王建敏 简述现代垃圾焚烧工艺
半干法烟气处理系统 石灰浆 : 1500 mg CaO 自来水 处理后烟气 50 mg HCl 260 mg SO2 30 mg 粉尘 2 mg HF 0,3mg 重金属 <0,1 ng dioxin 1 Nm3=1,27 kg 未处理尾气 800 mg HCl 260 mg SO2 3000 mg 灰尘 10 mg HF 30 mg重金属 3-10 ng二恶英 活性炭 喷入量 : 80 mg 去除 酸性物质 去除灰尘、重金属 二恶英 飞灰储罐 -半干反应塔 布袋除尘器 飞灰固化系统 引风机 烟囱 图3-1 半干法烟气处理系统
半干法作为一种实用而高效的烟气净化工艺获得广泛的工程应用。其净化过程是喷入石灰浆将烟气从高温冷却到低温的同时，与烟气中的酸性气体反应并得到干燥的盐类产物，再用除尘器加以回收。即将水、石灰浆雾化成很细的雾滴与烟气中的酸性气体进行充分的传质传热，不但提高了效率，同时也可以使反应生成物得到干燥，最终得到易处理的干粉状生成物。
为确保二噁英达到欧盟Ⅱ号烟气排放标准和保证重金属等有害物质达到欧盟Ⅰ号烟气排放标准，采用添加活性炭吸附的辅助净化措施。依据《生活垃圾焚烧污染控制标准》GB18485-2001和活性炭吸附工艺要求，净化工艺必须采用布袋除尘器对烟气进行除尘。本厂采用半干法+活性炭吸附和布袋除尘器的净化工艺流程，有效控制HCl、SO2等有害气体和烟尘的排放。吸收剂采用石灰浆。 整个烟气净化系统主要由五个部分组成：
? 石灰浆制备系统；
? 半干法反应塔（旋转喷雾干燥脱酸反应塔）； ? 活性炭喷射吸附； ? 布袋除尘器；
? 飞灰输送系统和灰仓；
此外，烟气最终由引风机送入烟囱排向大气。 经余热锅炉回收热量后温度为216℃的焚烧炉烟气，进入旋转喷雾干燥脱酸反应塔同塔顶旋转喷雾器喷出的石灰浆雾滴充分接触，反应生成粉末状钙盐，达到降温和脱除烟气中有害气体SO2、HCl及吸附其他有害成分的目的。
活性炭经定量装置直接送入旋转喷雾干燥脱酸反应塔的烟气出口管道，以进一步吸附二噁英和重金属等有害物质。含尘及活性炭的烟气进入布袋除尘器，收集下来的粉尘经二级刮板输送机输送到灰仓。净化后的烟气通过引风机送往80m烟囱外排。布袋除尘器以及活性炭喷射用的压缩空气由空压机站供给。为了防止开炉时烟气温度过高或过低导致烧袋或布袋粘结，布袋除尘器设有旁路烟道，使烟气不经布袋直接送往烟囱。
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第3．3节 工艺过程
3．3．1石灰浆制备系统
石灰浆是一种浆状熟石灰Ca(OH)2，喷入烟气，作为一种试剂来去除烟气中的酸性物质。石灰浆在现场用生石灰CaO进行制备或熟化。整个系统包括一个带缓冲料斗的石灰仓、一个定量螺旋输送机、一个石灰浆配制槽（消化槽）、一个稀释仓、两台循环泵、以及一条循环路线。全厂3套烟气净化系统共用1套石灰浆制备系统。
生产过程是生石灰用卡车运至现场，储存在石灰仓里。全厂配备1台有效容积为30m3的石灰仓，可保证3天用量。在石灰仓下面，安装有一个缓冲料斗。通过定量螺旋输送机将生石灰从缓冲料斗送入配制槽，配制槽中加入石灰粉和水搅拌制成石灰浆溶液，石灰浆溶液自流入稀释槽，制成浓度为15%（10%～17%）的石灰浆。然后由2台石灰浆泵（1用1备）送往3套旋转喷雾干燥脱酸反应塔。
石灰仓上配有高、低料位计、仓顶除尘器、真空压力释放阀、仓壁振动器和人孔等附属设施。为了防止石灰粉入槽时的粉尘飞扬，配制槽上方设有通风除尘设施。稀释槽内储存的石灰浆能满足3套烟气净化系统约1小时的用量。2台石灰浆泵通过人工更换连接管道实现1用1备，尽量避免在管道和阀门上结垢。
3．3．1．1石灰浆储存和补给
生石灰存放在石灰仓。用一根带夹子和气动阀的管子将生石灰粉从密封罐里喷入石灰仓。在给石灰仓喷石灰时，由就地控制盘对气动阀进行控制，该阀还装有两只限位开关来显示其状态。
石灰仓装有上下限开关各一只。下限开关显示石灰仓需要重新注粉；如果上限开关启动，并发出报警声音，关闭阀门，以免注入太多石灰粉。
石灰浆制备罐
石灰计量螺旋
水阀
卸石灰装置
图3-2 石灰浆制备设备
石灰仓顶部有一个备用法兰、一个带安全栅格的入口和一个织物过滤器来起清洁作
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用。过滤器及其清洁系统是独立工作系统。如果石灰仓开始注入石灰粉，过滤器的清洁功能就开始启动，螺线管通电。运转或出错信号都要反馈给中心控制系统。
石灰仓由一联合的高压/低压安全阀来进行保护。
石灰仓下面有一个缓冲料斗，装有上下限开关两只。低位开关启动显示桶里需要增加石灰粉。这时就要打开石灰仓出口阀，并启动振动设备；石灰仓里的粉就会流进定量桶，达到料斗上限开关后，关闭石灰仓出口阀。在注粉时进入的空气通过两个过滤器排出，两只过滤器装在料斗顶部。 3．3．1．2石灰浆制备
? 石灰浆液制备系统的主要功能
① 用自来水消化生石灰达到需要的中间石灰浓度； ② 用自来水稀释石灰浆液达到需要的最终石灰浓度；
③ 用石灰浆液泵把石灰浆送到半干式反应塔上的旋转喷雾器。 ? 石灰浆制备过程
图3-3 石灰浆制备系统
石灰浆制备是批量循环，因此，石灰仓注粉和自来水供给是间断的，稀释仓起了缓冲作用，来保证石灰浆的持续供给。批量循环程序为： ① 打开进水阀，让自来水进入石灰浆配制槽； ② 一旦达到要求的注水量，启动搅拌器；
③ 然后启动石灰定量螺旋泵，分两个阶段打入石灰粉。在熟化阶段，配制槽里的温度要进行监测。如果发现槽内温度过高，就要加水冷却石灰浆混合物，如果温度达到下限，关闭注水阀； ④ 如果温度达到了上限，会发出报警信号，石灰定量螺旋泵就会停止； ⑤ 整批石灰粉加好后，持续注水直到石灰浆浓度满足需要； ⑥ 这批石灰浆需搅拌一段时间（几分钟）； ⑦ 随着反应塔不断消耗，稀释仓里的石灰浆不断减少，并达到预先设定的下限，由位
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置变送器进行传送； ⑧ 然后打开进水阀，放进一点水，来冲洗排放管道； ⑨ 打开排放阀，石灰浆从配制槽流进稀释仓； ⑩ 另一批石灰浆要立即开始制备。 ? 定量螺旋输送机
定量螺旋输送机位于石灰仓下面的缓冲料斗底部。一排旋转叶片，与螺旋泵相连，可防止形成桥架现象，以及保证螺旋输送机充满石灰粉，没有气泡孔。如果石灰浆制备开始 ，螺旋输送机出口的隔离泵就要打开，开始向配制槽里注石灰粉。石灰浆配制完成后，螺旋输送机电机停止，隔离阀关闭，封闭螺旋泵，以防配制槽里湿气进入。螺旋输送机必须以两种速度运行：开始高速运转进行大致配量，然后，低速运转进行精确配量。
? 石灰配置槽及稀释槽
配制槽里有一台温度变送器。安装在重量变送器上面。重量变送器将持续显示槽内容量，如果达到上限，就发出报警信号。定量螺旋输送机停止，进水阀关闭。如果达到下限，也会发出报警，搅拌器停止。
搅拌器的使用保证了石灰在水中适当的喷射，以达到完全熟化。而且，预先考虑到了配制槽溢出情况处理，引入到稀释仓，用排水阀排入下水道。还预先考虑了备用法兰和人孔门，以便维修和需要时进行取样。
为避免石灰粉粘结成块，用排气扇抽出石灰粉里的水汽。吹扫风从定量螺旋泵出口的一个开口进入，来补充被抽走的气体。吹扫风的量由蝶阀进行控制。用排气扇将水汽通过一只带自来水喷头的小净气器来排出，水汽随着自来水流进配制槽。
在一个消化循环过程中，石灰浆液由消化罐溢流管靠重力流入稀释罐，稀释罐装有一个搅拌器以获得浓度为10-70%的均匀石灰浆液。搅拌器由一个低位开关来保护干运转，当低位开关启动时，停止搅拌器电机（见石灰浆液泵）。 ? 配制及稀释水的控制
通过水盘的自来水是经过压力控制的。在消化循环中，到配制罐和稀释罐的自来水量被设置，流到配制罐洗涤器的自来水量也在水盘上被设置和监视。
自来水到配制罐的分支包括一个气动开/关阀、有低流量开关的流量指示器和手动球阀。气动阀在配制循环开始时打开供给配制罐的自来水，在配制循环结束时关闭自来水。低位开关启动时，激活联锁停止生石灰计量螺旋电机，关闭供给配制槽自来水的气动阀。手动球阀在循环中设置到配制罐的自来水量，实际流量由流量指示器给出，流量必须设置与计量螺旋供应速度一致使最后配制罐中获得浓度为20-25%的石灰浆液。
自来水到稀释槽的分支包括一个气动开/关阀、有低流量开关的流量指示器和手动球阀。气动阀在配制循环开始打开供给稀释槽的自来水，循环结束时关闭自来水。低流量阀启动时产生一个警报。手动球阀在配制循环中设置到稀释槽的自来水量，实际流量由流量指示器给出，流量必须设置获得浓度为10-17%的石灰浆液。
自来水到配制槽洗涤器的分支包括一个开关电动阀（在消化循环中开关），流量指示器和一个手动针形阀，用来调节流到洗涤器的自来水量。
3．3．2旋转喷雾干燥半干式反应塔
半干反应塔基本上是由下列部件组成；有螺旋烟气进口通道的反应塔体，有石灰浆
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液和自来水喷入的旋转雾化器，有活性碳喷入口的烟气通道和收集落下的固体反应物的底部圆锥以及大块破碎机和旋转阀。
反应塔体的主要作用是为通过的烟气提供足够的反应时间（约20秒）来为中和反应创造最佳的空间条件。
烟气进口通道的主要作用是强迫烟气以向下，螺旋的形式通过反应塔，这可以通过有导向叶片的蜗壳型通道来得到，使通过反应塔的烟气达到最佳均匀的分布，烟气的旋转对雾化器喷出的液雾来说是逆流的。
旋转雾化器的主要作用是喷入和均匀地雾化石灰浆液和自来水，提供旋转的喷入液雾加强与螺旋运动的烟气的混合。喷入的石灰浆液量由烟囱中要求的排放水平来控制。为了冷却烟气从进口的大约210°C到出口的150oC。喷入的自来水量通过反应器出口测量的烟气温度来控制。
出口通道有喷入活性碳装置。
反应塔底部锥体收集通过烟气旋转产生的离心力和90o烟气弯管从烟气中分离出来的固体，为防止固体沉积结块，圆锥被加热和保温，进一步，气动锥装在圆锥体的外面。 固体沉积物通过圆锥底部的出口阀首先落入一个大块破碎器，然后通过一个旋转阀收集在一链式传送机上，旋转阀密封反应塔防止外部空气进入反应塔内。
脱酸反应塔过程自动控制主要有：SO2及HCl排放浓度控制—根据烟气在线监测仪测得的烟气量及其中SO2及HCl含量，由旋转喷嘴的高速电机变频控制器调节旋转喷嘴的转速以控制吸收剂石灰浆给料量；脱酸反应塔温度控制—根据反应塔入口温度及布袋除尘器出口温度和烟气露点之间的关系，控制反应塔调温水量。 ? 旋转喷雾器
图3-4 雾化头
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