煙氣處理中半干法加布袋除塵工藝的應(yīng)用

劉振利，林金榮

（廣東榮昇環(huán)?？萍加邢薰?，廣東東莞 523050）

1 工程概況

本項(xiàng)目在生活垃圾上，其處理能力為2250t/d，設(shè)備年運(yùn)行時間高于8000h，可處理生活垃圾82.125萬t。建設(shè)垃圾焚燒生產(chǎn)線為3條，生產(chǎn)量為750t/d，并配置煙氣凈化系統(tǒng)及2臺汽輪發(fā)電機(jī)組，同時設(shè)置蒸汽供汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電；并配套辦公生活設(shè)施。

煙氣凈化處理工藝流程為：SNCR脫硝+半干式反應(yīng)塔+活性炭噴射吸附+熟石灰噴射系統(tǒng)+袋式除塵器+濕式洗滌塔+SCR脫硝系統(tǒng)+洗煙廢水處理。本項(xiàng)目在主廠房煙氣區(qū)安裝三套煙氣凈化裝置，每條生產(chǎn)線配置一套煙氣凈化裝置，全廠配置一套洗煙廢水處理裝置和飛灰固化系統(tǒng)，以及三套SNCR爐內(nèi)脫銷系統(tǒng)。

2 煙氣凈化系統(tǒng)工藝

2.1 旋轉(zhuǎn)霧化器半干式反應(yīng)塔系統(tǒng)

在任何工況下，半干式反應(yīng)塔系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)袋式除塵器出口設(shè)定的污染物排放值，自動進(jìn)行調(diào)整，半干式反應(yīng)塔出口溫度須控制在152℃及以上運(yùn)行。

2.1.1 旋轉(zhuǎn)霧化器

（1）旋轉(zhuǎn)霧化器為關(guān)鍵設(shè)備，采用原產(chǎn)地進(jìn)口 品牌。

（2）旋轉(zhuǎn)霧化器最大負(fù)荷應(yīng)不低于額定工況下石灰漿液+冷卻水流量設(shè)計理想配比的150%。在煙氣流量的整個設(shè)計范圍，旋轉(zhuǎn)霧化器應(yīng)能高效運(yùn)行。

（3）旋轉(zhuǎn)霧化器連接應(yīng)采用快速接頭，方便拆除和更換，霧化器外殼采用不銹鋼+特氟龍涂層進(jìn)行 防腐。

（4）在旋轉(zhuǎn)霧化器高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，主軸設(shè)計能在霧化輪的不規(guī)律的給料速度和其他微小的不平衡中，能夠得到補(bǔ)償，不造成定子和軸承的損壞。

（5）旋轉(zhuǎn)霧化器出現(xiàn)振動超標(biāo)、溫度超標(biāo)時，應(yīng)能準(zhǔn)確報警，超過上限值時，能自動停止運(yùn)行，同時自動切斷石灰漿的供應(yīng)，并持續(xù)聲光報警，且在故障消除后由人工投入運(yùn)行。

2.1.2 反應(yīng)塔

（1）反應(yīng)塔進(jìn)口組件的設(shè)計應(yīng)能使煙氣與霧化器霧化的石灰漿液充分混合、接觸，提高反應(yīng)效率。反應(yīng)塔的設(shè)計應(yīng)保證在煙氣流量變化的整個范圍有足夠的煙氣停留時間，煙氣在反應(yīng)塔中的額定停留時間不小于18s，使出口煙氣中的固態(tài)顆粒完全干燥，不貼壁。

（2）反應(yīng)塔及鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮承受反應(yīng)塔本體、平臺扶梯、連接到其他平臺的過道等荷載，并應(yīng)考慮筒體內(nèi)黏結(jié)部分灰量時的重量，保證滿足反應(yīng)塔本體強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求。

（3）反應(yīng)塔本體設(shè)計壓力為-2500Pa，設(shè)計溫度為250℃，反應(yīng)塔圓筒壁厚及灰斗壁厚不小于12mm。

（4）反應(yīng)塔底部應(yīng)設(shè)置不少于三層平臺，最低層平臺用于反應(yīng)塔灰的輸送機(jī)安裝檢修用，平臺高度不小于2.5m；第二層平臺用于破碎機(jī)的安裝和檢修用；第三層平臺用于反應(yīng)塔灰斗人孔用（檢修）。反應(yīng)塔頂部應(yīng)設(shè)置一層平臺用于旋轉(zhuǎn)霧化器及輔助系統(tǒng)運(yùn)行檢修用，反應(yīng)塔與鍋爐和袋式除塵器均有連通平臺。

（5）反應(yīng)塔殼體應(yīng)最大限度在工廠拼裝、焊接，若因運(yùn)輸?shù)仍虿荒軡M足，可在制造廠內(nèi)分片制造，工地現(xiàn)場進(jìn)行拼焊。

（6）進(jìn)入旋轉(zhuǎn)霧化器的石灰漿液管道和水管道應(yīng)設(shè)有電（氣）動開關(guān)閥、流量調(diào)節(jié)閥、流量變送器，流量可調(diào)節(jié)。石灰漿液管道應(yīng)設(shè)有過濾器，石灰漿液管道和水管道之間應(yīng)有連接以便運(yùn)行時定期或不定期清洗石灰漿液管道。

2.2 熟石灰儲存及噴射系統(tǒng)

在旋轉(zhuǎn)霧化器故障或檢修時，備用熟石灰噴射系統(tǒng)投入運(yùn)行，確保袋式除塵器出口煙氣污染物排放達(dá)到要求。

（1）熟石灰由罐車從廠外運(yùn)來，用罐車自帶壓縮機(jī)通過貯艙進(jìn)料管送入貯倉中。熟石灰貯艙頂部設(shè)有除塵器，收集熟石灰粉塵并將進(jìn)入貯艙的輸送空氣排出。貯倉底部設(shè)有破拱、空氣流化裝置，以防止物料搭橋并保持熟石灰的流動性，熟石灰倉出口安裝一插板閥，以便在檢查和維修時切斷熟石灰的給料。

（2）熟石灰先進(jìn)入稱重給料系統(tǒng)，每個出口設(shè)置1條煙氣凈化線，熟石灰出口流量應(yīng)可調(diào)節(jié)。從噴射風(fēng)機(jī)來的空氣將熟石灰給料裝置排出的熟石灰粉末噴入半干式反應(yīng)塔和袋式除塵器間的煙道中，熟石灰粉末與煙氣中的酸性氣體SOx、HCl等進(jìn)行反應(yīng)。與熟石灰反應(yīng)后的煙氣帶著飛灰和各種粉塵進(jìn)入袋式除 塵器。

（3）熟石灰倉進(jìn)口管道應(yīng)有快速接頭，可與密封罐車的卸載接口連接，連接端應(yīng)在距地面高度約1m處，進(jìn)口管道直徑采用DN100鋼管。進(jìn)口管道的彎管半徑要大（管外徑的5倍），并應(yīng)用防磨板加強(qiáng)，倉體應(yīng)裝有機(jī)械安全閥進(jìn)行超壓/負(fù)壓保護(hù)。

（4）熟石灰干粉的投放量，應(yīng)根據(jù)袋式除塵器出口污染物監(jiān)測數(shù)值對稱重給料裝置進(jìn)行控制，并采用自動調(diào)節(jié)裝置控制，以滿足熟石灰投放量的供給，降低熟石灰用量，節(jié)省用料成本。

（5）給料裝置應(yīng)保證每條煙氣凈化線的給料量并可獨(dú)立調(diào)節(jié)，給料裝置計量精度應(yīng)在±2%以內(nèi)，流量調(diào)節(jié)要穩(wěn)定可靠，供給裝置的入口處應(yīng)設(shè)置架橋報警裝置，供給裝置內(nèi)部應(yīng)采取防止熟石灰發(fā)生堵塞和結(jié)塊的措施。應(yīng)能實(shí)現(xiàn)單條線單獨(dú)隔離檢修，方便人員檢查維護(hù)。

（6）熟石灰給料裝置應(yīng)設(shè)置隔離裝置，在給料裝置停止時，隔離給料裝置和輸送風(fēng)系統(tǒng)。隔離裝置應(yīng)配位置開關(guān)，以確認(rèn)隔離位置到位。

2.3 袋式除塵器系統(tǒng)

袋式除塵器的功能是對煙氣進(jìn)行凈化處理，將煙氣里的固體顆粒（灰塵）過濾出來。過濾過程主要在濾袋的外表面進(jìn)行，固體顆粒在過濾袋的外表面被截留除掉。其功能如下：

（1）除塵器的運(yùn)行包括過濾、清灰、投入、切出都由DCS自動控制。

（2）袋式除塵器濾袋采用自動脈沖清灰方式，可實(shí)現(xiàn)在線清灰和離線清灰，每種清灰方式均可定壓和定時清灰，功能可切換。

（3）袋式除塵器系統(tǒng)應(yīng)有運(yùn)行工況自動監(jiān)控及故障報警裝置。

（4）袋式除塵器系統(tǒng)應(yīng)采取措施防止煙氣局部流通不暢而出現(xiàn)腐蝕穿孔。袋式除塵器系統(tǒng)煙氣入口應(yīng)有氣流分布板，防止煙氣直接沖刷到濾袋上，影響濾袋壽命，并且煙氣應(yīng)經(jīng)過氣流分布板進(jìn)行均勻分配。

（5）袋式除塵器各個倉室應(yīng)為并聯(lián)獨(dú)立密封空間，在任何時間關(guān)閉一個倉室，對其進(jìn)行特定的維護(hù)工作，不會影響除塵器的正常運(yùn)行以及排放要求。袋式除塵器倉室進(jìn)口閥采用氣動翻板閥，氣動執(zhí)行器力矩選型要求為正常開閉閥門力矩的2倍，出口閥采用氣動提升閥。

（6）袋式除塵器每個灰斗外壁面應(yīng)裝設(shè)氣動振動器和空氣炮，防止灰斗中飛灰架橋?；叶吠獗诿鎽?yīng)安裝電伴熱，避免飛灰凝結(jié)。

（7）袋式除塵器第一次工作（進(jìn)煙氣）前，用熟石灰粉對濾袋進(jìn)行預(yù)涂層。

（8）反應(yīng)塔出口煙道與除塵器入口煙道盡可能在同一水平線，減小煙道阻力。

2.4 濕式洗滌塔系統(tǒng)

（1）洗滌塔為一體式塔身，要求塔體內(nèi)分冷卻吸收部及減濕部，冷卻吸收部與減濕部分別設(shè)置1用1備的吸收液循環(huán)水泵及減濕液循環(huán)水泵，分開運(yùn)行控制和調(diào)節(jié)。

（2）濕法脫酸系統(tǒng)介質(zhì)具有很強(qiáng)的腐蝕性，設(shè)備及管道選擇充分考慮到滿足腐蝕性要求，可能接觸腐蝕液體的設(shè)備均須防腐處理。洗滌塔、減濕水箱等需內(nèi)襯設(shè)備的焊接處理滿足防腐工藝的要求，泵類選擇要充分考慮到機(jī)封的密封性。

（3）在濕式洗滌塔設(shè)計時，應(yīng)采用密封性結(jié)構(gòu)，以防液體泄漏。同時，應(yīng)采用焊接方式進(jìn)行法蘭和螺栓連接，確保殼體結(jié)構(gòu)的完整性。另外，在塔體人孔、管道密封時，應(yīng)在殼體穿孔處進(jìn)行，以防泄漏。

（4）在洗滌塔設(shè)計時，應(yīng)充分考慮到內(nèi)部件的維護(hù)方便性，對于濕式洗滌塔，應(yīng)及時清潔內(nèi)部的導(dǎo)流板、噴淋系統(tǒng)存在的污物和結(jié)垢，且預(yù)留相應(yīng)的通道，以方便清潔。濕式洗滌塔煙道入口段應(yīng)采用適當(dāng)措施，防止煙氣倒流和固體物堆積，并考慮沖洗措施。

（5）全廠3條線設(shè)1個應(yīng)急收集池，應(yīng)急池排放泵1用1備，應(yīng)急池設(shè)排氣風(fēng)機(jī)及廢氣凈化裝置。應(yīng)急池同時具備事故溶液池的功能，在事故情況下能將1臺洗滌塔排空的溶液全部收集儲存。

（6）濕法脫酸系統(tǒng)所有設(shè)備的溢流、排污、放凈、泵沖洗等產(chǎn)生的廢水統(tǒng)一通過地溝匯集至應(yīng)急收集池，通過應(yīng)急池排放泵輸送至脫酸廢水處理系統(tǒng)。

2.5 洗煙廢水處理系統(tǒng)

洗煙廢水屬于高濃度含鹽廢水，廢水中除CODcr、BOD5、NH3-N等污染物外，還含有大量重金屬和其他可溶性鹽以及油類等污染物。

本項(xiàng)目洗煙廢水通過換熱器換熱后，進(jìn)入洗煙廢水調(diào)節(jié)池，經(jīng)砂濾過濾后進(jìn)入砂濾產(chǎn)水池，通過進(jìn)水泵打入DTRO膜系統(tǒng)，產(chǎn)水進(jìn)入DTRO產(chǎn)水池，濃液進(jìn)入洗煙廢水濃液池，經(jīng)回用泵回用，DTRO產(chǎn)水通過RO進(jìn)水泵提升進(jìn)入RO反滲透系統(tǒng)，產(chǎn)水進(jìn)入清水池，清液經(jīng)回用泵回用，濃水進(jìn)入洗煙廢水調(diào) 節(jié)池。工藝流程如圖1所示。

圖1 洗煙廢水處理工藝流程

（1）預(yù)處理系統(tǒng)。預(yù)處理系統(tǒng)由換熱器、調(diào)節(jié)池、砂濾器、砂濾產(chǎn)水池等組成。

①換熱器：1臺，換熱面積10m2。在煙氣凈化系統(tǒng)中，洗煙廢水溫度在80℃左右，膜處理正常運(yùn)行時，一般要求廢水溫度不能高于40℃。因此，需要將洗煙廢水進(jìn)行降溫處理，換熱器的冷卻水源采用循環(huán)冷卻水即可，利用送來的循環(huán)冷卻水余壓進(jìn)入換熱器。

②調(diào)節(jié)池：1座，鋼砼結(jié)構(gòu)。洗煙廢水是一種高含鹽廢水，其成分復(fù)雜。為了煙氣凈化系統(tǒng)的洗煙廢水和后續(xù)設(shè)備設(shè)施的穩(wěn)定運(yùn)行，需設(shè)置1座調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池的容積設(shè)計為120m3。

③砂濾器：砂濾器采用多介質(zhì)過濾器，主要作用是去除和吸附水中的懸浮物等污染物質(zhì)，降低SDI（污染指數(shù)）值，確保后續(xù)處理設(shè)施的穩(wěn)定運(yùn)行。砂濾器采用立式壓力過濾，選用合適級配的石英砂和無煙煤。砂濾器反洗采用水反洗和壓縮空氣反洗方式，反洗水源取自DTRO濃水。

④砂濾產(chǎn)水池：采用鋼砼結(jié)構(gòu)。主要接砂濾產(chǎn)水為后續(xù)系統(tǒng)提供廢水。砂濾產(chǎn)水池的容積設(shè)計為22m3，洗煙廢水在調(diào)節(jié)池的停留時間可達(dá)4h。砂濾產(chǎn)水池設(shè)有液位變送器，可以控制DTRO進(jìn)水泵的啟動/停止，并能在上位機(jī)動態(tài)顯示砂濾產(chǎn)水池的 液位。

（2）DTRO系統(tǒng)。DTRO高壓反滲透膜是實(shí)現(xiàn)淡水和雜質(zhì)分離的核心元件，由高分子材料制成，而芳香族聚酰胺具有優(yōu)異的化學(xué)性能被選為碟片式膜片的材質(zhì)。廢水在進(jìn)水泵增壓獲得初步壓力并經(jīng)過保安過濾器過濾后即進(jìn)入高壓泵提供壓力，而循環(huán)泵提供較大流量以滿足DTRO膜面的流速要求，液體在碟片式流道正/反“S”向流通，液體中的小分子顆粒物、溶解態(tài)的離子等被截留在濃水側(cè)，透過的淡水被收集起來成為清潔的過濾液。表1為DTRO工藝計算表。

表1 DTRO工藝計算表

DTRO系統(tǒng)設(shè)計膜通量10L/（h·m2），設(shè)計運(yùn)行最大壓力75bar，回收率約63%。DTRO系統(tǒng)設(shè)置1套裝置，單套膜數(shù)量為37支，單支膜面積9.405m2。

DTRO高壓泵：配置DTRO高壓泵作為DTRO系統(tǒng)進(jìn)水加壓的動力源，DTRO高壓泵采用柱塞泵。DTRO高壓泵數(shù)量1臺。高壓泵裝有進(jìn)口低壓保護(hù)開關(guān)和出口高壓保護(hù)開關(guān)、壓力變送器。當(dāng)供水壓力不足使高壓泵入口壓力低于某一設(shè)定值時，能自動發(fā)出信號并聯(lián)鎖停止高壓泵，保護(hù)高壓泵不空轉(zhuǎn)。當(dāng)因其他原因誤操作，使高壓泵出口壓力超過某一設(shè)定值時，高壓泵出口高壓保護(hù)開關(guān)應(yīng)能自動聯(lián)鎖切斷高壓泵供電，保護(hù)系統(tǒng)不在高壓下運(yùn)行，以防膜組件受高壓水的沖擊。

DTRO裝置：DTRO膜組件安裝在組合架上，DTRO組合架的設(shè)計滿足其廠址的抗震烈度要求和組件的膨脹要求。組合架上配備全部管道閥門及接頭，還包括所有的支架、緊固件、夾具及其他附件。整套DTRO裝置由DTRO膜元件、DTRO循環(huán)泵及配套的機(jī)架、儀表、管道、閥門等組成。共37支膜元件，配置成1套。設(shè)DTRO循環(huán)泵1臺，流量40m3/h，揚(yáng)程80m，功率15kW。

3 結(jié)語

半干法加布袋除塵工藝在煙氣處理中的運(yùn)用，能夠有效提高脫硫除塵效果和設(shè)備運(yùn)行效率，減少煙氣凈化時間，進(jìn)而有效減少垃圾焚燒廠污染物的排放，提供企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。目前，半干法加布袋除塵工藝作為我國重點(diǎn)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)，已經(jīng)是一種成熟的技術(shù)，在生活垃圾焚燒煙氣處理過程中得到了廣泛的應(yīng)用與推廣，但在工藝創(chuàng)新上仍然存在一些問題與不足，故需要對煙氣凈化系統(tǒng)工藝不斷創(chuàng)新，為今后垃圾焚燒煙氣排放控制提供參考。