生活垃圾焚燒尾氣處理半干法系統(tǒng)降低石灰單耗的探討

孟令濤 李德豐 桂宏橋 汪明浩 胡春保(光大環(huán)保能源(江陰)有限公司，江蘇 江陰 214400)

0 引言

光大環(huán)保能源(江陰)有限公司一期#1#2爐焚燒爐采用Seghers-Keppel公司生產(chǎn)的多級往復(fù)式爐排爐，二期#3爐焚燒爐采用光大環(huán)保技術(shù)裝備(常州)有限公司生產(chǎn)的多級往復(fù)式爐排爐。余熱鍋爐由無錫華光鍋爐廠制造，采用臥式、中溫中壓、單汽包、自然循環(huán)鍋爐。煙氣處理采用脫硝(SNCR)、半干法(配霧化器)、干法脫酸、袋式除塵器、活性碳噴入及新增液堿噴霧(備用)組合工藝。反應(yīng)塔石灰漿管線為2根母管制，正常時一運(yùn)一備，定期切換。

1 研發(fā)背景

光大環(huán)保能源(江陰)有限公司一二期三臺爐反應(yīng)塔于2007年12月使用至今，已有十余年，因運(yùn)行時間長，反應(yīng)塔筒體、椎體均出現(xiàn)腐蝕嚴(yán)重、減薄穿孔現(xiàn)象，石灰漿消耗量及引風(fēng)機(jī)電流均明顯升高，因石灰漿量增加導(dǎo)致反應(yīng)塔積灰嚴(yán)重，霧化器故障率增加且環(huán)保指標(biāo)不好控制現(xiàn)象。

同期對比江陰能源一二期和三期尾氣處理系統(tǒng)各數(shù)據(jù)如下：江陰能源一二期為三臺400t/d焚燒爐，石灰單耗為17kg/t垃圾，三期為500t/d焚燒爐，石灰單耗為11kg/t垃圾，一二期反應(yīng)塔筒體直徑為8.5m，筒體高度為11m；三期反應(yīng)塔筒體直徑為9.5m，筒體高度為11m。根據(jù)反應(yīng)塔煙氣停留時間計算公式：

一二期反應(yīng)塔煙氣停留時間計算如下：

三期反應(yīng)塔煙氣停留時間計算如下：

(式中68000m3/h為三期2×500t/h垃圾焚燒爐性能試驗(yàn)報告中熱負(fù)荷100%時的實(shí)際煙氣量)。

通過以上數(shù)據(jù)分析，一二期反應(yīng)塔鋼梁支撐設(shè)計承重為500t，受限于鋼梁支撐地基尺寸，無法更改反應(yīng)塔直徑，考慮將反應(yīng)塔筒體加高，煙氣停留時間可以增加到28s。

因此重新設(shè)計反應(yīng)塔，將反應(yīng)塔高度提高，延長煙氣在反應(yīng)塔內(nèi)停留時間，利用更可靠的運(yùn)行調(diào)整手段達(dá)到節(jié)約石灰單耗和引風(fēng)機(jī)電耗的目的。

2 實(shí)施情況

2.1 設(shè)備技改大修主要工作量

針對#1#2爐#3爐反應(yīng)塔筒體、椎體穿孔漏風(fēng)率大、石灰單耗偏高等問題，及考慮延長煙氣在反應(yīng)塔內(nèi)停留時間，多次考察同類改造單位與設(shè)備制造廠家溝通討論改造方案如下：

(1)反應(yīng)塔上蓋、筒體、椎體、破碎機(jī)及其入口手動門、膨脹節(jié)更換。

(2)反應(yīng)塔頂部石灰漿、壓縮空氣、液堿、工業(yè)水、超濾水母管及到各臺爐支路管線進(jìn)行優(yōu)化。

(3)反應(yīng)塔筒體提高。

(4)反應(yīng)塔本體保溫全部更換。

(5)反應(yīng)塔頂部增加一圈檢修平臺。

(6)反應(yīng)塔原噴水減溫調(diào)節(jié)閥組取消。

2.2 此次技改后與原系統(tǒng)差異

(1)為延長煙氣停留時間，反應(yīng)塔本體和頂部平臺整體提高。

(2)反應(yīng)塔頂部增加平臺，便于設(shè)備檢修。

(3)反應(yīng)塔破碎機(jī)更換，原皮帶傳動更改為齒輪傳動，降低設(shè)備故障率。

(4)反應(yīng)塔頂部石灰漿、壓縮空氣、液堿、工業(yè)水、超濾水母管及到各臺爐支路管線進(jìn)行優(yōu)化。

(5)反應(yīng)塔原噴水減溫閥門組取消。

3 技改效果評估

3.1 #1#2#3爐反應(yīng)更換前、后設(shè)備對比

為確保石灰漿與煙氣反應(yīng)更加充分，從而進(jìn)一步提高反應(yīng)塔脫酸效率，本次采用降低反應(yīng)塔內(nèi)煙氣流速，使煙氣與石灰漿在反應(yīng)塔內(nèi)反應(yīng)的停留時間延長，故新更換反應(yīng)塔筒體高度較原反應(yīng)塔筒體高度增加，其余反應(yīng)塔參數(shù)未做調(diào)整。反應(yīng)塔設(shè)計參數(shù)對比如表1所示。

表1 反應(yīng)塔設(shè)計參數(shù)對比

3.2 三臺反應(yīng)塔更換后石灰單耗對比分析

三臺反應(yīng)塔更換后石灰單耗對比分析如表2所示。

表2 三臺反應(yīng)塔更換后石灰單耗對比分析

一二期三臺爐反應(yīng)塔更換后，主要從石灰單耗上有大幅度下降，石灰單耗由21.035kg/t降至15.04kg/t，石灰單耗下降5.994kg/t。

4 經(jīng)濟(jì)效益

從石灰漿單耗每年節(jié)省費(fèi)用：石灰單耗下降21.035-15.04=5.994kg/t。按一臺爐每天入爐垃圾300噸計算，3臺爐每天處理垃圾900t，每年投產(chǎn)時間按340d計算，三臺爐一年處理垃圾306000t。節(jié)省石灰量306000t×5.994=1834t石灰，按照每噸石灰688元計算，可節(jié)省費(fèi)用1834×688=126.18萬元。

4.1 #1爐反應(yīng)塔節(jié)省費(fèi)用分析

年引風(fēng)機(jī)節(jié)約電量：

1.732×10kV×(11-9.1)A×0.8×8250h=21.71萬kWh

節(jié)省費(fèi)用：21.71萬kWh×0.65萬元=14.11萬元

年石灰耗材節(jié)約用量：3.21kg/t×8250h×16.67T/h=441.46t

節(jié)省費(fèi)用：441.46t×688元=30.37萬元

總計節(jié)約費(fèi)用為：14.11+30.37=44.48萬元

4.2 #2爐反應(yīng)塔節(jié)省費(fèi)用分析

年引風(fēng)機(jī)節(jié)約電量：

1.732×10kV×(8.95-6.82)A×0.8×8250h=24.35萬kWh

節(jié)省費(fèi)用：24.35萬kWh×0.65元=15.83萬元

年石灰耗材節(jié)約用量：7.63kg/t×8250h×16.67T/h=962.69t

節(jié)省石灰費(fèi)用：962.69t×688元=72.19萬元

總計節(jié)約費(fèi)用為：15.83萬元+72.19萬元=88.02萬元

4.3 #3爐反應(yīng)塔節(jié)省費(fèi)用分析

反應(yīng)塔更換后，引風(fēng)機(jī)電量、布袋壓差等各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)同鍋爐負(fù)荷的變化基本一致，主要是石灰漿量變化明顯：

年石灰耗材節(jié)約用量：3.12kg/t×8250h×16.67t/h=429.09t

節(jié)省石灰費(fèi)用：429.09t×688元=29.5萬元

5 結(jié)語

一二期三臺爐反應(yīng)塔更換后，因反應(yīng)塔漏風(fēng)問題徹底解決，反應(yīng)塔高度增加，煙氣停爐時間延長，石灰漿消耗量大幅度降低。鍋爐運(yùn)行工況良好，各運(yùn)行參數(shù)均控制在設(shè)計以內(nèi)，各項(xiàng)環(huán)保指標(biāo)優(yōu)異，均可以較好的控制在歐盟2010標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，且運(yùn)行穩(wěn)定，同時現(xiàn)場環(huán)境大幅度提高，無反應(yīng)塔無堵灰現(xiàn)象發(fā)生，大幅度減輕了檢修人員及保潔人員工作量。經(jīng)濟(jì)效益提高較多，使生產(chǎn)運(yùn)營成本降低，每年節(jié)約生產(chǎn)成本126.18萬元。風(fēng)煙系統(tǒng)由于漏風(fēng)量減少，布袋清灰頻次降低，、同時由于冷風(fēng)漏入量降低，煙氣處理設(shè)備腐蝕速率有一定降低，設(shè)備壽命得到一定的延長。在進(jìn)行反應(yīng)塔技改的同時，反應(yīng)塔設(shè)備附屬的石灰漿、冷卻水、液堿、壓縮空氣管道、操作平臺均進(jìn)行優(yōu)化，大大的提高了運(yùn)行操作便利性，及現(xiàn)場美觀性。