焚烧厂烟气净化系统设计说明书.pdf

1、 启东市天楹焚烧厂工程启东市天楹焚烧厂工程 2250t/d 垃圾焚烧炉 烟气净化系统烟气净化系统 设计说明书设计说明书 编号：2007YQ007SM 杭州新世纪能源环保工程股份有限公司 总则总则 循环流化床半干法烟气处理系统工艺主要以流化喷动床技术为基础，采用流化喷动床的运行方式，通过吸收剂在反应塔内多次的循环，使烟气中的 SO2，HCl 等酸性气体与吸收剂充分接触，从而大大的提高了吸收剂的利用率。并保证垃圾焚烧所产生的有机污染物的排放达到环保标准。本系统的与一般循环流化床半干法烟气处理系统相比较具有以下特点：1)增加预除尘设备，减小了布袋除尘器的负担，延长了布袋的使用寿命。2）两极减温系统，

2、满足变工况要求，调节性能强。独立的减温踏设计以及反应塔内的二次降温，不仅降低了烟气温度，使之既满足脱酸的要求，又满足了布袋除尘器入口温度的要求，同时减少了脱硫塔的粘壁积灰的可能性，增加了系统的可靠性。3）独特的脱硫反应塔以及返料系统的设计，增加了熟石灰的利用率，减少了石灰的用量。4）高效的布袋除尘设备，不仅保证粉尘达到并超过国家标准，并能实现对重金属以及二噁暎的去除。1 型号和名称：型号和名称：2007 YQ007 2250t/d 烟气净化设备 布置形式：室内布置（灰仓布置在室外）地点：启东天楹焚烧厂内 2 环境条件环境条件 2.1 气象条件：气象：年平均温度：15.2 绝对最高气温：39.3

3、 绝对最低温度：-8.2 年平均气压：1016.4 mbar 年平均风速：3.6m/s 常年主导风向：东风 地震基本烈度：7 度 场地类别：类 2.2 公用工程条件 除特别要求的设备、自控、电器外，均按以下条件 电源：380/220V10%，50Hz2%，三相，5 线/单相 接地电阻：4 压缩空气：表用压缩空气：7kg/cm2g（干燥、无油、无水）厂用压缩空气：7kg/cm2g 3 烟气净化系统的设计内容、组成及设计条件烟气净化系统的设计内容、组成及设计条件 3.1 设计工作范围及组成 余热锅炉出口的烟气通过烟道，进入尾气净化系统的减温塔、反应塔，与喷入的熟石灰及冷却水充分混合，烟气温度被降低

4、，烟气中的 HCl、SO2与 Ca(OH)2中和反应后被去除。本尾气净化系统为循环流化床半干式烟气处理系统，布置在余热锅炉后部，主要组成及设计内容如下;减温塔：降低烟气温度，使之满足脱硫以及布袋入口的需要。反应塔（包括文丘里装置+流化床吸收塔）；即中和反应塔，焚烧炉出口的含酸性气体的烟气在此与熟石灰进行中和反应实现酸性气体的去除。烟道+预除尘器+返料；将一部分物料及未反应的熟石灰收集后，再返送至流化床吸收塔，形成物料循环。另外，作为布袋除尘器的预处理设备，减少布袋除尘器的负荷。布袋除尘器：除尘及清除二噁暎、重金属等 有害物质。减温附属设备：气力输送装置；灰库。熟石灰储存及输送设备：熟石灰仓；鼓

5、风机；输送器及气力输送管道等。活性炭储存及输送设备：活性炭仓；输送器及气力输送管道等。电气控制系统（PLC+上位机）。3.2 在烟气净化装置系统中不包括下列设备 烟气净化系统缓冲水箱接入点前的管线及阀门 烟气净化系统压缩空气接入点前的管线及阀门 烟气净化系统排污接出点的管线及阀门 从中控室至配电房的动力电缆、控制电缆 工厂建筑物设计、施工 基础板下的地基和水泥浇注 性能实验用的化学材料 运行实验用的电力和供水 3.3 设备运行的设计条件：垃圾处理量：250 吨/天；二台 垃圾成分表：应用基成份 低位热值（KJ/kg）C(%)H(%)N(%)S(%)O(%)灰 分（%）水分（%）设计点 6800

6、 20.2 2.4 0.54 0.34 11.52 19 46 最低 4186 15.35 2.3 0.50 0.03 9.0 17.52 54.99 烟气净化系统入口的烟气量和成分（单台）序号 项目 正常工况（100%负荷）1 烟气量（Nm3/h）4.493103 2 烟气温度（）200230 3 灰份(g/Nm3)25 4 粉尘颗粒（um）0150 5 H2O（容积份额）11.7215.57 6 O2(容积份额)8.229.51 7 CO2(容积份额)9.8610.31 8 HCl(mg/Nm3)1500 9 SO2(mg/Nm3)500 10 Hg+Cd+Cu+As+Sb(mg/Nm3)

7、100 4 原材料的化学成分及特性原材料的化学成分及特性 熟石灰（Ca(OH)2）原始熟石灰粉的化学成分按以下要求（分析标准采用 ASTMC25生石灰、熟石灰、石石灰的化学分析方法）Ca(OH)2纯度：90%熟石灰粉（Ca(OH)2）的粒度：5um 按 ASTME11 实验用丝筛规格)粒度：325 目 比表面积（BET）:20 m2/g 活性炭 比表面积（BET）:700900 m2/g 原材料：煤、泥灰、褐煤等（原材料不能用木材）水份：2%（max）；灰份：8%（max）颗粒度：D50=1020um,200 目 100%通过。着火温度：500 水质要求：采用工业水;pH：69；总硬度：294

8、mg/L 其它符合生活饮用水要求 5 5 技术性能指标：技术性能指标：烟气净化系统出口污染物的最大浓度（标准工况下干烟气，即 273.15，101.3Pa(A)，换算成 O2容积占 11%）序号 条款 单位 数值 备注 A1 SO2 mg/Nm3 100 HCl mg/Nm3 50 Hg mg/Nm3 0.2 Cd mg/Nm3 0.1 Pb mg/Nm3 1.6 二噁暎类 mg/Nm3 0.1 A2 从仓顶过虑器和所有储仓的排气管排出的气体中最大的灰尘浓度为 mg/Nm3 80 A3 最大噪音水平（1 米距离无背景噪音）dB(A)85 A4 粉尘浓度 mg/Nm3 50 6 烟气净化系统设计

9、原理简述烟气净化系统设计原理简述 6.1 总述 本烟气处理工艺是在传统的半干法工艺的基础上开发的新一代半干法工艺，其特点是在反应器内应用流化喷动床技术，使反应物料在反应器及分离器之间多次循环，大大的增强反应过程中的传质和传热，从而使石灰的消耗量降低到最小的程度。烟气净化系统是整条垃圾处理线的一部分，按照其功能可分为：烟气净化系统；熟石灰接收、存储、喷射系统；降温系统（也既供水系统）；活性炭接收存储、喷射系统，以及副产品、飞灰输送储存系统。6.2 工艺流程 从垃圾焚烧设备尾部排出的含酸性物质的烟气进入减温塔的底部，在减温塔入口处，设有特殊的烟气分配装置，使进入冷却塔的烟气均匀地与减温水混合，烟气

10、冷却并增湿。经过降温后的烟气温度大约在 160，减温后的烟气进入反应塔底部，与喷入的熟石灰粉充分混合，在此进行脱酸反应，另外，为增加烟气湿度以及变工况需要。此外，熟石灰和返料箱返回的还具有反应性的循环干燥副产品相混合，进一步进行脱酸。在反应塔内，熟石灰被文丘里反应器出口的高减温塔 中和反应塔 预除尘器返料装置 布袋除尘器 烟气净化系统 副产品、飞灰输送储存系统 供水系统 熟石灰接收、存储、喷射 活性炭接收、存储、喷射 速烟气吹散，附着在床内流动的物料表面上，显著增大了熟石灰粉反应表面积，使熟石灰和烟气中的酸性组分充分接触反应，使之被吸收和中和。同时由于高浓度的干燥循环物料的强烈湍流和适当的温度

11、，反应器内表面保持干净，没有物料沉积。经过脱酸的烟气经过烟道进入第二级预除尘器后，再将部分飞灰以及大颗粒的未反应的熟石灰分离下来，分离下来的物料进入反应塔文丘里上部的扩散段，与烟气再进行反应。使熟石灰能够重复利用，减少中和剂的用量。经预除尘器除尘后的烟气进入布袋除尘器除尘后实现达标排放。在焚烧各种废料过程中产生的二噁暎、重金属通过在反应塔中高浓度的再循环物料和熟石灰的表面以及在反应器后和布袋除尘器前的烟道中喷入的活性炭经布袋除尘器被吸附去除。6.3 工作原理及设备介绍 1）反应原理 在反应塔及布袋除尘器内，消除酸性成分的最终反应化学方程式如下：SO2+Ca(OH)2+H2O=Ca SO3+2

12、H2O 2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2 H2O 2 HF+Ca(OH)2=CaF2+2 H2O 去除二噁暎以及重金属的原理如下：二噁暎为毒性极强的污染物、熔点较高、没有极性、难溶于水，在强酸碱中能够保持稳定。另外，随着氯化程度的增强，二噁暎的增长有加大的趋势。本装置是依靠添加比表面积较大的活性炭来吸附二噁暎以及重金属，使其达到国家标准。2）脱硫系统的工作原理 含有废物颗粒、残留石灰和飞灰的固体物在反应器后的与除尘器内分离并循环于反应器。由于固体物的循环物料中还能部分反应，即循环石灰的未反应部分还能与烟气中的酸性物质反应，正常情况下，象这样的石灰循环在从系统中导出之前重复多次，因此利用

13、率很高，相应地石灰耗量很少。于是，通过循环使石灰的利用率提高到最大。喷射的熟石灰与烟气中的酸性气体中和后的副产品与锅炉飞灰一起，在与除尘器内和反应器间循环。因此，新鲜熟石灰粉与酸性烟气能保持较大的反应表面。单独设置的减温塔以及一定高度的反应塔提供了恰当的化学中和反应时间和水份蒸发吸热时间，同时由于高浓度的干燥循环物料的强烈的湍流作用和适当的温度，反应器内表面保持干净且没有沉积物，这也是本工艺的特点之一。最后产生的工艺副产品与飞灰进入灰库。冷却水通过一水泵经雾化喷嘴将水喷入减温塔，通过调节水量，以使维持处理烟气中所需的温度，该温度必须尽可能低，因为烟气中吸收酸性成分的能力是随温度的降低而增加的。

14、但反过来，太低的温度将增强减温塔中飞灰的粘结趋势。兼顾这两种趋势，一般将烟气温度控制在酸露点以上 1020。本系统中我们将其控制在 105160左右。用于降温雾化的喷嘴的材料为特种合金钢，它非常坚固耐磨，在烟气处理喷雾干燥系统和水煤浆锅炉的喷嘴中广泛地被采用。喷嘴的更换非常方便，可以在不停机的情况下快速更换。3）流态化的基本原理 将一定重量的物料放入一个容器内，容器的下部设置有布风板，布风板上布置有风帽。以托住物料不会落下来。我们将空气在没有床料时的空截面流速定义为速度 U。空气从下部送入，速度 U 在某一值以前，气速增加，床层阻力也增加，这一阶段称为固定床。在固定床阶段，固体颗粒在风板上静止

15、不动，床层高度亦无变化，气流穿过颗粒间隙流过整个物料层。当速度 U 增加到某一数值以后，气流作用在固体颗粒的向上阻力和颗粒在气体中受到的浮力之和恰等于颗粒重量，于是颗粒开始漂浮运动，粒子之间的距离开始分离以减小阻力，床层高度稍许膨胀。这时床层处于流化状态，而开始流化时所对应的速度 U 称为临界流化速度 Umf。从进入流化状态开始，物料的掺混非常剧烈，温度均匀。气速增加，床层膨胀高度持续增加，固体颗粒的运动亦愈加剧烈，但整个床层阻力基本保持不变。同时该气体固体流化系统显现许多类似流体的特征，故称为流化床。进入流化床的气体，部分以气泡形式穿过床层，其余部分则从颗粒间隙流过。当气速再增加时，气泡和固

16、体粒子的运动都很剧烈。如气速再进一步增加，流化床上界面亦完全不存在，只是床的下部颗粒浓度大，称为密相区，床的上部固体粒子浓度小，称为稀相区。许多较小的颗粒被气流所夹带，飞出床外，颗粒与气流之间的相对滑动速度增加。当气流再高时，床层则进入快速床阶段。这时床内颗粒被气流带走量急剧增加，气固剧烈搅动，强烈返混。如在上部容器的出口设置一个旋风分离器，被烟气夹带的颗粒经过旋风分离器捕集下来重新送入容器内，则构成循环体系，称之为循环流化床。在快速床之后再增大气速，所有固体颗粒均被带出，此即为气力输送阶段。布风板有多种的形式，钢板上密排风帽是一种常见的形式，如果物料均匀，粒度尺寸基本一定，则可以采用喷动床形式，这在化工领域经常用到。本垃圾焚烧炉烟气处理装置即采用喷动床形式，其原理见图，从焚烧炉出口的烟气从反应塔下部进入，此时，烟气的流动速度为 U1，烟气向上走进入一个文丘里的喉口阶段，烟气速度增加为 U2。4）反应塔的工作原理及技术特点 1 设备规格及工作原理 烟气经冷却塔一次降温后，进入吸收塔底部，先进入喷动床的喉口部分，然后进入上部筒体，烟气中的吸收剂和喷进出的熟石灰粉不断的进行翻滚、掺混，一部