垃圾焚燒技術(shù)具有垃圾處理徹底、可回收熱能等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用.由于垃圾成分的復(fù)雜性等因素的影響。焚燒產(chǎn)生的酸性氣體HC1、SONOHF等組成量起伏較大，以HC1、SO氣體主要?dú)怏w，同時(shí)，煙氣處理系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中存在石灰利用率低.煙氣脫酸工藝效率較低的問(wèn)題.基于此.本文結(jié)合廈門(mén)某垃圾焚燒發(fā)電廠的實(shí)際情況.通過(guò)摸索，尋找其影響因素，控制運(yùn)行參數(shù)，促進(jìn)垃圾焚燒煙氣處理更加合理.保證將煙氣的安全排放。

1系統(tǒng)簡(jiǎn)介及樣品采集

1.1煙氣處理系統(tǒng)介紹

廈門(mén)某垃圾焚燒發(fā)電廠有2臺(tái)200dd垃圾焚燒爐.該系統(tǒng)每臺(tái)焚燒爐單獨(dú)配置1套煙氣凈化處理裝置.分別是反應(yīng)入塔除酸.活性嫻氣炭噴射吸附.排放脈沖袋式除塵.。

垃圾焚燒后產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過(guò)余熱鍋爐降溫后.煙氣進(jìn)入反應(yīng)塔與消石灰反應(yīng).反應(yīng)所需要的消石灰經(jīng)泵加壓后噴入文丘里混合塔.具體參數(shù)見(jiàn)表1.煙氣進(jìn)入塔內(nèi)后形成紊流.增加消石灰與煙氣中的酸性物的反應(yīng)表面的面積和提高反應(yīng)速度一定高度的反應(yīng)塔提供了恰當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)中和反應(yīng)時(shí)間.被凈化后的煙氣進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行除塵.煙氣里未完全反應(yīng)的石灰和粉末活性炭在布袋表面繼續(xù)和剩余的有害物質(zhì)反應(yīng).進(jìn)一步吸收煙氣里的有害物質(zhì)：未反應(yīng)完全的細(xì)顆粒通過(guò)返料裝置返回到反應(yīng)塔里循環(huán)利用.而煙氣里的粗固體顆粒被分離出來(lái).布袋捉后送人灰罐然后送至指定地點(diǎn)處理。

1.2樣品采集與分析

根據(jù)《城市生活垃圾采樣和物理分析方法》(CJ/T3039—1995)采集入爐垃圾，分析入爐垃圾的含水率。

采集進(jìn)廠消石灰、飛灰儲(chǔ)罐樣品。消石灰和飛灰中氫氧化鈣含量分析采用《工業(yè)氫氧化鈣》(HG/T4120—2009)方法測(cè)定排放的煙氣采用在線監(jiān)測(cè).人脫酸塔的煙氣采用便攜式煙氣分析儀(德國(guó)益康(Ecom)J2KN)分析。

2結(jié)果與討論

2.1酸性氣體產(chǎn)生量的影響因素

由表1可以看出.SO，的產(chǎn)生量較HC1小很多.這與垃圾組分有很大關(guān)系，垃圾中的塑料含量較多.約30%.而含硫量較多的橡膠類含量相對(duì)較低，約占l%左右。同時(shí)，小幅度調(diào)整運(yùn)行工況.進(jìn)脫酸塔煙氣中酸性氣體的含量變化不大，而且SO2，和HCl的變化趨勢(shì)相同.通過(guò)分析酸性氣體中HC1產(chǎn)生量影響因素可知：

無(wú)機(jī)鹽：

2NaCl(g)+S02(g)+0.5O2+H2O(g)—Na2SO4(s)+HCl(g)(1)

如果爐內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)很大時(shí)會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)：

2HCl+0.502±C12+H2O(2)

有機(jī)物氯化物：

CHmClp+aO2--~bCO2+cCO+dH20+eHC1(3)

(1)爐溫的影響。隨爐溫上升，HC1濃度呈上升趨勢(shì)，相應(yīng)地C1一HC1的轉(zhuǎn)化率亦在上升.溫度越高.無(wú)機(jī)NaC1蒸汽分壓越高，因此反應(yīng)(1)向右移動(dòng)，生成的HC1較多;700~C時(shí)，Kp=0.417;900%時(shí)，Kp=0.119，說(shuō)明，溫度上升，HCl濃度增加同時(shí)，呂國(guó)強(qiáng)_3_通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，溫度大于800%時(shí)。Cl—HCl的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大的89%.800%以后轉(zhuǎn)化率幾乎沒(méi)有變化。

(2)水分影響反應(yīng)。隨水份增加，HC1的排放量呈上升趨勢(shì).相應(yīng)C1一HCl的轉(zhuǎn)化率增加，爐溫在800℃時(shí)，爐內(nèi)水份以高溫水蒸汽形式存在，增大反應(yīng)(1)左邊的反應(yīng)物(水蒸汽)濃度，使反應(yīng)(1)向右移動(dòng)，水蒸汽分壓增大時(shí)，式(2)向左移動(dòng)相關(guān)研究指出干空氣含有固態(tài)氯化鈉的爐子1.5h后僅有l(wèi)～2%的NaCI以HC1形式釋放.可是在把干的NaCI加入到廚余中時(shí)HC1釋放增加了8-10%當(dāng)把NaCI水溶液加入到廚余中并脫除水分發(fā)現(xiàn)約30%的氯被轉(zhuǎn)化為HCI。因此.增加水份使HC1排放量增加而表中人爐垃圾水分的增加并沒(méi)有直接導(dǎo)致煙氣中酸性氣體的產(chǎn)生.可見(jiàn).酸性氣體的主要影響因素是溫度.同時(shí).這與鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中一直保持負(fù)壓不無(wú)關(guān)系

(3)空氣過(guò)量。如式(2)所示，增加過(guò)量空氣，使得煙氣中0度增加，根據(jù)化學(xué)動(dòng)力學(xué)，氧濃度對(duì)可逆反應(yīng)(2)影響比反應(yīng)(1)大，煙氣中HC1濃度降低5_。但PVC焚燒相關(guān)研究表明.PVC在完全焚燒時(shí).700～900~C間氯絕大部份將以HCl的形式排出。且過(guò)量空氣系數(shù)對(duì)HC1的排放影響不大。

2.2煙氣凈化處理工藝影響因素

垃圾焚燒煙氣凈化采用的工藝主要有濕法、半干法和干法3種濕法凈化工藝污染物去除效率高，由于產(chǎn)生廢水。工程投資和運(yùn)行費(fèi)用很高.相對(duì)應(yīng)用很少。干法凈化工藝雖然去除率偏低.但工程投資和運(yùn)行費(fèi)用低.隨著研究的不斷深入。新設(shè)備的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，仍有較大的發(fā)展前途;半干法是介于干法和濕法之間的工藝.結(jié)合了濕法和干法凈化工藝的部分優(yōu)點(diǎn).能達(dá)到較高的污染物去除效率。但其噴嘴易磨損，結(jié)垢、堵塞難以避免。對(duì)噴嘴要求高。同時(shí)石灰漿的輸送線路易出故障.運(yùn)行參數(shù)需嚴(yán)格控制以保證水分能完全蒸發(fā).故障率較高。目前.國(guó)內(nèi)絕大部分的垃圾電廠均采用半干法煙氣處理工藝.而干法的工程應(yīng)用實(shí)例較少.廈門(mén)某垃圾焚燒發(fā)電廠屬于干法去除工藝在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中存在石灰用量大.飛灰產(chǎn)量多等問(wèn)題。通過(guò)調(diào)整運(yùn)行工況，分析干法脫酸工藝的影響因素。

2.2.1反應(yīng)接觸時(shí)間

由圖2可以看出.飛灰中氫氧化鈣的含量隨飛灰循環(huán)量增加呈遞減的趨勢(shì).當(dāng)飛灰循環(huán)量達(dá)到20%時(shí).飛灰中氫氧化鈣的含量從33.34%下降到25.32%.繼續(xù)增大循環(huán)量.其變化不大。酸性氣體與消石灰反應(yīng)時(shí)。要經(jīng)過(guò)3個(gè)階段.首先，是酸性氣體穿過(guò)包裹在消石灰表面的氣膜.到達(dá)消石灰粒子表面：然后。穿過(guò)稱為灰層的反應(yīng)生成物層，到達(dá)未發(fā)生反應(yīng)核表面：最后，是酸性氣體與消石灰發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成新的灰層。這3個(gè)階段的反應(yīng)是串聯(lián)的。它們的反應(yīng)速度各不相同，其中最慢的反應(yīng)控制了酸性氣體與消石灰反應(yīng)速度.分別稱之為氣膜擴(kuò)散控制、灰層擴(kuò)散控制、表面反應(yīng)控制。根據(jù)姚宇平[7]試驗(yàn)結(jié)果.初期HC1與消石灰的反應(yīng)服從灰層擴(kuò)散控制.HC1通過(guò)粒子中的微孔進(jìn)人粒子內(nèi)部。但當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度后.由于反應(yīng)生成物CaC1的摩爾體積(51.6cm3/no1)遠(yuǎn)大于反應(yīng)物Ca(OH)：的摩爾體(33.0cm3/mo1)，消石灰粒子表面已反應(yīng)部分的體積膨脹.最后導(dǎo)致粒子表層微孔全部堵塞.使反應(yīng)無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行。

通過(guò)飛灰的循環(huán)使用.使消石灰固體顆粒在循環(huán)過(guò)程中已生成的氯化鈣、硫酸鈣通過(guò)固一固間的磨蝕，重新露出反應(yīng)物表面，繼續(xù)參與反應(yīng)，提高了消石灰反應(yīng)的完全程度.進(jìn)一步提高了消石灰的利用率

2.2.2石灰的純度和粒徑的影響

由表2可知.隨著消石灰純度的提高和粒徑的減小.消石灰利用率逐步提高.從39.5%提高到42.08%消石灰并不是一個(gè)密實(shí)的單晶顆粒.而是在固體內(nèi)部有許多縱橫交錯(cuò)的、目孔徑和形狀不一的空隙.這些空隙網(wǎng)絡(luò)為氣相反應(yīng)物滲入固體內(nèi)部和氣相生成物由許多細(xì)小的晶體所組成，所以在實(shí)體內(nèi)部還存在許多晶間界面不同粒徑的消石灰其最終反應(yīng)率之所以相差兩倍以上.與粒子的比表面積有關(guān).Yoon等的試驗(yàn)也證實(shí).在低溫干法煙氣脫硫工藝中，當(dāng)吸收劑的比表面積由10到50m2/g時(shí)，鈣利用率由12%變到45%。同時(shí).消石灰純度也是個(gè)重要的影響因素.需加強(qiáng)人廠石灰的監(jiān)管和控制。

3結(jié)論

(1)酸性氣體中S0的產(chǎn)生量較HC1小很多，小幅度調(diào)整運(yùn)行工況.進(jìn)脫酸塔煙氣中酸性氣體的含量變化不大.且SO和HC1的變化趨勢(shì)相似。

(2)消石灰的利用率受消石灰純度、粒徑和飛灰循環(huán)量影響。石灰純度高、粒徑小則石灰利用率高：飛灰的循環(huán)量20%時(shí)，對(duì)提高消石灰的利用率最有利。