垃(la)圾(ji)焚(fen)(fen)燒技術具(ju)有垃(la)圾(ji)處(chu)(chu)理徹底、可回收熱能等優點，得到了(le)廣泛的(de)(de)(de)應(ying)用(yong).由于垃(la)圾(ji)成分的(de)(de)(de)復雜性(xing)等因(yin)素的(de)(de)(de)影響。焚(fen)(fen)燒產生的(de)(de)(de)酸(suan)性(xing)氣(qi)(qi)體HC1、SONOHF等組成量(liang)起伏較(jiao)大，以(yi)HC1、SO氣(qi)(qi)體主要(yao)氣(qi)(qi)體，同時，煙氣(qi)(qi)處(chu)(chu)理系(xi)統在實際的(de)(de)(de)運行過程(cheng)中存在石灰利用(yong)率低.煙氣(qi)(qi)脫酸(suan)工藝效率較(jiao)低的(de)(de)(de)問(wen)題.基于此(ci).本(ben)文結合(he)(he)廈門(men)某(mou)垃(la)圾(ji)焚(fen)(fen)燒發電廠的(de)(de)(de)實際情況(kuang).通過摸索(suo)，尋找其影響因(yin)素，控制運行參(can)數，促進垃(la)圾(ji)焚(fen)(fen)燒煙氣(qi)(qi)處(chu)(chu)理更加合(he)(he)理.保證將煙氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)安全排放。

1系(xi)統簡介及(ji)樣品采集

1.1煙氣處理(li)系統介紹

廈門某垃圾焚燒發電廠有(you)2臺200dd垃圾焚燒爐(lu).該系(xi)統每臺焚燒爐(lu)單獨配置(zhi)1套煙(yan)氣凈化處理(li)裝(zhuang)置(zhi).分別是反應(ying)入塔(ta)除(chu)酸(suan).活性嫻氣炭噴射吸附(fu).排放脈沖袋式(shi)除(chu)塵.。

垃圾焚燒后(hou)產生的(de)煙(yan)(yan)氣(qi)經過余熱鍋爐降溫后(hou).煙(yan)(yan)氣(qi)進入(ru)(ru)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)塔(ta)與消石(shi)灰反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying).反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)所需要(yao)的(de)消石(shi)灰經泵(beng)加壓后(hou)噴入(ru)(ru)文(wen)丘(qiu)里混合塔(ta).具(ju)體參數(shu)見表(biao)1.煙(yan)(yan)氣(qi)進入(ru)(ru)塔(ta)內后(hou)形成紊流.增加消石(shi)灰與煙(yan)(yan)氣(qi)中的(de)酸性物的(de)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)表(biao)面(mian)(mian)的(de)面(mian)(mian)積和(he)提高反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)速度一定高度的(de)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)塔(ta)提供了恰當的(de)化學中和(he)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)時間.被凈化后(hou)的(de)煙(yan)(yan)氣(qi)進入(ru)(ru)布袋除塵(chen)器進行(xing)除塵(chen).煙(yan)(yan)氣(qi)里未(wei)完全(quan)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)石(shi)灰和(he)粉末活性炭在布袋表(biao)面(mian)(mian)繼續和(he)剩余的(de)有(you)害(hai)物質(zhi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying).進一步吸收煙(yan)(yan)氣(qi)里的(de)有(you)害(hai)物質(zhi)：未(wei)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)完全(quan)的(de)細顆粒通過返料裝(zhuang)置返回到(dao)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)塔(ta)里循環利用(yong).而煙(yan)(yan)氣(qi)里的(de)粗(cu)固體顆粒被分離(li)出來.布袋捉后(hou)送人灰罐(guan)然后(hou)送至指定地(di)點(dian)處理。

1.2樣(yang)品(pin)采集與分析

根據(ju)《城市生活(huo)垃(la)圾(ji)(ji)采樣和物理分(fen)析(xi)方(fang)法(fa)》(CJ/T3039—1995)采集入爐垃(la)圾(ji)(ji)，分(fen)析(xi)入爐垃(la)圾(ji)(ji)的(de)含(han)水率(lv)。

采集(ji)進(jin)廠消(xiao)石灰、飛灰儲(chu)罐(guan)樣品(pin)。消(xiao)石灰和飛灰中(zhong)氫(qing)氧(yang)化鈣含(han)量分(fen)析采用(yong)《工業氫(qing)氧(yang)化鈣》(HG/T4120—2009)方法測(ce)定排(pai)放的煙(yan)氣(qi)(qi)采用(yong)在線監測(ce).人(ren)脫酸塔的煙(yan)氣(qi)(qi)采用(yong)便攜式(shi)煙(yan)氣(qi)(qi)分(fen)析儀(德國(guo)益康(Ecom)J2KN)分(fen)析。

2結果與討論

2.1酸性氣(qi)體產生量的影響因素(su)

由表1可以看(kan)出.SO，的產生(sheng)量較(jiao)HC1小(xiao)很(hen)多(duo)(duo).這與垃圾組(zu)分有很(hen)大關系，垃圾中的塑料含量較(jiao)多(duo)(duo).約(yue)(yue)30%.而含硫量較(jiao)多(duo)(duo)的橡(xiang)膠類含量相(xiang)對較(jiao)低，約(yue)(yue)占l%左右。同(tong)時，小(xiao)幅度調(diao)整運行工況.進脫酸(suan)塔煙(yan)氣中酸(suan)性氣體的含量變化不(bu)大，而且(qie)SO2，和HCl的變化趨勢相(xiang)同(tong).通過分析酸(suan)性氣體中HC1產生(sheng)量影響因(yin)素可知：

無機鹽：

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

如果爐內過量空氣系數很大時會發生下(xia)列反應：

2HCl+0.502±C12+H2O(2)

有機物氯化物：

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

(1)爐(lu)溫(wen)的(de)影響。隨爐(lu)溫(wen)上(shang)升(sheng)，HC1濃(nong)(nong)度(du)呈上(shang)升(sheng)趨勢，相應地(di)C1一HC1的(de)轉(zhuan)化率亦在上(shang)升(sheng).溫(wen)度(du)越高.無機(ji)NaC1蒸汽分壓越高，因此(ci)反應(1)向右移動，生成的(de)HC1較多;700~C時(shi)，Kp=0.417;900%時(shi)，Kp=0.119，說明，溫(wen)度(du)上(shang)升(sheng)，HCl濃(nong)(nong)度(du)增(zeng)加同時(shi)，呂國強_3_通過實驗表明，溫(wen)度(du)大于800%時(shi)。Cl—HCl的(de)轉(zhuan)化率達到(dao)最大的(de)89%.800%以后轉(zhuan)化率幾乎沒有變化。

(2)水(shui)(shui)(shui)分影響(xiang)反(fan)(fan)應(ying)(ying)。隨水(shui)(shui)(shui)份(fen)(fen)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)，HC1的(de)(de)(de)排放(fang)量呈上升(sheng)趨勢.相應(ying)(ying)C1一HCl的(de)(de)(de)轉化率增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)，爐(lu)(lu)溫(wen)在(zai)800℃時(shi)，爐(lu)(lu)內水(shui)(shui)(shui)份(fen)(fen)以(yi)高溫(wen)水(shui)(shui)(shui)蒸(zheng)汽形式(shi)存在(zai)，增(zeng)(zeng)(zeng)大反(fan)(fan)應(ying)(ying)(1)左邊的(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)物(水(shui)(shui)(shui)蒸(zheng)汽)濃度，使(shi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(1)向右移動，水(shui)(shui)(shui)蒸(zheng)汽分壓增(zeng)(zeng)(zeng)大時(shi)，式(shi)(2)向左移動相關研究(jiu)指(zhi)出干(gan)空氣含(han)有(you)(you)固態氯化鈉的(de)(de)(de)爐(lu)(lu)子1.5h后僅有(you)(you)l～2%的(de)(de)(de)NaCI以(yi)HC1形式(shi)釋放(fang).可(ke)是(shi)在(zai)把干(gan)的(de)(de)(de)NaCI加(jia)入(ru)到(dao)廚余中時(shi)HC1釋放(fang)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)了(le)8-10%當(dang)把NaCI水(shui)(shui)(shui)溶液加(jia)入(ru)到(dao)廚余中并脫除水(shui)(shui)(shui)分發現約30%的(de)(de)(de)氯被轉化為HCI。因此.增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)水(shui)(shui)(shui)份(fen)(fen)使(shi)HC1排放(fang)量增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)而表(biao)中人(ren)爐(lu)(lu)垃圾水(shui)(shui)(shui)分的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)并沒有(you)(you)直(zhi)接(jie)導致煙(yan)氣中酸性氣體(ti)的(de)(de)(de)產生.可(ke)見.酸性氣體(ti)的(de)(de)(de)主要影響(xiang)因素是(shi)溫(wen)度.同時(shi).這與(yu)鍋爐(lu)(lu)在(zai)運行(xing)過(guo)程中一直(zhi)保持負壓不(bu)無(wu)關系

(3)空(kong)氣(qi)過(guo)量(liang)。如式(shi)(2)所示，增加(jia)過(guo)量(liang)空(kong)氣(qi)，使得煙(yan)氣(qi)中0度增加(jia)，根據化學動力學，氧濃度對可逆反應(ying)(2)影響(xiang)比反應(ying)(1)大，煙(yan)氣(qi)中HC1濃度降低5_。但(dan)PVC焚燒相關研究表(biao)明(ming).PVC在完全焚燒時.700～900~C間氯絕大部(bu)份將以(yi)HCl的(de)形式(shi)排出。且過(guo)量(liang)空(kong)氣(qi)系數(shu)對HC1的(de)排放影響(xiang)不大。

2.2煙氣凈化處理工(gong)藝影響(xiang)因(yin)素

垃圾焚燒(shao)煙(yan)氣(qi)凈化(hua)采用(yong)(yong)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)主要有(you)濕(shi)法、半干(gan)法和(he)干(gan)法3種濕(shi)法凈化(hua)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)污(wu)染物(wu)去(qu)除(chu)效(xiao)率高(gao)，由于(yu)(yu)產(chan)生(sheng)廢水。工(gong)(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)投資(zi)和(he)運(yun)行(xing)(xing)費用(yong)(yong)很(hen)高(gao).相對應用(yong)(yong)很(hen)少。干(gan)法凈化(hua)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)雖然去(qu)除(chu)率偏低(di).但(dan)工(gong)(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)投資(zi)和(he)運(yun)行(xing)(xing)費用(yong)(yong)低(di).隨(sui)著研究的(de)(de)(de)不斷深入。新(xin)設備的(de)(de)(de)開發(fa)應用(yong)(yong)，仍有(you)較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)(de)發(fa)展前(qian)途(tu);半干(gan)法是介于(yu)(yu)干(gan)法和(he)濕(shi)法之間的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi).結(jie)合了(le)濕(shi)法和(he)干(gan)法凈化(hua)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)部分(fen)優點(dian).能達到較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)污(wu)染物(wu)去(qu)除(chu)效(xiao)率。但(dan)其噴(pen)嘴易磨損，結(jie)垢、堵(du)塞(sai)難(nan)以(yi)避(bi)免。對噴(pen)嘴要求高(gao)。同時石灰漿的(de)(de)(de)輸(shu)送(song)線(xian)路易出(chu)故障.運(yun)行(xing)(xing)參數需嚴(yan)格(ge)控制以(yi)保證水分(fen)能完全蒸發(fa).故障率較(jiao)高(gao)。目前(qian).國內絕大(da)(da)部分(fen)的(de)(de)(de)垃圾電廠均采用(yong)(yong)半干(gan)法煙(yan)氣(qi)處理工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi).而(er)干(gan)法的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)應用(yong)(yong)實例較(jiao)少.廈門(men)某垃圾焚燒(shao)發(fa)電廠屬于(yu)(yu)干(gan)法去(qu)除(chu)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)在實際的(de)(de)(de)運(yun)行(xing)(xing)過(guo)程(cheng)(cheng)中存在石灰用(yong)(yong)量(liang)大(da)(da).飛灰產(chan)量(liang)多(duo)等問題。通過(guo)調整運(yun)行(xing)(xing)工(gong)(gong)(gong)(gong)況(kuang)，分(fen)析(xi)干(gan)法脫(tuo)酸工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)影響因素。

2.2.1反應接觸時間

由(you)圖2可以看出.飛(fei)灰(hui)(hui)(hui)中氫(qing)(qing)氧化(hua)鈣(gai)的(de)(de)(de)(de)含量隨飛(fei)灰(hui)(hui)(hui)循(xun)(xun)環量增加呈遞減的(de)(de)(de)(de)趨勢.當(dang)飛(fei)灰(hui)(hui)(hui)循(xun)(xun)環量達(da)到(dao)(dao)20%時(shi).飛(fei)灰(hui)(hui)(hui)中氫(qing)(qing)氧化(hua)鈣(gai)的(de)(de)(de)(de)含量從33.34%下降到(dao)(dao)25.32%.繼(ji)續增大循(xun)(xun)環量.其(qi)變(bian)化(hua)不大。酸性氣(qi)(qi)體(ti)與消(xiao)石(shi)灰(hui)(hui)(hui)反(fan)(fan)應(ying)時(shi)。要經過(guo)3個(ge)階段.首先，是酸性氣(qi)(qi)體(ti)穿(chuan)過(guo)包(bao)裹在消(xiao)石(shi)灰(hui)(hui)(hui)表面(mian)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)膜.到(dao)(dao)達(da)消(xiao)石(shi)灰(hui)(hui)(hui)粒(li)子(zi)(zi)表面(mian)：然后。穿(chuan)過(guo)稱為灰(hui)(hui)(hui)層的(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)生(sheng)成(cheng)物層，到(dao)(dao)達(da)未發生(sheng)反(fan)(fan)應(ying)核表面(mian)：最(zui)(zui)后，是酸性氣(qi)(qi)體(ti)與消(xiao)石(shi)灰(hui)(hui)(hui)發生(sheng)化(hua)學(xue)反(fan)(fan)應(ying)形成(cheng)新的(de)(de)(de)(de)灰(hui)(hui)(hui)層。這3個(ge)階段的(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)是串聯的(de)(de)(de)(de)。它(ta)們的(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)速(su)(su)度(du)各不相同，其(qi)中最(zui)(zui)慢的(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)控制(zhi)了(le)酸性氣(qi)(qi)體(ti)與消(xiao)石(shi)灰(hui)(hui)(hui)反(fan)(fan)應(ying)速(su)(su)度(du).分(fen)別稱之(zhi)為氣(qi)(qi)膜擴(kuo)散(san)控制(zhi)、灰(hui)(hui)(hui)層擴(kuo)散(san)控制(zhi)、表面(mian)反(fan)(fan)應(ying)控制(zhi)。根據姚宇(yu)平[7]試驗結果.初期HC1與消(xiao)石(shi)灰(hui)(hui)(hui)的(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)服從灰(hui)(hui)(hui)層擴(kuo)散(san)控制(zhi).HC1通過(guo)粒(li)子(zi)(zi)中的(de)(de)(de)(de)微(wei)孔(kong)進(jin)(jin)人(ren)粒(li)子(zi)(zi)內部(bu)。但當(dang)反(fan)(fan)應(ying)進(jin)(jin)行到(dao)(dao)一定程(cheng)度(du)后.由(you)于反(fan)(fan)應(ying)生(sheng)成(cheng)物CaC1的(de)(de)(de)(de)摩爾體(ti)積(51.6cm3/no1)遠大于反(fan)(fan)應(ying)物Ca(OH)：的(de)(de)(de)(de)摩爾體(ti)(33.0cm3/mo1)，消(xiao)石(shi)灰(hui)(hui)(hui)粒(li)子(zi)(zi)表面(mian)已反(fan)(fan)應(ying)部(bu)分(fen)的(de)(de)(de)(de)體(ti)積膨脹.最(zui)(zui)后導致粒(li)子(zi)(zi)表層微(wei)孔(kong)全部(bu)堵塞(sai).使(shi)反(fan)(fan)應(ying)無法繼(ji)續進(jin)(jin)行。

通過(guo)飛(fei)灰(hui)的(de)循(xun)環使(shi)用.使(shi)消(xiao)石(shi)灰(hui)固(gu)(gu)體顆粒在循(xun)環過(guo)程(cheng)中已(yi)生(sheng)成(cheng)的(de)氯(lv)化鈣、硫酸鈣通過(guo)固(gu)(gu)一固(gu)(gu)間的(de)磨蝕(shi)，重(zhong)新(xin)露出反應(ying)物表面，繼續參與反應(ying)，提高了(le)消(xiao)石(shi)灰(hui)反應(ying)的(de)完全程(cheng)度.進一步(bu)提高了(le)消(xiao)石(shi)灰(hui)的(de)利(li)用率

2.2.2石灰(hui)的純度和粒(li)徑的影響

由表(biao)2可知.隨著(zhu)消石(shi)(shi)灰(hui)純度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)和粒(li)徑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)減小.消石(shi)(shi)灰(hui)利用率逐(zhu)步提(ti)高(gao).從39.5%提(ti)高(gao)到42.08%消石(shi)(shi)灰(hui)并不是(shi)一個密(mi)實(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單晶(jing)顆粒(li).而是(shi)在固體(ti)內(nei)部有(you)許(xu)多縱橫交錯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)、目孔徑和形狀不一的(de)(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)隙.這些空(kong)隙網絡為氣(qi)(qi)相反應物(wu)滲入固體(ti)內(nei)部和氣(qi)(qi)相生成物(wu)由許(xu)多細小的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)體(ti)所組成，所以(yi)在實(shi)體(ti)內(nei)部還存在許(xu)多晶(jing)間界面不同粒(li)徑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)消石(shi)(shi)灰(hui)其最終反應率之所以(yi)相差兩倍以(yi)上.與粒(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比表(biao)面積有(you)關.Yoon等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)試驗(yan)也(ye)證實(shi).在低溫干(gan)法煙氣(qi)(qi)脫硫工藝中，當吸收劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比表(biao)面積由10到50m2/g時，鈣利用率由12%變到45%。同時.消石(shi)(shi)灰(hui)純度也(ye)是(shi)個重要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響因素.需(xu)加(jia)強人廠石(shi)(shi)灰(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)監管和控制。

3結論

(1)酸(suan)性氣體中S0的(de)產(chan)生量較(jiao)HC1小(xiao)很多(duo)，小(xiao)幅度(du)調整運行工況(kuang).進脫(tuo)酸(suan)塔煙氣中酸(suan)性氣體的(de)含(han)量變化不大.且SO和HC1的(de)變化趨勢相(xiang)似。

(2)消石(shi)灰的(de)利(li)用(yong)率受消石(shi)灰純度(du)、粒徑和飛(fei)(fei)灰循環量(liang)影響。石(shi)灰純度(du)高、粒徑小則石(shi)灰利(li)用(yong)率高：飛(fei)(fei)灰的(de)循環量(liang)20%時，對(dui)提(ti)高消石(shi)灰的(de)利(li)用(yong)率最有(you)利(li)。