烟汽净化系统工艺流程.doc

一 博海昕能环保有限公司烟汽净化系统工艺流程图 一 博海昕能环保有限公司烟汽净化系统工艺流程图 1 1 系统概述系统概述 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 2 设计资料设计资料 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 h94900 2烟温 200 3CO2mg m3161537 4烟尘mg m35000 10400 5HFmg m39 6SOxmg m3500 7HClmg m3600 8COmg m380 9NOxmg m3380 10Hgmg m31 11Cdmg m34 12Pb As Sb Cumg m3100 13PCDDng TEQ m35 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 208030 2烟气黑度小于 1 级11 3COmg m3 75150100 4NOXmg m3 150400350 5SO2mg m3 200260260 6HCLmg m3 307530 7Hgmg m30 10 20 1 8Cdmg m30 10 10 1 9Pbmg m31 01 61 0 10 二恶英及呋喃类物 质 ng TEQ m3 0 11 00 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 3 工艺流程及其主要设备选择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 2 CaCl2 2H2O 2HF Ca OH 2 CaF2 2H2O SO2 Ca OH 2 CaSO3 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 h94900 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 小时耗量 kg 日耗量年总耗量 名 称 1 台炉2 台炉2 台炉2 台炉 吸收 剂 氢氧化钙 227 6455 210 925t3641 6t 吸附 剂 活性炭 8 316 60 4t132 8t 水 34006800163 2t54400t 压缩空气 22Nm342Nm31008Nm3336000Nm3 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 g 700 900 水份 10 灰份 8 松袋密度 kg m3 490 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 20 m 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 3 SNCR 脱硝工艺 2 喷射器 喷射器有墙式和