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1、56 烟气净化系统0819要点5.6烟气净化系统5.6.1 系统工艺流程及技术特点5.6.1.1 系统工艺流程烟气处理系统安装在主厂房烟气处理间内，布置在余热锅炉后部。主要由石灰储存及石灰浆制备系统、旋转喷雾反应塔（反应吸收塔、旋转喷雾器及钢结构等组成）、反应生成物输送装置、袋式除尘器、活性碳储存及喷射装置、工艺水系统等组成。烟气处理系统的工艺流程简述如下：余热锅炉出口的烟气温度为180190，通过烟道进入旋转喷雾反应塔的上部，烟气在进入旋转喷雾反应塔后，与由高速旋转喷雾器喷入的Ca(OH)2浆液进行充分的混合，烟气中的SOx、HCl等酸性气体与Ca(OH)2进行中和反应后被去除，同时，烟气温

2、度被进一步降低到160，经过处理的烟气在旋转喷雾反应塔的下部通过连接烟道进入袋式除尘器。从反应塔出来后，烟气冷却至约160然后进入袋式除尘器。在袋式除尘器和反应塔之间的烟道上设有碳酸氢钠喷射装置和活性炭喷射装置，喷射出来的消石灰粉末与烟气中的酸性气体发生中和反应，确保任何时刻酸性气体排放达标。在烟道中的活性炭喷射装置则喷射出大量的粉末活性炭，可高效吸附烟气中的重金属类和二恶英类物质。由于袋式除尘器的滤袋纤维表面附有一层从烟气中捕捉下来的未反应的Ca(OH)2粉末、碳酸氢钠粉末以及活性炭粉末，还可进一步去除烟气中的酸性气体、二恶英与重金属。经袋式除尘器排出的烟气则为洁净烟气，通过引风机经100

3、m高的烟囱排入大气。在引风机出口合适的位置设有烟气在线监测的测点，在线监测(1)烟气流量(2)烟气温度、(3)烟气压力、(4)烟气湿度、(5)烟气含氧量、(6)CO浓度、(7)烟尘浓度、(8)HCl浓度、(9)HF浓度、(10)SOX浓度、(11) NOx、(12) CO2浓度浓度。设立远程数据接口，接受环保监测部门24h的随机监测。本项目所采用的半干法和干法工艺，投标人在已建成的垃圾焚烧厂中已有烟气净化系统成功的运行经验。烟气处理系统的除酸原理为一中和反应，其反应方程式如下：Ca(OH)2 2HCl CaCl2 2H2OCa(OH)2 SO2 1/2O2 CaSO4 H2ONaHCO3 HC

4、l NaCl H2O CO22NaHCO3 SO2 1/2O2 Na2SO4 H2O 2CO25.6.1.2 系统特点（1）采用成熟的半干法作为烟气处理的基本工艺，相对湿法工艺占地面积小，投资少，没有污水排放。（2）在半干法的基础上增加干法工艺，进一步去除酸性气体，且干法选用碳酸氢钠作为吸附剂，较石灰具有更高的酸性气体去除效果。（3）在采用喷入活性碳去除二恶英和重金属的基础上，袋式除尘器的滤袋材质选用世界上先进的催化滤料，二恶英的去除率提高90%以上。（4）增设一套SNCR工艺系统，确保排放烟气中的NOx浓度低于200mg/Nm3。5.6.1.3 系统设计参数及性能指标表5.6-1 烟气净化系

5、统技术性能参数表项 目单位GB18485欧盟92济南招标要求欧盟2000本项目承诺值烟尘mg/Nm38030301010烟气黑度林格曼级1111COmg/Nm31501001005050NOXmg/Nm3400300200200SOxmg/Nm32603002605050HClmg/Nm37550501010HFmg/Nm322211Hgmg/Nm30.20.10.10.050.05Cdmg/Nm30.10.10.10.050.05Pbmg/Nm31.61.6Pb+Cr等其他重金属 0.5Pb+Cr等其他重金属 0.5其他重金属mg/Nm36As+Nimg/Nm31.0TOC20无1010二恶

6、英ng-TEQ/Nm31.00.10.10.10.1注：1）本表规定的各项标准限值，均以标准状态下含11%O2的干烟气为参考值换算。2）烟气最高黑度时间，在任何1h内累计不得超过5min。3）GB18485-2001中HCl、SOx、NOx、CO为小时均值，其余污染物均为测定均值。4）EU2000/76/EEC中Hg、Cd+Tl、Pb+Cr等其他重金属、二恶英类为测定均值。5.6.1.4 干法选用碳酸氢钠的说明投标人对本项目的烟气排放拟采用欧盟2000标准。在除酸工艺的选择上，除选用通常的半干法工艺外，还增加了干法工艺，而且，干法工艺不选用常规的消石灰而选用除酸效率更高的碳酸氢钠（NaHCO3

7、）作为除酸药剂，以确保达标排放。采用NaHCO3的优点是反应速度快、除酸效率高、产生的飞灰量少，缺点是运营成本较高。而采用Ca(OH)2正好相反。垃圾焚烧厂中碳酸氢钠干法脱酸工艺是随着烟气排放标准的提高首先在欧洲得到应用的，目前在法国有超过13个焚烧厂的应用业绩，在意大利有超过35个焚烧厂的应用业绩。另外，这种工艺在西班牙、葡萄牙、美国、德国和瑞士等国也得到了普遍应用。另外，国内的上海江桥生活垃圾焚烧厂技改工程也拟增设以NaHCO3作为除酸药剂的干法工艺，使改造后的酸性气体排放指标达到欧盟2000标准，该技改工程的可行性研究报告已通过专家评审。根据发达国家实际运行经验，这两种药剂去除烟气中的H

8、Cl、SO2的实际测试结果见图5.6-1和图5.6-2。由图5.6-1可知：（1） Ca(OH)2对酸性气体的去除效率与烟气的温度有关，在相同当量比情况下，适当降低烟气温度，HCl、SO2的去除率可达95%以上；（2） 在Ca(OH)2喷入当量比达到3以上，HCl、SO2的去除率随当量比的增加不再提高。这说明受自身化学反应活性限制，当烟气中的HCl、SO2浓度降低至一定数值时，Ca(OH)2已不能继续中和烟气中的酸性气体。由图1可以看出，当Ca(OH)2的当量比达到3，在150时，可以将烟气中的HCl、SO2浓度分别降至15mg/Nm3、25mg/Nm3左右。SO2可以达到EU2000标准，但

9、HCl达不到EU2000标准。从图5.6-2可知：（1） NaHCO3对HCl、SOx的去除效率基本不受烟气温度的影响；（2） 当NaHCO3当量比超过1时，HCl的去除率达到90%，SO2的去除率达到85%；当量比超过1.5时，HCl去除率接近100%，SO2的去除率可达95%以上。图5.6-1日本某焚烧厂采用干法喷消石灰的HCl和SO2去除率实测值图5.6-2日本某焚烧厂采用干法喷射碳酸氢钠的HCl和SO2去除率实测值5.6.2 石灰浆制备系统5.6.2.1 系统概述本系统由石灰储仓、石灰浆制备槽、石灰浆分配槽及石灰浆泵等设备组成，共设两套完整的石灰浆制备系统，一套运行，一套备用。本系统以

10、消石灰为原料，石灰贮仓至少应贮存四台焚烧炉在MCR条件下运行7天所需的消石灰消耗量。石灰由罐车运送至厂，通过罐车自带的气力输送系统送入石灰贮仓。5.6.2.2 系统组成1）石灰贮仓 2）压缩空气喷入装置 3）破拱装置 4）隔离阀 5）仓顶除尘器 6）定量给料机和电动机 7）石灰浆配置槽 8）石灰浆泵和电动机 9）管路系统 10）控制阀门及仪表 11）料位计 12）配件 13）槽车进料连接装置 5.6.2.3 主要设备选型1）石灰贮仓 形式 圆筒立式，下部圆锥式 数量 2台 容量 100 m3 (2台总共按7天的需要量) 主要部分的材质 碳素钢 2）石灰定量给料装置 形式 盘式给料机 数量 2

11、台 能力(每一台) 4.1 m3/h 电动机功率 2.0 kW 主要部分的材质 碳素钢 3）石灰浆配置槽 数量 2 台 容量 6.4 m3 主要材质 碳素钢 搅拌机 2.0 kW 4）石灰浆分配槽 数量 2 台 容量 8.0 m3 主要材质 碳素钢 搅拌机 2.0 kW 5）石灰浆泵 形式 石灰浆泵 数量 5 台 能力(每一台) 20.8 m3/h 扬程 43 m 电动机功率 7.5 kW 6）石灰浆的流量测量装置 连续测定式 5.6.3 旋转喷雾反应塔本装置由反应吸收塔、旋转喷雾器及钢结构等组成。烟气从反应塔上部进入，下部排出。高速旋转喷雾器安装在反应塔的顶部。排出后的烟气进入袋式除尘器。旋

12、转喷雾器由下列部件组成，旋转喷雾器组成及结构见图5.6-1及图5.6-2。冷却和密封装置图5.6-1 旋转喷雾器组成雾化盘支承环图5.6-2 旋转喷雾器结构5.6.3.1 部件说明 驱动电动机驱动电动机由换向器控制至所需的转速。设定的电动机最大转速约为3,000rpm。驱动电动机的输出功率通过联轴器传输至高速转动轴。 高速转动轴这种高速转动装置的转轴由行星滚柱系统组成。高速转动轴转速增大并传输至圆盘。圆盘的最大转速为12,000rpm。 高速转动装置的润滑润滑对喷雾器正常运行非常重要。喷雾器的正常运行依靠强制润滑系统维持，以便在行星滚柱和中心滚柱之间保持良好的牵引膜和润滑。 高速转动轴内部为强

13、制润滑为防止缺乏润滑油，温度升高异常和/或其它事故，装有润滑油温度开关和润滑油流量开关。润滑装置包括油泵，油冷却器，油过滤器，表计以及开关。 喷雾器更换装置喷雾器更换装置安装在反应塔的顶部，喷雾器通过该装置可以非常容易地进行更换。5.6.3.2 旋转喷雾器的特点 驱动电动机、高速转动轴和雾化盘为立式装配。驱动电动机装在喷雾器的顶部以防受热。 驱动电动机通过行星滚柱和中心滚柱之间的润滑膜传递输出功率。高速转动轴的摩擦零件很少，转动灵活，因此使用寿命很长。 喷雾器通过保护装置防止过载、润滑油温度过高以及油流量过低。 通过换向器很容易改变驱动电动机的转速。 这种旋转喷雾器可以喷射大量的石灰浆，所有需

14、要的石灰浆仅需由一台喷雾器即可完成。5.6.3.3 反应吸收塔的技术参数表5.6-2 反应吸收塔的技术参数项 目单 位数 据入口烟气流量（设计值）Nm3/h84,290外形尺寸（直径高度）m7.2H14.3塔体材料碳钢入口石灰浆流量（MCR）kg/h1,462石灰浆中石灰重量含量%15石灰粉纯度(Ca(OH2) 含量)%94%石灰粉细度 m44每小时消耗石灰粉量（MCR）kg/h126入口烟气温度C190出口烟气温度C160出口烟气含湿量%23洗涤塔内烟气流速m/s13烟气压降Pa 1,000旋转雾化器驱动电机转速r/min3,000雾化轮最大设计转速r/min12,000喷嘴材料陶瓷5.6.

15、3.4 反应生成物输送装置喷雾反应塔和袋式除尘器中收集的干燥反应产物及飞灰将由输送机械输送到反应生成物贮仓（灰仓）。贮仓配备了定量卸料机构，其卸料能力为6t/h（干燥）；反应产物输送到飞灰处理站，经稳定化处理后，送至指定填埋场处置。5.6.4 袋式除尘器5.6.4.1 设备的组成及工作原理袋式除尘器选用脉冲式除尘器，离线清灰，适用于垃圾焚烧产生的高温、高湿及腐蚀性强的含尘烟气处理，将烟气中的粉尘除去，使烟气达到排放要求。该袋式除尘器配有圆形笼架，布袋垂直悬挂。灰尘滤饼积累在布袋的外侧，布袋定期地通过脉冲压缩空气从布袋的清洁侧喷入布袋，一列列地吹扫。吹扫出的灰尘掉到灰斗中，通过输送系统送出。袋式

16、除尘器分隔成6个仓室，在维护时，可通过隔离仓室更换故障布袋，此时其它仓室正常运行。袋式除尘器灰斗带有电加热器，以防止灰结块粘附在灰斗壁上，确保顺利、可靠地排灰。袋式除尘器带有旁路烟道和挡板装置及热风预热循环装置，通过自动控制系统调控，在起动和事故状态下保护除尘器。主要部件如脉冲阀、PLC、滤袋等采用进口产品，确保除尘器的正常运行和良好的可靠性。由于本除尘器选用了具有去除二恶英性能的进口催化滤料滤袋，使除尘效率、二恶英分解率、吸附剩余毒性污染物的能力、系统运行能耗和滤袋寿命等指标都达到世界先进的水平，并且可使除尘器在设备投资、运行和维护上所需要反映的综合技术经济性能等指标得到优化的实现。袋式除尘

17、器包括下列设备：主体、灰斗、布袋、笼架、维护和检修通道、每个仓室进出口烟道的隔离挡板、旁路烟道和挡板装置、灰斗加热、布袋清扫控制器和脉冲阀等。每台袋式除尘器由气密式焊接钢制壳体及分隔仓组成，每个隔离仓清灰时可与烟气流完全隔离。壳体及分隔仓的设计能承受系统内的最大压力差。支承结构采用钢结构。每个分隔仓都配备进口及出口隔离挡板。当一个隔离仓隔离时，能保持袋式除尘器正常工作。也就是说，当袋式除尘器在运行时，能在线更换分隔仓的滤袋。为此目的，配备足够的检查及维修门。袋式除尘器的顶部和烟气处理间的屋顶之间的间隙足够大，以便更换布袋时进行操作。在袋式除尘器的上部设置电动葫芦，以方便更换布袋和仓室检修。袋式

18、除尘器壳体、检修门及壳体上电气及机械连接孔的设计均能保证袋式除尘器的密封性能。为了达到良好均匀的烟气分布，预先考虑在烟道内部配备烟气均流装置。为了防止酸和或水的凝结，袋式除尘器将配备保温及伴热。保温层厚度足以避免器壁温度低于露点。为了防止灰及反应产物在袋式除尘器、输送系统以及设备的有关贮仓内搭桥和结块（比如料斗、阀门、管道等），这些设备的外壁均考虑采用加热系统。袋式除尘器的料斗采用电伴热。在起动和短期停止期间，启动烟气循环加热设备。该设备由挡板、烟道、再循环风机、电加热设备及必要的仪器和控制设备组成。在起动和短期关闭期间，关闭挡板，将袋式除尘器与主烟道隔离开来。袋式除尘器用循环热空气加热。温度

19、调节由电热器进行控制。调试期间料斗必须干燥保温以防止冷凝。因为一旦有冷凝液产生就会妨碍除灰的效果。灰尘料斗上配备成熟的灰拱破碎装置，该装置布置在每支灰斗的外壁上，作为永久设备，当袋式除尘器运行时，可以在灰斗下的平台上对其进行操作。灰斗下部配备了输送机、旋转阀和一只旋转密封阀。在保证烟气在布袋表面均匀分布上进行了特殊的考虑。袋式除尘器包括支架及附件，其设计保证能有效地清洁烟气，并具有长期的使用寿命。清扫系统经优化设计以保证除尘器除尘效率高、压降低、寿命长。清洁滤袋（即压缩空气脉冲系统）将使用仪表用压缩空气。压缩空气的性质应确保过滤介质内不会出现阻塞或结块。5.6.4.2 滤袋材质的选取袋式除尘器

20、能否达到预期的除尘效果，关键是袋式除尘设备上所选用的滤料品质。目前，袋式除尘器采用的过滤技术主要有二类：薄膜滤料的“表面过滤”和通滤料的“深层过滤”。在“表面过滤”的薄膜滤料以前，袋式除尘器只能采用“深层过滤”的滤料实现过滤。所谓“深层过滤”就是利用滤料上形成的粉尘层来达到过滤粉尘的目的。一般将滤料上初次形成的能起过滤作用的粉尘层称之为“初次粉尘层”。随着过滤的继续，粉尘层的逐渐加厚，除尘器的运行阻力就会增加。这时候，不同样式的除尘器就会各自利用自己的清灰方式（振打、反吹风和脉冲等）清除滤料上的粉尘，以降低运行阻力，保证除尘器的持续工作。当然，清灰既要避免对“初次粉尘层”的破坏，以保证除尘器具

21、有尽可能高的除尘效率；又要尽可能地去除不断积厚的粉尘，以保证除尘器具有较低的运行阻力。对普通滤料来说，这是一对难以控制和解决的矛盾。并且，随着过滤的进行，粉尘还会顺气流的压力不断渗入普通滤料中间，或导致粉尘排放，或导致阻力增加。滤袋运行阻力的增加不但会使处理风量下降、风机运行能耗增加，而且还使滤袋的工作寿命大大缩短。因此也就不难理解什么才是品质优良的滤料。即：不但能截留含尘气流中的全部粉尘，而且能在不增加运行阻力的情况下保证气流的最大通量。薄膜滤料就是这样一种过滤介质，介质的过滤表面是一层多微孔、极光滑的聚四氟乙烯薄膜。由于薄膜的纤维组织极为细密，能使粉尘粒子无法“穿越”薄膜而使粉尘排放量接近

22、于零的水平；由于薄膜本身具有不粘尘、憎水和化学性能稳定，因此清灰性能极佳，结果使过滤工作压降始终保持在很低的水平，空气流量始终保持在较高的水平。尤其在布袋进行防酸处理，即使在气体湿度较大的情况下，薄膜滤料优越性能尤为明显。综上所述，薄膜滤料不但过滤效率高，而且能在滤袋表面不断创造“两次吸附反应”效果。如果选用普通滤料，则由于深层过滤所形成的“初始粉尘层”不可能清除干净，也就无法被“新鲜”的吸附材料不断补充，“两次吸附反应”的效果会变得几乎没有。因此，本项目的袋式除尘器的滤料拟选用该薄膜滤料，滤袋材质为进口玻纤覆膜滤袋。5.6.4.3 袋式除尘器特点本袋式除尘器具有下列显著特点：1）采用低压脉冲

23、清灰，吹灰用压缩空气的压力为0.250.35MPa，减少了滤袋的磨损，提高了滤袋的使用寿命。2）除尘效率高，可达99.7%以上，清洁滤袋附着粉尘初层后出口排尘浓度可达10mg/Nm3以下；3）运行阻力低，1500Pa；4）采用进口催化滤料，耐温可达260，并有良好的去除二恶英、耐酸、抗氧化性能；5）滤袋寿命长，正常使用情况下可达5年以上；6）运行稳定可靠，确保排放达标；7）可实现离线清灰，清灰间隔长，压缩空气耗量低。5.6.4.4 袋式除尘器性能参数袋式除尘器性能参数请参见表5.6-3。表5.6-3 袋式除尘器性能参数表序号名称单位数值1滤袋过滤风速m/min1.02布袋面积m22,7223系

24、统工作阻力Pa1,5004系统最大阻力(超负荷时)Pa2,0006压缩空气流量Nm3/min1.927压缩空气压力MPa0.250.358喷吹间隔（定时喷吹，有利于空压机安全工作）min160分钟可调9脉冲间隔s510最大排灰量t/h0.312耐温25013原始排尘浓度g/m3514排尘浓度mg/m32515漏风率%216除尘效率%99.7%17二恶英%90%5.6.5 活性碳喷射装置5.6.5.1 系统概述活性碳通过气力喷射直接加至反应吸收塔与袋式除尘器之间的烟道中，在烟道中活性碳与烟气充分混合，活性碳具有极大的比表面面积，可吸附烟气中的二恶英、汞等重金属，使烟气排放达到标准。由于除尘器采用

25、了进口的催化滤料，对二恶英具有高效率的分解作用，因此可适当减少活性碳的喷射量，或作为在线备用，以减少危险废物（飞灰）的产生量。本装置由活性碳储仓、盘式给料机、防堵装置和喷射鼓风机等组成。本装置的二恶英吸附效率在90%以上。吸附二恶英后的活性碳和烟尘一起被后续袋式除尘器除去，净化后的烟气中二恶英浓度满足本项目的环保要求。全年约需活性碳140t，粉末活性碳要求如表5.6-4。表5.6-4 粉末活性碳特性参数指 标单 位数 值碘吸附值mg/g900四氯化碳吸附率%50比表面积m2/g1000干燥减量%10粒度目200通过90%灼烧残量%18堆积比重g/l480-5505.6.5.2 主要设备选型1）

26、活性碳贮仓 形式 槽体为圆筒立式，下部圆锥 数量 1 台 容量 8m3 (按10天的需要量) 主要材质 碳素钢 2）活性碳定量给料装置 形式 盘式给料机（4个供料口） 数量 1 台 能力(每1个供料口) 20 L/h 电动机功率 0.2 kW 主要部分的材质 碳素钢 搅拌机 0.75 kW 3）活性碳喷射风机 形式 罗茨式鼓风机 数量 5台 (4用1备) 能力(每一台) 200 m3/h 吐出压力 22.5 kPa 电动机功率 3.7 kW 5.6.5.3 系统设备组成 1）活性碳贮仓 包括：顶部袋式除尘器、钢结构、滑阀、料位计、测温元件、平台等。2）贮仓顶部装料葫芦 3）出料、定量给料机 包

27、括：破拱装置、排气管、支撑钢结构、旋转出料阀、滑阀、料位计、平台等。 4）喷射风机 5）喷射装置 6）活性碳干粉输送风道 7）电器设备 8）N2保护系统 5.6.6 碳酸氢钠喷射装置5.6.6.1 系统概述碳酸氢钠通过气力喷射直接加至反应吸收塔与袋式除尘器之间的烟道中，在烟道中碳酸氢钠与烟气充分混合，进一步去除烟气中的酸性气体，确保烟气排放达到标准。本装置由碳酸氢钠储仓、盘式给料机、防堵装置和喷射鼓风机等组成。本装置的二恶英吸附效率在90%以上。吸附二恶英后的活性碳和烟尘一起被后续袋式除尘器除去，净化后的烟气中二恶英浓度满足本项目的环保要求。全年约需碳酸氢钠800t，碳酸氢钠特性如表5.6-5

28、。表5.6-5碳酸氢钠的特性指 标 名 称指 标 值NaHCO3含量99%As含量0.0001%重金属含量0.0005%干燥失重0.2%铵盐通过实验澄清度通过实验5.6.6.2 主要设备选型1）碳酸氢钠贮仓 形式 圆筒立式，下部圆锥式 数量 2台 容量 25 m3 (2台总共按7天的需要量) 主要部分的材质 碳素钢 2）碳酸氢钠定量给料装置 形式 盘式给料机 数量 2 台 能力(每一台) 1.1 m3/h 电动机功率 1.0 kW 主要部分的材质 碳素钢 3）碳酸氢钠喷射风机 形式 罗茨式鼓风机 数量 5台 (4用1备) 能力(每一台) 250 m3/h 吐出压力 22.5 kPa 电动机功率 4.6 kW 5.6.6.3 系统设备组成 1）碳酸氢钠贮仓 包括：顶部除尘器、钢结构、滑阀、料位计、测温元件、平台等。2）贮仓顶部装料葫芦 3）出料、定量给料机 包括：破拱装置、排气管、支撑钢结构、旋转出料阀、滑阀、料位计、平台等。 4）喷射风机 5）喷射装置 6）碳酸氢钠输送风道 7）电器设备 8）N2保护系统 5.6.7 控制排放的措施实现自动控制，确保达标排放。控制系统由三个调节回路构成：1）第一个控制回路：通过出口烟气的温度测量来控制雾化反应塔给水量，确保烟气冷却到适当的温度，使其保持在露点温度以上的安全温度，以使石