垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)煙氣干法脫酸系統溫度的控制

通過(guò)對垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)煙氣露點(diǎn)和近絕熱飽和溫度的研究,計算出脫酸反應的最佳溫度.同時(shí),在垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)的實(shí)際運行中進(jìn)行操作溫度對脫酸效率的影響實(shí)驗,要在保證脫酸效率的同時(shí),避免設備的結露腐蝕。
1引言

垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)煙氣脫酸工藝的主要目的是去除煙氣中的HCl和SO2等酸性氣體。目前煙氣脫酸工藝形式較多，按其系統中是否有廢水排出，可分為濕法、半干法和干法三種。干法脫酸系統由急冷塔、袋式除塵器和堿性脫酸劑系統構成，工藝流程為：來(lái)自垃圾焚燒爐鍋出口煙道的煙氣由急冷塔上部進(jìn)氣口進(jìn)入塔內，經(jīng)過(guò)噴水霧化降溫，使煙氣溫度快速下降，再由急冷塔下部側面排氣口，通過(guò)煙道進(jìn)入袋式除塵器。堿性脫酸劑通過(guò)羅茨風(fēng)機送至煙管內，煙氣中含有的酸性物質(zhì)在煙道和除塵器內與脫酸劑發(fā)生脫酸反應，反應產(chǎn)物被除塵器過(guò)濾捕集。干法脫酸工藝中的脫酸效率與鈣硫比、鈣氯比、煙氣溫度和濕度等因素有關(guān)。本文對影響脫酸效率的煙氣溫度這一因素進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。
2煙氣溫度的理論分析

煙氣溫度對整個(gè)煙氣凈化系統非常重要。在干法脫酸工藝中，主要通過(guò)調節急冷塔內的噴水量控制煙氣溫度。僅考慮脫酸效果的話(huà)，噴水量越大，煙氣溫度越低越好。但是噴水量大，脫酸系統的急冷塔、除塵器、管道以及輸送等設備容易發(fā)生濕壁和結垢，除塵器內的布袋容易發(fā)生結露，影響系統正常運行和設備的使用壽命。

2.1近絕熱飽和溫度

煙氣中的酸性氣體與Ca(OH)2的反應為放熱反應，因此煙氣溫度越低越有利于脫酸反應的發(fā)生。其理想值為絕熱飽和溫度，即濕空氣絕熱降溫增濕至飽和時(shí)的溫度。但同時(shí)煙氣溫度又要保證高于露點(diǎn)，以防止設備和煙道發(fā)生腐蝕與濕壁。露點(diǎn)溫度是濕空氣等冷卻至飽和時(shí)的溫度。絕熱飽和溫度高于露點(diǎn)溫度，兩者間的溫度差即為近絕熱飽和溫度AAST。在運行的過(guò)程中AAST的選取直接影響脫酸效率和裝置的運行穩定性。有研究表明，絕熱飽和溫度溫差越小，相對濕度越大，水分吸附平衡量越大，由單分子層吸附量換算成的分子層數就越多，脫酸率就越大。脫酸率隨水分子層數的增加近似呈線(xiàn)性增長(cháng)的關(guān)系。當溫差從18K降到11K，脫酸效率增加30%，溫差越低，脫酸效率越高。當AAST很小時(shí)，脫酸效率增幅變大，脫酸效率與AAST呈指數關(guān)系。因此，AAST低，意味著(zhù)塔內噴水量大，煙氣溫度低，脫酸效率高。
3煙氣溫度對脫酸效率影響的實(shí)驗

通過(guò)在某垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)煙氣脫酸工藝的現場(chǎng)研究，進(jìn)行了煙氣反應溫度對脫酸效率的影響試驗。該電廠(chǎng)的煙氣露點(diǎn)溫度約為129℃，波動(dòng)不大。選擇近絕熱飽和溫度AAST為11K，則最佳脫酸溫度為140℃。從工程控制角度來(lái)說(shuō)，以急冷塔出口煙氣溫度為控制參數。煙氣從急冷塔出口經(jīng)過(guò)一段風(fēng)管后再與脫酸劑發(fā)生反應，此過(guò)程中管道散熱，因此急冷塔出口溫度需略高于發(fā)生脫酸反應溫度，取值145℃。

實(shí)驗方案：以急冷塔出口煙氣溫度為變動(dòng)量，采用TESTO煙氣分析儀在脫酸系統入口和出口對HCl和SO2濃度進(jìn)行采樣，分析溫度的變化對HCl和SO2去除率的影響。急冷塔出口煙氣溫度通過(guò)噴水量進(jìn)行調節，脫酸劑的投入量保持不變。在采樣過(guò)程中，盡量保證急冷塔入口煙氣中的HCL和SO2含量大致相同，以減少其他因素對試驗結果的影響。
急冷塔出口的溫度越低，脫酸效率越高。通過(guò)降溫措施，SO2去除率最高只能達到85%左右，溫度達到150℃后，再進(jìn)行降溫，對SO2去除率的影響不大。而對HCl言，隨著(zhù)溫度的降低，其去除率可以不斷提高。根據排放濃度來(lái)看，溫度控制在160℃以下，HCl和SO2的排放指標可以達到歐盟2000標準。同時(shí)，除塵器和管道會(huì )造成15℃左右的溫降，為防止煙氣到達除塵器及除塵器后的風(fēng)機時(shí)，煙氣溫度已降至露點(diǎn)溫度以下而導致設備腐蝕問(wèn)題，因此急冷塔出口的煙氣溫度最好控制在150℃~160℃。

4結論

垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)由于垃圾成分、鍋爐類(lèi)型、脫酸工藝的不同，其脫酸工藝中溫度的控制也不盡相同，因此對于各個(gè)垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)的脫酸溫度必須進(jìn)行單獨研究。通過(guò)理論計算以及現場(chǎng)的調試，使急冷塔出口煙氣溫度能夠保證煙氣排放指標，也能夠避免后續設備的結露腐蝕，保證系統的連續運行。

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