯合固化的優(yōu)化改造經(jīng)驗(yàn)，可有效保證設(shè)備達(dá)標(biāo)排放。

1煙氣凈化系統(tǒng)工藝概述

煙氣處理工藝采用“SNCR+半干法（旋轉(zhuǎn)噴霧反應(yīng)塔）+活性炭噴射+消石灰干粉噴射+布袋除塵+SCR”的組合式工藝，煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)全面滿足《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485—2014）及歐盟2010/75/EC標(biāo)準(zhǔn)。工藝流程見(jiàn)圖1。

1.1SNCR脫硝系統(tǒng)

SNCR系統(tǒng)主要包括氨水儲(chǔ)存單元、氨水輸送單元、氨水分配單元、噴射層單元、壓縮空氣單元及控制系統(tǒng)六部分。

氨水（20%～25%）通過(guò)還原劑加注泵單元由槽罐車泵送入氨水儲(chǔ)存單元，儲(chǔ)罐中氨水由還原劑輸送泵送入分配單元，還原劑在分配單元里實(shí)現(xiàn)定向分配后，依靠泵的壓頭送入噴射器，噴射器分為內(nèi)外槍管，還原劑由內(nèi)槍管噴入，霧化壓縮空氣由外槍管進(jìn)入，在噴槍端部霧化段實(shí)現(xiàn)霧化，噴入爐膛，實(shí)現(xiàn)爐膛內(nèi)脫硝。

1.2半干法脫酸系統(tǒng)

半干法脫酸系統(tǒng)由制漿系統(tǒng)、噴霧反應(yīng)器組成，石灰漿制備系統(tǒng)向霧化器提供12%濃度的Ca(OH)2溶液，并維持恒壓。

190℃～220℃熱煙氣從反應(yīng)塔頂部煙道進(jìn)入半干法脫酸系統(tǒng)，頂部煙道設(shè)有風(fēng)柵組件，可使煙氣呈螺旋狀向下運(yùn)動(dòng)。石灰漿溶液通過(guò)霧化器霧化成30～50μm的微小液滴，液滴與高溫?zé)煔饣炝?，并被煙氣裹帶著向下運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，Ca(OH)2與煙氣中的酸性氣體HCl、HF、SO2等發(fā)生反應(yīng)。Ca(OH)2的主要反應(yīng)發(fā)生在緊鄰霧化器噴嘴的區(qū)域，該區(qū)域具有傳熱和傳質(zhì)的最適宜條件。主要反應(yīng)為：

一小部分SO2會(huì)進(jìn)行如下反應(yīng)：

2.jpg

在反應(yīng)過(guò)程的第一階段，氣—液接觸發(fā)生中和反應(yīng)，石灰漿液滴中的水分得到蒸發(fā)，同時(shí)煙氣得到冷卻；在反應(yīng)過(guò)程的第二階段，氣—固接觸進(jìn)一步中和并獲得干燥的固態(tài)反應(yīng)物CaCl2、CaF2、CaSO3及CaSO4等。該冷卻過(guò)程還使二噁英、呋喃和重金屬產(chǎn)生凝結(jié)。反應(yīng)生成物落入反應(yīng)器錐體，由錐體底部排出。

1.3活性炭系統(tǒng)

為滿足重金屬及有機(jī)物污染的排放要求，在煙氣進(jìn)入袋式除塵器前噴入活性炭?；钚蕴孔鳛槲絼┛晌焦戎亟饘偌岸f英、呋喃等污染物。吸附后的活性炭在袋式除塵器中和其他粉塵一起被捕集下來(lái)，這樣煙氣中的有害物濃度就可得到更嚴(yán)格的控制。

活性炭的投放量根據(jù)煙氣流量而定，每條工藝線中均設(shè)有一套多組分煙氣在線監(jiān)測(cè)裝置，由自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置控制從而達(dá)到活性炭的定量供給，以確保活性炭用量的經(jīng)濟(jì)性。

1.4干法脫酸系統(tǒng)

在半干法反應(yīng)塔與布袋除塵器之間增加干法脫酸系統(tǒng)，將半干法反應(yīng)塔出口溫度設(shè)定在150℃左右，此時(shí)在反應(yīng)塔與布袋除塵器之間煙道中噴入Ca(OH)2，以降低煙氣中的酸性氣體含量（如SOx和HCl等）。消石灰干粉在單獨(dú)使用石灰漿無(wú)法達(dá)標(biāo)的情況下使用，或在旋轉(zhuǎn)噴霧干燥裝置檢修時(shí)使用。

消石灰干粉的投放量要根據(jù)煙氣中HCl含量而定，每條工藝線中均設(shè)有一套多組分煙氣在線監(jiān)測(cè)裝置，由自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置控制從而達(dá)到消石灰的定量供給，以確保消石灰用量的經(jīng)濟(jì)性。

1.5袋式除塵器

噴霧反應(yīng)器排放的帶有飛灰及各種粉塵的溫度為150℃～160℃的煙氣，由反應(yīng)器下部位置進(jìn)入袋式除塵器。煙氣從濾袋外部進(jìn)入，從隔倉(cāng)頂部排出，煙氣中的飛灰、石灰漿反應(yīng)劑和反應(yīng)生成物、凝結(jié)的重金屬、噴入的活性炭等吸附在濾袋上，形成一層濾膜。煙氣中酸性氣體在此與過(guò)量的反應(yīng)劑進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)，使酸性氣體去除率進(jìn)一步提高，活性炭也進(jìn)一步起到吸附作用，從而提高整套裝置的煙氣凈化效率。另外，布袋除塵器還會(huì)將煙氣里的固體顆粒（灰塵）過(guò)濾出來(lái)。過(guò)濾過(guò)程主要在布袋的外表面進(jìn)行，固體顆粒在過(guò)濾袋的外表面被截留聚結(jié)成塊。重的顆粒在重力作用下沉降到料斗處。聚結(jié)成塊的固體灰渣在布袋清潔過(guò)程中被除掉，降落至料斗底部，灰渣經(jīng)旋轉(zhuǎn)排灰閥排至輸灰系統(tǒng)的刮板輸送機(jī)。除塵后的煙氣經(jīng)SCR、引風(fēng)機(jī)、煙囪排入大氣。

1.6SCR脫硝系統(tǒng)

由于催化器的活性最佳溫度為180℃～190℃，布袋除塵器排放的煙氣經(jīng)過(guò)SGH加熱器后，保持煙氣溫度大于等于180℃。

氨水輸送泵單元將20%氨水從氨水儲(chǔ)存區(qū)加壓輸送至SCR反應(yīng)器計(jì)量分配單元，罐區(qū)來(lái)的氨水經(jīng)計(jì)量分配單元控制進(jìn)入蒸發(fā)混合器，混合器內(nèi)設(shè)置整流器，通過(guò)熱空氣蒸發(fā)成稀釋氨氣，氨氣通過(guò)噴氨格柵噴入煙道中與原煙氣充分均勻混合，在SCR反應(yīng)器內(nèi)使催化劑均勻發(fā)揮效用。催化劑設(shè)計(jì)三層，預(yù)留一層。稀釋風(fēng)機(jī)按一臺(tái)焚燒爐配備兩臺(tái)（一用一備）風(fēng)機(jī)設(shè)置。根據(jù)SCR反應(yīng)器進(jìn)出口中NOx、O2濃度，煙氣溫度及煙氣流量等計(jì)算氨的注入量，通過(guò)氨水流量閥調(diào)節(jié)控制進(jìn)入脫硝系統(tǒng)的氨量。稀釋后混合氣中氨氣濃度低于5%，以防爆炸。

1.7爐渣輸送系統(tǒng)

本系統(tǒng)是為了把從燃盡爐排出的爐渣和爐排下部漏渣及鍋爐飛灰輸送機(jī)運(yùn)來(lái)的鍋爐飛灰運(yùn)送到爐渣坑而設(shè)置的。經(jīng)過(guò)焚燒后的垃圾變?yōu)槌煞址€(wěn)定的爐渣，從爐排的出渣口經(jīng)落渣井落入出渣機(jī)中，同時(shí)爐排漏渣輸送機(jī)輸送來(lái)的漏渣及鍋爐飛灰輸送機(jī)運(yùn)來(lái)的鍋爐飛灰也分別排入出渣機(jī)中，爐渣、漏渣和飛灰在出渣機(jī)中經(jīng)冷卻水冷卻、脫水后排入渣坑，然后通過(guò)灰渣吊將灰渣裝車后運(yùn)出進(jìn)行綜合利用。

1.8飛灰輸送及穩(wěn)定化處理系統(tǒng)

飛灰是指煙氣凈化系統(tǒng)（噴霧反應(yīng)器和袋式除塵器）收集的飛灰，因其成分復(fù)雜且含有一定量的毒性物質(zhì)，故需與焚燒產(chǎn)生的爐渣分開(kāi)處理，設(shè)置單獨(dú)的輸送及貯存設(shè)備。飛灰來(lái)自反應(yīng)塔底部和布袋除塵器底部，經(jīng)刮板輸送機(jī)（反應(yīng)塔底部）、刮板輸送機(jī)（布袋除塵器底部）、集合刮板機(jī)及斗提機(jī)輸機(jī)送到飛灰暫存?zhèn)}。暫存?zhèn)}內(nèi)的飛灰經(jīng)氣力輸灰輸送至飛灰固化間進(jìn)行穩(wěn)定化處理，養(yǎng)護(hù)數(shù)天后經(jīng)檢測(cè)合格后裝車運(yùn)至指定的填埋場(chǎng)進(jìn)行安全填埋處理。

飛灰穩(wěn)定化處理系統(tǒng)主要采用“飛灰+水泥+螯合劑+水+攪拌混合”的飛灰穩(wěn)定化工藝。飛灰穩(wěn)定化處理系統(tǒng)采用螯合劑和水泥對(duì)飛灰進(jìn)行固化穩(wěn)定化處理，旨在降低飛灰中重金屬的浸出，為操作人員提供良好的操作環(huán)境。飛灰穩(wěn)定化處理采用藥劑化學(xué)穩(wěn)定化處理法，即將飛灰和液體藥劑按一定比例加入攪拌機(jī)內(nèi)充分?jǐn)嚢瑁€(wěn)定化后裝車?yán)匣?。老化后的飛灰經(jīng)檢驗(yàn)，達(dá)到《生活垃圾填埋場(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889—2008）填埋場(chǎng)入場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)后，裝車送入填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋處理。

2優(yōu)化改造經(jīng)驗(yàn)

2.1增加煙氣脫酸備用液堿系統(tǒng)

2.1.1原系統(tǒng)存在的問(wèn)題

當(dāng)霧化器故障或者垃圾成分問(wèn)題導(dǎo)致煙氣排放濃度難以達(dá)標(biāo)時(shí)，只有用干法脫酸系統(tǒng)來(lái)代替半干法脫酸系統(tǒng)，但脫酸效率得不到可靠保證。

2.1.2解決措施

增加液堿系統(tǒng)可以適當(dāng)增加霧化器定期維護(hù)清理的頻率和時(shí)間，降低設(shè)備故障率，提高運(yùn)行周期。備用液堿系統(tǒng)（見(jiàn)圖2）主要由一個(gè)液堿存儲(chǔ)罐（Φ4m×4m，材質(zhì)為不銹鋼304）、一臺(tái)卸堿泵、兩臺(tái)液堿輸送泵（一用一備）、管路、閥組和儀表控制系統(tǒng)等組成。

液堿母管分別與#1公用系統(tǒng)冷卻降溫水母管、#2公用系統(tǒng)冷卻降溫水母管相連，液堿輸送管路與冷卻降溫系統(tǒng)管道母管共用一套輸送管路，系統(tǒng)流量及壓力的調(diào)節(jié)可利用原有系統(tǒng)閥門進(jìn)行控制。系統(tǒng)如圖2備用液堿系統(tǒng)。

當(dāng)半干法脫酸系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，一鍵啟動(dòng)備用液堿泵，將濃度為32%的液堿通過(guò)原有冷卻水管道噴入脫酸塔內(nèi)，可進(jìn)一步提升系統(tǒng)脫酸能力，增加脫酸手段。

2.2布袋除塵器防腐

2.2.1原系統(tǒng)存在的問(wèn)題

目前，垃圾焚燒發(fā)電廠布袋除塵器清潔室及煙道周邊存在如下問(wèn)題：

(1）清潔室下部箱體腐蝕相對(duì)嚴(yán)重，特別是外側(cè)壁板，局部有銹蝕磨穿的情況，甚至延伸至門框，致使大量冷風(fēng)進(jìn)入。

(2）清潔室上部箱體腐蝕稍輕，但也有明顯的腐蝕，特別是在清潔室上下箱體有銹穿或蓋板漏風(fēng)的倉(cāng)室。

(3）仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，除了清潔室及煙道內(nèi)部腐蝕，壁板的外側(cè)即保溫層下也有明顯的腐蝕，內(nèi)外腐蝕疊加形成點(diǎn)穿孔后，加上引風(fēng)機(jī)的負(fù)壓引入外部冷風(fēng)，進(jìn)一步加速磨損和腐蝕蔓延，導(dǎo)致6mm鋼板在2年左右就可能被穿透。

(4）隨著煙道內(nèi)煙氣溫度的進(jìn)一步降低，更容易結(jié)露腐蝕，特別是對(duì)于較長(zhǎng)的煙道，腐蝕尤為嚴(yán)重。

2.2.2原因分析

(1）在一定的濕度條件下，當(dāng)高溫?zé)煔鉁囟容^低時(shí)，容易結(jié)露，導(dǎo)致腐蝕發(fā)生。

(2）低溫可能的情況有：蓋板邊角處漏風(fēng)、殼體腐蝕穿透、焊縫缺陷處漏風(fēng)或遇到冷的壁板（啟停爐時(shí)或保溫不佳處）等。

(3）保溫層下也是易腐蝕的區(qū)域，冷熱變化時(shí)空氣易結(jié)露，且結(jié)露后在保溫層的遮蓋下不易擴(kuò)散，會(huì)循環(huán)結(jié)露腐蝕，加上一般保溫材料含有無(wú)機(jī)鹽，當(dāng)無(wú)機(jī)鹽溶解在濕氣中時(shí)，也會(huì)加劇電化學(xué)腐蝕的發(fā)生。

(4）除塵器油漆的選擇不合理、涂裝前的表面處理質(zhì)量以及后續(xù)的涂裝不合格。

2.2.3解決措施

2.2.3.1確定防腐部位

在清潔室1的側(cè)板、頂板（小蓋板及邊框反面、大蓋板及邊框的反面）、清潔室2、出口煙道等容易產(chǎn)生冷熱交換的表面進(jìn)行防腐。

2.2.3.2防腐層選擇耐高溫抗結(jié)露專用涂料

該涂料由高分子聚合物技術(shù)的樹(shù)脂和片狀金屬粉末等填料組成，用于重腐蝕環(huán)境的防護(hù)，可耐受持續(xù)高溫205℃（400℉），且可以經(jīng)受冷熱循環(huán)的考驗(yàn)，并保持良好的屏蔽性能。該涂料具備優(yōu)異的耐結(jié)露性能，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的海水和堿水（按指定標(biāo)準(zhǔn)）浸泡后，無(wú)氣泡、開(kāi)裂及銹蝕等涂層失效現(xiàn)象；該涂層的結(jié)構(gòu)件在火焰切割、焊接時(shí)不會(huì)著火燃燒，只會(huì)有一些煙塵產(chǎn)生，大大降低了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，涂料在低溫（-5℃）時(shí)可以固化，相比較酚醛樹(shù)脂和乙烯基酯體系的產(chǎn)品而言，大大擴(kuò)展了其溫度應(yīng)用范圍，特別是很多工廠大修會(huì)安排在冬季（年底或年初）且限定在較短時(shí)間內(nèi)，其低溫固化和快速固化性能更加具備優(yōu)勢(shì)。

2.2.3.3施工工藝

所有待涂覆的表面均應(yīng)清潔、干燥、無(wú)污染。新鋼板噴射處理至粗糙度為50μm左右，對(duì)于噴砂機(jī)噴頭不能抵達(dá)的內(nèi)部部位，采用打磨拉毛處理。底涂采用耐高溫抗結(jié)露專用涂料，干膜厚度100～125μm，施工方法采用無(wú)氣噴涂或輥涂；面漆采用耐高溫抗結(jié)露專用涂料，干膜厚度100～125μm，施工方法采用無(wú)氣噴涂或輥涂。

2.3增加飛灰二次螯合固化系統(tǒng)

2.3.1原系統(tǒng)存在的問(wèn)題

由于垃圾成分的不確定性、復(fù)雜性，造成垃圾焚燒飛灰的成分具有不確定性，排放濃度具有波動(dòng)性，環(huán)境影響重金屬因子相對(duì)檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)，造成飛灰螯合處置工藝調(diào)整先天的滯后，這樣一來(lái)飛灰螯合結(jié)果出具后，一旦不合格往往就是一整個(gè)批次的飛灰都可能不合格。飛灰螯合物隨時(shí)間流逝會(huì)慢慢板結(jié)成塊，對(duì)后續(xù)再次處置造成一定影響，對(duì)穩(wěn)定性和均勻性、再次處置的藥劑滲透性提出了考驗(yàn)。由此考慮，為保障飛灰無(wú)害化處理，二次螯合設(shè)備的增加是必要且必須的。

2.3.2解決措施

在現(xiàn)有的飛灰固化車間內(nèi)，利用原有的鋼架進(jìn)行擴(kuò)展，將飛灰二次螯合設(shè)備依次布置在飛灰螯合系統(tǒng)旁，在現(xiàn)有飛灰固化與再螯合系統(tǒng)中設(shè)置一臺(tái)3t的電動(dòng)葫蘆（起吊高度12m），作為二次螯合飛灰的起吊設(shè)備。

在電動(dòng)葫蘆軌道梁下方從上至下依次布置：破袋倉(cāng)、除塵風(fēng)機(jī)、破碎機(jī)、插板閥、攪拌機(jī)、打包機(jī)等設(shè)備。破袋倉(cāng)附帶稱重功能，可以精確計(jì)量散灰重量，利于配藥螯合，二次螯合破碎后至少85%的飛灰粒度小于10mm。

其工作流程如下：將需再螯合的飛灰裝至噸袋用叉車運(yùn)至飛灰固化車間，用電葫蘆將噸袋飛灰吊至破袋倉(cāng)，拆袋卸料至破袋倉(cāng)。工作時(shí)啟動(dòng)除塵器、破碎機(jī)、攪拌機(jī)等設(shè)備，將計(jì)量后的飛灰破碎后輸送至新的混合機(jī)內(nèi)，同時(shí)根據(jù)飛灰量計(jì)算螯合劑、水的用量，并參與混合攪拌，溶液輸送及計(jì)量利用原有的溶液系統(tǒng)，通過(guò)管道引至二次螯合系統(tǒng)。

系統(tǒng)流程：噸袋→電動(dòng)葫蘆→破袋倉(cāng)→破碎機(jī)→混合攪拌機(jī)→打包機(jī)→轉(zhuǎn)運(yùn)。飛灰二次螯合固化立面布置見(jiàn)圖3。

系統(tǒng)能夠完全處理因一次螯合后不合格的飛灰及各種檢修作業(yè)產(chǎn)生的零散飛灰。進(jìn)一步提高了垃圾焚燒發(fā)電廠的應(yīng)變能力，確保出廠飛灰合格合規(guī)，完全滿足《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889—2008）對(duì)飛灰管控的各項(xiàng)要求。

3結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣凈化設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化及改造，增加備用液堿系統(tǒng)，有效提高了脫酸系統(tǒng)的可靠性。采用適應(yīng)垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣條件的布袋除塵器防腐方案，可有效保證布袋除塵器的使用壽命及除塵效率。采用飛灰二次螯合固化系統(tǒng)，可以將不合格的螯合物進(jìn)行重新螯合，保證了飛灰出廠的合格合規(guī)，以上改造優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)值得同類型垃圾焚燒發(fā)電機(jī)組借鑒。

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