生活垃圾焚烧烟气半干法脱酸技术-瑞帆.ppt
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1、生活垃圾焚烧烟气半干法脱硫工艺,技术简介,2,一、企业简介,上海瑞帆环境工程有限公司隶属于瑞帆企业,坐落在上海市四川北路888号-海泰大厦,能源充足、交通便利、自然条件适宜。瑞帆企业是集设计、开发、生产、销售(外贸)、工程总承包为一体的多元化企业,技术力量雄厚,装备精良,检测手段先进,具有一、二、三类压力容器的制造资格,产品获得多项专利,通过ISO9001、ISO14000体系认证。公司现有员工400多人,工程技术人员百余人,其中高级工程技术人员20多人,中级工程技术人员50多人。企业占地面积约86500平方米,建筑面积逾50000平方米,现有固定资产逾2.5亿元,为国内冶金,水泥,电力,化工
2、,建材等行业的环境保护工作做出了杰出的贡献。,3,烟气脱硫事业部是公司为适应环保建设需要,组建的专业部门,公司在脱硫事业部组建之初就立足高定位、高标准、高要求、高起步的理念和浙江大学紧密合作,积极参与电力、钢铁等行业脱硫项目的建设,在参与脱硫项目的建设过程中,积累了设计、管理、施工、调试、运行等方面的丰富经验,积聚了一批优秀的脱硫技术人才和项目建设管理人才,形成了强大的技术优势和管理优势。在烟气脱硫项目建设过程中,引进消化吸收国内外先进脱硫技术,积极推进烟气脱硫国产化建设进程。目前,我公司拥有湿法石灰石石膏法脱硫工艺技术、半干法脱硫工艺技术、氨法脱硫工艺等技术,能满足各类用户之需要。,一、企业
3、简介,4,二、生活垃圾焚烧烟气特性,垃圾焚烧是目前国际使用较为普遍的生活垃圾处理方法之一。它将生活垃圾投入高温的焚烧炉中,使其转化成高温烟气和性质稳定的固体残渣,垃圾经焚烧法处理后,可消灭各种病原体,将有毒有害物质转化为无害物,便于填埋,节省用地,并回收热能。垃圾焚烧发电的主要优点:一是无害化处理充分,高温焚烧可使垃圾中有害成分得到有效分解,先进的焚烧技术可以通过控制炉膛温度、烟气在炉内的停留时间,以及烟气处理,促进二噁英的完全分解;二是减容、减量明显,焚烧后可使垃圾的体积减少80%90%;三是占地面积小,节约土地资源;四是资源化利用率高,焚烧一吨生活垃圾可发电300多度。,5,二、生活垃圾焚
4、烧烟气特性,垃圾焚烧有诸多好处,但其发展却受到尾气处理水平的制约。垃圾焚烧烟气的处理有一定的难度,主要因为其具有下列特性:(1)烟气含湿量大。这是因为垃圾中原本的含水量就大,而且在燃烧中一些碳氢化合物也生成水汽。一般含湿量在23%30%。(2)因垃圾成分复杂,燃烧后产生的烟尘中有毒、有害成分也复杂,其中包括一些微量的金属,如汞、镉、铅、钼、铬、镍、铜等。而且产生的颗粒物的粒度也较细,粘度还高。(3)烟气成分复杂。与燃煤锅炉不同,它不但含有O2、Sox、CO2、Nox等外,还有HCl、HF等酸性气体,水蒸汽,总烃(THC)。这在滤料的选择时都必须仔细加以研究、考虑。(4)由于燃烧中还产生二恶英和
5、呋喃等致癌物质,对人体极其有害。(5)烟尘粒径细、粘度高。,二、垃圾焚烧烟气特性,6,国家对垃圾焚烧烟气排放要求日益严格,具体排放标准如表1所示:,二、垃圾焚烧烟气特性,在上述环保压力日益紧迫情况下,上海瑞帆依托浙江大学热能工程研究所,开发出了适合我国垃圾焚烧烟气特性的尾气处理工艺:循环流化床半干法脱硫工艺(MCFBA-FGD)和旋转喷雾干燥法脱硫工艺(SDA-FGD)。,7,三、瑞帆循环流化床脱硫工艺(MCFBA-FGD),8,MCFBA-FGD示意图,净化机理 半干法循环流化床工艺(MCFBA)能够同时脱除多种污染物主要是因为该技术采用的是流化床的反应机理,流化床可以使物料形成流化态,流化
6、态可使物料处于激烈的湍动状态,颗粒与烟气之间具有很大的相对滑落速度,颗粒反应界面不断摩擦、碰撞更新,有很快的气固间的传热、传质速度,能有效地脱除HCl和SOx污染物。流化态同时会使加入的吸收剂、吸附剂和反应产物形成巨大的颗粒表面积,能够有效吸附烟气中的重金属颗粒和二噁英。,9,三、瑞帆循环流化床脱硫工艺(MCFBA-FGD),10,三、瑞帆循环流化床脱硫工艺(MCFBA-FGD),反应机理,颗粒水分的蒸发关系到整个吸收塔的设计,是MCFBA系统中的一个重要过程。研究发现,含湿颗粒的干燥大致分为两个阶段:恒速干燥阶段与降速干燥阶段。其中两个阶段的反应过程如下:,11,图1 恒速干燥阶段离子反应示
7、意图,三、瑞帆循环流化床脱硫工艺(MCFBA-FGD),12,在吸收塔顶部接近出口处存在一段很短的降速干燥反应阶段,降速干燥阶段气固反应如图2-2所示。反应方程式如式(2-8)和(2-9)所示:,图2 降速干燥阶段气固反应示意图,三、瑞帆循环流化床脱硫工艺(MCFBA-FGD),瑞帆循环流化床脱硫工艺(MCFBA-FGD)技术特点,1、多级增湿 传统半干法脱硫技术一般采用单级增湿,导致塔内液相离子反应时间短、有效吸收反应区高度利用不足、液固相混合不均造成局部过湿易引起粘壁。为此,我们提出了多级增湿优化调控塔内吸收剂湿度技术。采用多级增湿技术可以合理分配水分,把反应前期的一部分水放在后面的阶段,
8、使吸收剂在一定时间内的含湿量总是大于临界含湿量,延了恒速干燥阶段,有利于提高脱硫效率。同时,多级增湿还可以保持整个反应过程的水分均匀性,防止局部湿度过大引起的粘壁和堵塞现象。,13,瑞帆循环流化床脱硫工艺(MCFBA-FGD)技术特点,2、高循环倍率高循环倍率在塔内可形成密相颗粒反应床,强化了颗粒间的相互作用和传质过程,不仅可以提高系统的脱硫效率,还可以大大提高吸收剂的利用率。MCFBA吸收塔出口烟气送至除尘器系统除尘后排放,除尘器系统收集下来的粉尘中99%以上通过再循环灰系统送入吸收塔,因此吸收剂颗粒的循环次数甚至可超过100次。,14,瑞帆循环流化床脱硫工艺(MCFBA-FGD)技术特点,
9、3)良好的流场对MCFBA来说,保持吸收塔内的良好流场,不仅可以防止局部磨损和结垢,同时还有利于提高塔内传质与反应,因此非常重要。基于CFD技术,MCFBA工艺在塔底烟道变向部位处加设适当的导流板,在塔内设置构件强化内循环。,15,16,反应塔入口流速的模拟:反应塔入口压降的模拟:,气固两相的模拟:,瑞帆循环流化床脱硫工艺(MCFBA-FGD)技术特点,17,反应塔内部固体分布的模拟:,瑞帆循环流化床脱硫工艺(MCFBA-FGD)技术特点,烟气系统:烟道,旁路烟道,增压风机,烟气挡板吸收系统:吸收塔布袋除尘器系统:除尘器壳体,滤袋及袋笼,脉冲阀活性炭喷射系统:活性炭仓,连续输送泵,罗茨风机,螺
10、旋计量称吸收剂储存及输送系统:消石灰仓,螺旋计量称,连续输送泵,罗茨风机物料循环系统:船型灰斗,空气斜槽,罗茨风机,电加热器工艺水系统:工艺水箱及工艺水泵,水喷枪输灰及存储系统:仓泵,灰库压缩空气系统:仪用空气及厂用空气,18,瑞帆循环流化床脱硫工艺(MCFBA-FGD)系统组成,19,各系统简介,烟气系统介绍为了将脱硫岛与锅炉的烟气系统分离开来,在进入FGD的烟气系统中设置带有电动执行机构的烟气挡板门;原烟气挡板门设置于FGD的入口,在引风机出口到砼烟道之间设置了旁路挡板门。当脱硫系统正常运行时,旁路挡板门关闭,FGD原烟气挡板门开启。原烟气进入FGD脱硫反应塔,脱除SO2后的净烟气进入烟囱
11、排向大气。在要求隔离脱硫装置或锅炉故障的状况下,锅炉风机与对应的烟气挡板风门形成联锁,旁路挡板门自动快速开启,FGD原烟气挡板门自动关闭。使脱硫装置与锅炉烟气系统隔离。主要设备烟道旁路烟道增压风机烟气挡板,20,21,各系统简介,吸收系统介绍原烟气进入脱硫塔下部,流经导流板后,通过脱硫塔下部文丘里段,与从扩散段加入的吸收剂及扩散段上部加入的工艺雾化水相混合并反应,然后通过直通段,最后从塔上部出口流出。主要设备吸收塔,22,布袋除尘器系统采用高效长袋低压脉冲喷吹袋式除尘器捕集脱硫塔后烟气中的高浓度粉尘,使出口排放浓度30mg/m。收集下来的脱硫灰通过空气斜槽大部分进入循环,重新进入脱硫塔,少部分
12、进入中间仓通过气力输送至灰库。,23,主要设备袋式除尘器滤袋及袋笼脉冲阀等,各系统简介,24,25,各系统简介,活性炭喷射系统采用连续输送泵在进除尘器前的烟气管道内喷入活性碳,用活性碳吸附重金属及二恶英等,保证重金属及二恶英的排放浓度达到国家排放标准。由于活性碳具有极大的比表面积,喷入烟道后,即在烟道内开始吸附二噁英、Hg等重金属污染物,但并没有达到饱和,随后与烟气一起进入袋式除尘器中吸附在滤袋表面上,与通过滤袋表面的烟气充分接触,最终达到去除烟气中重金属及二恶英的目的。主要设备活性炭仓 螺旋计量称 连续输送泵 罗茨风机,26,27,各系统简介,吸收剂储存及输送系统吸收剂采用325目、纯度90
13、%的消石灰粉。设置碳钢吸收剂储仓一座,容量为满足吸收剂7天用量,并设置仓顶除尘器。吸收剂采用连续输送泵输送至吸收塔扩散段的吸收剂加入点。主要设备消石灰仓 螺旋计量称连续输送泵 罗茨风机,28,29,各系统简介,物料循环系统袋式除尘器捕集的脱硫灰,其中有大部分为没有反应完全的吸收剂,这部分通过空气斜槽输送回吸收塔继续参加反应,提高吸收剂的利用率,并保持稳定的床压。主要设备船型灰斗空气斜槽罗茨风机电加热器,30,31,各系统简介,工艺水系统介绍脱硫系统所需工艺水由业主送至工艺水箱,然后采用高压水泵输送至高压回流喷枪或者双流体喷嘴处,雾化后喷入脱硫塔文丘里扩散段。主要设备工艺水箱及工艺水泵过滤器水枪
14、或喷嘴,32,33,各系统简介,输灰及存储系统布袋除尘器捕集的脱硫灰,大部分进入物料循环系统,少量的进入终产物中间仓,由仓泵输送至脱硫灰库,然后由卡车定时清运。主要设备中间仓仓泵灰库干式散装机湿式搅拌器,34,35,(MCFBA-FGD)关键工艺控制,1反应塔出口温度控制为了促进熟石灰(Ca(OH)2)和SO2的反应,使熟石灰和SO2处于最佳的反应状态,通过向反应塔喷水,将反应塔的烟气温度控制在露点以上2025左右。一般,在钙硫比一定的条件下,系统的脱硫率随喷水量的增加而上升。当喷水量较低时,水很快被蒸发,来不及在吸收剂表面形成液膜,脱硫效率就不会很高。而随着喷水量增加,烟气温度进一步降低,喷
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