垃圾焚燒電廠煙氣凈化處理工程-旋轉(zhuǎn)噴霧工藝簡介

1、垃圾焚燒電廠煙氣凈化處理工程旋轉(zhuǎn)噴霧煙氣脫酸工藝簡介無錫市華星電力環(huán)保修造有限公司的旋轉(zhuǎn)噴霧煙氣凈化系統(tǒng)，適用于垃圾焚燒發(fā)電廠及燃煤熱電廠煙氣處理工程。旋轉(zhuǎn)噴霧主要包括六大部分：石灰漿制備及輸送系統(tǒng)、活性炭噴射系統(tǒng)(適用于垃圾焚燒發(fā)電廠)、煙氣系統(tǒng)、反應(yīng)塔系統(tǒng)、除塵器系統(tǒng)及輸灰系統(tǒng)組成。一、 煙氣凈化工藝原理、流程2.1工藝原理本煙氣處理工藝為經(jīng)高速離心霧化的吸收劑在半干式反應(yīng)塔與煙氣中的酸性氣體充分接觸、反應(yīng)，來實現(xiàn)脫除酸性氣體及其它有害物質(zhì)。從而使焚燒爐尾氣在半干式反應(yīng)塔中得以凈化。噴霧脫酸工藝分為5個步驟：（1）吸收劑制備；（2）吸收劑漿液霧化；（3）霧滴與煙氣接觸混合；（4）蒸發(fā)酸性物

2、質(zhì)吸收；（5）廢渣排除。其化學物理過程如下所述。2.1.1.化學過程：當消石灰漿液經(jīng)過霧化噴嘴在半干式反應(yīng)塔中霧化，并與煙氣充分接觸，煙氣被冷卻并增濕，漿液中的Ca(OH)2顆粒同HCL、SO2等反應(yīng)生成副產(chǎn)物，并利用煙氣的熱量將反應(yīng)生成物干燥固體，整個反應(yīng)分為氣相、液相和固相三種狀態(tài)反應(yīng)，下述的反應(yīng)式說明了在140-160下的溫度范圍煙氣脫酸的本質(zhì)（給出的公式是累積的公式，并不反應(yīng)出單獨步驟的真實反應(yīng)過程）Ca(OH)2+ SO2 = CaSO3*H2O + H2OCa(OH)2+ SO3 = CaSO4*H2O +H2OCa(OH)2+ H2O + SO2 + O2 = CaSO4*2H2

3、OCaSO3*H2O + O2 = CaSO4*H2OCa(OH)2 + CO2= CaCO3 + H2OCa(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2OCa(OH)2 + 2HF= CaF2 + 2H2O在煙氣中含有HCl的情況下，最佳工作溫度大概是比煙氣飽和溫度高15-25C。2.1.2 物理過程：物理過程系指液滴的蒸發(fā)干燥及煙氣冷卻增濕過程，漿液從蒸發(fā)開始到干燥所需的時間，對反應(yīng)塔的設(shè)計和脫酸效率都非常重要。影響液滴干燥時間的因素有液滴大小、液滴含水量以及趨近絕熱飽和的溫度值。液滴的干燥大致分為兩個階段：第一階段由于漿料液滴中固體含量不大，基本上屬于液滴表面水的自由蒸發(fā)，蒸發(fā)速

4、度快而相對恒定。隨著水分蒸發(fā)，液滴中固體含量增加，當液滴表面出現(xiàn)顯著固態(tài)物質(zhì)時，便進入第二階段。由于蒸發(fā)表面積變小，水分必須穿過固體物質(zhì)從顆粒內(nèi)部向外擴散，干燥速率降低，液滴溫度升高并接近煙氣溫度，最后由于其中水分蒸發(fā)殆盡形成固態(tài)顆粒而從煙氣中分離。2.2工藝流程描述2.2.1從鍋爐尾部排出的含塵及有害物質(zhì)的煙氣進入半干式反應(yīng)塔頂部，經(jīng)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向板，形成螺旋狀的煙氣。石灰漿和水通過霧化器的高速轉(zhuǎn)動, 石灰漿和水的混合液被霧化成微小液滴，該液滴與呈螺旋狀向下運動的煙氣形成逆流，并被巨大的煙氣流裹帶著向下運動，在此過程中，石灰漿與煙氣中的酸性氣體HCl、HF、SO2等發(fā)生反應(yīng)。在反應(yīng)過程的第一階段，

5、氣-液接觸發(fā)生中和反應(yīng)，石灰漿液滴中的水份得到蒸發(fā)，同時煙氣得到冷卻；第二階段，氣-固接觸進一步中和并獲得干燥的固態(tài)反應(yīng)生成物CaCl2、CaF2、CaSO3及CaSO4等。2.2.2由于煙氣溫度過高，不利于化學反應(yīng)及布袋的常用溫度，因此必須向反應(yīng)塔內(nèi)進行噴水降溫。由于煙氣中吸收酸性成分的能力是隨著溫度的降低而增加的，通過調(diào)節(jié)水量，以便維持煙氣凈化所需的溫度，同時也滿足了布袋入口的需要。2.2.3煙氣中的HCL、SO2、SO3、HF等有害氣體與噴入的石灰漿發(fā)生化學反應(yīng)，以達到去除中酸性氣體的目的。2.2.4反應(yīng)塔出口至布袋除塵器進口煙道上設(shè)置了活性炭噴入口，利用活性炭較大的比表面積吸附煙氣中的

6、有害物質(zhì)二噁英及有害重金屬Pb、Hg、Cd等。2.2.5經(jīng)反應(yīng)塔充分反應(yīng)后的含塵氣體進入高效布袋除塵器。本設(shè)備采用長袋低壓脈沖除塵器，清灰方式采用離線清灰，煙氣由導(dǎo)向裝置進入各單元過濾室，并經(jīng)過導(dǎo)流板進過過濾區(qū)，煙氣中的粉塵、吸附在活性炭中的二噁英及反應(yīng)產(chǎn)物被濾袋一起除去，除塵器會中的飛灰經(jīng)輸灰裝置送入灰倉內(nèi)。二、 石灰漿制備及輸送系統(tǒng)3.1系統(tǒng)組成該系統(tǒng)一般包括石灰粉罐裝車卸料管、粉倉、倉頂除塵器、給料機、倉底拱破裝置，制備槽、頂進式攪拌器、分配槽、供漿泵、稱重傳感器、調(diào)節(jié)閥門等設(shè)備。該系統(tǒng)完成石灰漿的儲備，合格漿液調(diào)配功能以及輸送能力。3.2系統(tǒng)描述3.2.1石灰料倉該料倉接收并存放由卡車

7、或大袋輸送的石灰，并同時向石灰漿制備系統(tǒng)供應(yīng)石灰。 3.2.2石灰漿制備石灰漿現(xiàn)場制備后噴入煙氣中用于去除酸性成分。該石灰漿制備系統(tǒng)的主要功能是為反應(yīng)塔連續(xù)提供所需劑量的濃度為15的石灰漿。石灰漿制備的原料，石灰和水的投放是間斷的，石灰漿的生產(chǎn)是個批次過程，貯液池同時也是投料端以及出料端的緩沖池以保證石灰漿的投加是連續(xù)過程。3.2.3石灰循環(huán)泵每套系統(tǒng)配置2臺共用的循環(huán)泵（1用1備）。其功能是向安裝有旋轉(zhuǎn)霧化器的反應(yīng)塔提供石灰漿。 循環(huán)泵從石灰漿貯液池通過軟性聯(lián)接，將石灰漿連入主環(huán)線上。運行泵進出口通過帶耦合器的軟管連接到循環(huán)管中上。如果需要切換循環(huán)泵，則需要切換連接裝置。因此，循環(huán)泵的啟動和

8、停車只能在就地控制盤上完成。如果貯液池內(nèi)低液位開關(guān)被激活，聯(lián)鎖裝置將自己停止循環(huán)泵的運行。石灰漿在貯液池內(nèi)由循環(huán)泵提取通過環(huán)路回到貯液池。環(huán)路上有3個三通連至反應(yīng)塔頂部（每條線1個）進而送至旋轉(zhuǎn)霧化器。在3個支線下游設(shè)置壓力控制閥，調(diào)節(jié)環(huán)路內(nèi)壓力。用于測量環(huán)線壓力的壓力變送器安裝在反應(yīng)塔平臺上，去最后一個反應(yīng)塔的三通后。就地壓力顯示（由密閉膜保護），分別安裝循環(huán)管線上，靠近地面的泵下游。綜上所述，石灰漿制備及投加系統(tǒng)的優(yōu)點如下：1. 石灰粉與生產(chǎn)水的混合采用重量計量方式，計量準確。如采用體積計量方式，由于石灰粉在料倉中堆積情況和生產(chǎn)廠家的不同，堆積密度會發(fā)生變化，會導(dǎo)致計量不準。2. 溶解池采

9、用冗余設(shè)計，最大程度保證了系統(tǒng)的靈活性和可靠性。3. 此系統(tǒng)設(shè)計可采用生/熟石灰為原料。使用生石灰，這樣原料價格更低，石灰漿的活性更好，石灰耗量也會相應(yīng)減少。三、 活性炭噴射系統(tǒng)4.1概述本系統(tǒng)主要適用垃圾焚燒電廠煙氣處理工程，即在半干法脫酸系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加活性炭噴射系統(tǒng)。安裝在反應(yīng)塔出口到除塵器進口之間的煙道上，去除煙氣中二噁英及重金屬。其機理是依靠添加比表面積較大的活性炭粉以及高效的濾袋來吸附二噁英及重金屬，使其滿足排放標準。4.2工藝流程活性炭的耗量較少，活性炭的加入可根據(jù)煙氣量決定?；钚蕴績}頂部配置有活性炭儲倉頂除塵器，活性炭倉壓力釋放閥。同時，還配置有上料管路系統(tǒng)，方便罐裝車運送活

10、性炭。當然也可以采用人工填裝的方式。倉底設(shè)置插板閥，然后經(jīng)變頻旋轉(zhuǎn)給料機連續(xù)給料。旋轉(zhuǎn)給料機都是變頻驅(qū)動的。一個速度信號可用來改變旋轉(zhuǎn)給料機的速度，因此可以控制碳流量率可與氣體流量率是成比例的。活性炭是由氣動輸送到噴射點的。輸送的原動力是由壓縮空氣減壓后提供的。 四、 煙氣系統(tǒng)及設(shè)備5.1系統(tǒng)組成脫酸煙氣系統(tǒng)為鍋爐風煙系統(tǒng)的組成部分，主要由煙氣進口擋板門，旁通擋板門，主煙道、旁通煙道及相應(yīng)的輔助系統(tǒng)(循環(huán)預(yù)熱系統(tǒng))組成。5.2主煙道及旁通煙道 主煙道主要有鍋爐出口至反應(yīng)塔入口，反應(yīng)塔出口至除塵器入口及除塵器出口至引風機進口之間的連接煙道組成。主煙道為系統(tǒng)正常運行時的主通道，在煙道設(shè)有煙氣擋板門

11、，并采取了適當?shù)姆栏⒈卮胧?，以防鋼板的腐蝕。 旁通煙道是指鍋爐出口至引風機入口的煙道，旁通煙道是保證鍋爐正常運行及脫酸除塵系統(tǒng)安全的重要設(shè)施，它能快速實驗脫酸除塵系統(tǒng)的隔離。當進入脫酸除塵系統(tǒng)的煙氣溫度、濕度過高，此時旁通煙道自動打開，保護濾袋等。其次是當脫酸除塵系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況或檢修時打開旁通煙道，以此辦證鍋爐正常運行。 5.3煙氣擋板門脫酸系統(tǒng)在引風機出口與煙囪之間的煙道上設(shè)置旁路擋板門，當煙氣凈化裝置運行時，首先關(guān)閉旁路煙氣擋板門，開啟煙氣凈化裝置進口擋板門與出口擋板門，煙氣通過引風機打入煙氣凈化裝置系統(tǒng)。在煙氣凈化裝置停運時，旁路擋板門打開，進口擋板門關(guān)閉，煙氣由旁路擋板經(jīng)旁通煙道

12、直接進入煙囪，排向大氣，從而保證鍋爐組的安全穩(wěn)定運行。煙氣凈化裝置的原煙氣擋板門、凈煙氣擋板門可采用單百葉擋板門，而旁路擋板門采用雙百葉擋板門并設(shè)置密封空氣系統(tǒng)且具有快開功能，快開時間要小于10S。脫酸系統(tǒng)故障時，為了保證鍋爐風煙系統(tǒng)的正常運行，二個擋板門設(shè)聯(lián)鎖保護。5.4循環(huán)預(yù)熱系統(tǒng)熱風循環(huán)系統(tǒng)的作用是當垃圾焚燒線從停止狀態(tài)切入運行狀態(tài)前，為避免熱態(tài)煙氣進入到冷態(tài)的袋式除塵器出現(xiàn)煙氣結(jié)露現(xiàn)象而設(shè)計的。在袋式除塵器投入運行之前，先期進行預(yù)熱，再通入煙氣，開始正常運行。 五、 反應(yīng)塔系統(tǒng)6.1工作原理在半干式反應(yīng)塔里，煙氣與石灰漿和水進行混合。反應(yīng)塔有兩項重要功能：（1）為中和反應(yīng)創(chuàng)造最佳條件：

13、使煙氣在整個反應(yīng)塔內(nèi)得到均勻的分配；加強了煙氣與高度均勻霧化的石灰溶液的充分混合；充足的停留時間以便獲得干燥的反應(yīng)產(chǎn)物；（2）有限的時間間隔之內(nèi)，用水的蒸發(fā)效果，將煙氣冷卻，使反應(yīng)最有效并能獲得干燥的反應(yīng)產(chǎn)物的溫度。6.2基本結(jié)構(gòu)該反應(yīng)塔主要由下列部分組成： 在反應(yīng)塔的上方，是一個帶導(dǎo)流板的入口通道，它們能保證產(chǎn)生良好的渦流和均勻的煙氣分配； 圓柱形的中央反應(yīng)室； 底部的錐體部分及出口通路。 六、 除塵器系統(tǒng)7.1工作原理 結(jié)合多年來得布袋除塵器的設(shè)計和制作經(jīng)驗，我公司的長袋低壓除塵器已具國際先進水平。長袋脈沖除塵器可用于燃煤電廠、干法煙氣脫酸以及垃圾焚燒電廠除塵工程。布袋除塵器的主要由上箱體

14、、中箱體、灰斗、進出風口、鋼結(jié)構(gòu)支架五大部分組成，并配有附體、欄桿、管路系統(tǒng)、清灰系統(tǒng)等。當含塵氣體進入布袋除塵器，通過設(shè)置于兩個中箱體之間的進風管進入灰斗，并經(jīng)導(dǎo)流板進入中箱體各單元過濾室或進入下箱體（下進氣）；由于設(shè)計中袋底離進風口上口垂直距離有足夠、合理的凈空，氣流通過獨特的導(dǎo)流設(shè)計和自然流向分布，達到整個過慮室內(nèi)氣流分布均勻；含塵氣體中得大顆粒粉塵因氣體流速突然降低以及導(dǎo)流裝置迫使氣流方向改變等原因，而自然沉降分離后直接落入灰斗，其余粉塵在導(dǎo)流系統(tǒng)的引導(dǎo)下，隨氣流進入中箱體，吸附在濾袋的外邊面。過濾后的潔凈氣體經(jīng)上箱體、排風管排出。除塵器中箱體上部設(shè)置有花板，除塵器的濾袋組件利用彈簧漲

15、圈與花板密封連接，形成上箱體和中箱體的分割。花板也是除塵器濾袋檢修、更換的工作平臺。濾袋采用壓縮空氣進行噴吹清灰，清灰機構(gòu)由氣包、噴吹管、電磁脈沖閥組成。過濾室內(nèi)每排濾袋出口頂部裝配有一根噴吹管，噴吹管下側(cè)正對濾袋中心設(shè)有噴吹口，每根噴吹管上均設(shè)有一個電磁脈沖閥并與壓縮空氣氣包相聯(lián)。 圖為本企業(yè)吊裝現(xiàn)場分割上、中箱體的花板 圖為過濾室內(nèi)濾袋出口頂部的噴吹管 清灰時，打開脈沖閥，壓縮空氣經(jīng)噴吹口噴向濾袋，與其引射的周圍氣體一起射入濾袋內(nèi)部，引發(fā)濾袋抖動并形成有里向外的反吹氣流作用，清除附著在濾袋表面的粉塵，達到清灰的目的。 隨著過濾工況的進行，濾袋上得粉塵越來越多，粉塵層的逐漸增厚，其透氣性逐漸

16、降低，根據(jù)氣流總是沿著阻力最小路徑流動的原理，可以判定粉塵層總會趨于均勻，其結(jié)果是在除塵器的含塵氣體側(cè)與凈氣室側(cè)之間產(chǎn)生了壓差，即氣體通過濾袋的阻力增大，當阻力增大到預(yù)先設(shè)置的阻力或清灰時間到清灰程控發(fā)出信號，關(guān)閉提升閥，按規(guī)定程序打開電磁脈沖閥，壓縮空氣以極短的時間順序通過各個脈沖閥，經(jīng)噴吹管上得噴吹口誘導(dǎo)數(shù)倍于噴射量的空氣進入濾袋，形成氣波，使濾袋由袋口至底部產(chǎn)生急劇膨脹和沖擊振動，造成很強的清灰作用，振落濾袋上的粉塵，濾袋又恢復(fù)了過濾功能。根據(jù)需要，該系統(tǒng)采用離線或在線反吹清灰方式，主要以定時清灰和差壓清灰兩種控制方式，同時配以人工控制方式確保系統(tǒng)的安全。 落入灰斗中的粉塵經(jīng)氣力輸送泵通

17、過管道輸送至灰?guī)臁?.2基本結(jié)構(gòu)布袋除塵器主要由上箱體、中箱體、灰斗、進處分口、鋼結(jié)構(gòu)支架、五大部分組成，并配有樓梯、欄桿、氣路系統(tǒng)、清灰控制系統(tǒng)等。7.2.1上箱體上箱體主要用于固定袋籠，濾袋及氣路元件，并制成全密閉形式。清灰時壓縮空氣首先進入上箱體，經(jīng)噴吹管誘導(dǎo)上箱體潔凈空氣瞬間沖入各濾袋內(nèi)部，如除塵器室外布置時，上箱體頂部做成1.5%的斜面，可防止積水，頂部還設(shè)有檢修門，便于安裝和更換袋籠及濾袋。根據(jù)規(guī)格不同，上箱體內(nèi)又分成若干個凈氣室，相互之間均用鋼板隔開，互不透氣，以實現(xiàn)離線清灰和不停機檢修。每個室內(nèi)均設(shè)有一個提升閥，以通斷過濾煙氣流。 7.2.2中箱體中箱體在上箱體的下部，主要來容

18、納袋籠，濾袋，并形成一個過濾空間，煙氣凈化主要在這里進行。中箱體同上箱體一樣，根據(jù)上箱體的設(shè)置也分成若干個過慮室，并用隔板隔開，以防止在清華時各室之間的相互干擾，同時形成一定的沉降空間。7.2.3灰斗灰斗布置于中箱體下部，它除了儲存收集下來的粉塵外，還作為進氣總管使用（下進氣），當含塵氣體進入中箱體前先進入灰斗，由于灰斗內(nèi)容積較大，使得氣流速度降低，從而使含塵氣體中的大顆粒粉塵發(fā)生自然沉降；此外，結(jié)合我公司的特殊導(dǎo)流設(shè)計和一系列措施，使氣體平均分布到每條濾袋上，在氣流方向改變的同時，也使得大顆粒粉塵在這里就得到分離。灰斗下設(shè)有手動插板閥和氣力輸送泵等設(shè)備，可實現(xiàn)連續(xù)排灰?；叶返脑O(shè)計滿足現(xiàn)場干灰

19、輸送系統(tǒng)的接口需要。7.2.4除塵器進出風管進出風管位于左右箱體中間，進風管經(jīng)過特殊的設(shè)計，使煙氣分布更為均勻，且灰斗內(nèi)預(yù)收塵粉效果好，設(shè)用于各種煙氣含塵濃度較大的場合。如果將上下進出風管中間用旁路風管隔斷，即形成了內(nèi)旁路，這種結(jié)構(gòu)形成使得除塵器的結(jié)構(gòu)更為緊湊。七、 輸灰系統(tǒng)l 飛灰輸送系統(tǒng)將反應(yīng)塔和除塵器中的飛灰輸送到貯倉l 輸送機一般采用螺旋輸送機、鏈式輸送機和斗式提升機l 集合鏈式輸送機和斗式提升機可根據(jù)項目需要采用一用一備形式l 飛灰倉用來儲存輸灰系統(tǒng)輸送來的飛灰l 其頂部安裝有真空閥以控制倉中的壓力l 倉頂裝有帶風機的除塵器l 流化裝置、震打系統(tǒng)及空氣炮等能有效防止可能出現(xiàn)的灰渣結(jié)拱

20、問題l 其底部裝有裝車機，也可以通過螺旋機將飛灰送到飛灰固化裝置 八、 控制系統(tǒng)煙氣脫酸系統(tǒng)應(yīng)采用全功能的PLC控制系統(tǒng)。運行人員可在電廠除塵脫酸控制室進行遠程監(jiān)視和控制。除塵脫酸控制系統(tǒng)相關(guān)控制柜、上位機、常規(guī)儀表盤均布置在現(xiàn)有控制室內(nèi)，PLC控制系統(tǒng)包括：PLC、工控機、編程軟件和操作系統(tǒng)、分析儀表、變送器、執(zhí)行機構(gòu)等。9.1PLC控制系統(tǒng)煙氣脫酸系統(tǒng)采用PLC控制，PLC可選用歐姆龍系列(西門子等品牌可選)，它具有外形體積小、性能優(yōu)越等特點。自動集中控制整個脫酸系統(tǒng)的全部設(shè)備。PLC系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)與上位機連接，對煙氣脫酸系統(tǒng)跟蹤控制，整個控制系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，減小布線，做到投資省、能耗低、可靠性高、操作簡便、運行費用低。整套煙氣脫酸系統(tǒng)以PLC為中心，系統(tǒng)各設(shè)備的控制由PLC實現(xiàn)，由PLC采集并傳送系統(tǒng)各設(shè)備的運行數(shù)據(jù)。9.2LCD操作站9.2.1系統(tǒng)概述本工程系統(tǒng)配置1臺工控機作為上位機，通過網(wǎng)絡(luò)，對FGD系統(tǒng)進行監(jiān)控和操作。工控機均通常采用19液晶顯示，配置1臺A4激光打印機，同時帶有鋼制的計