SDA+SNCR工艺在垃圾发电焚烧烟气净化中的应用

  本文介绍了某垃圾焚烧发电烟气脱硫脱硝的工艺选择、技术原理、系统流程的工艺设计，通过一系列分析烟气数据，论述了钠基旋转喷雾干燥（SDA）脱硫法和低温选择性非催化还原（SNCR）脱硝工艺在垃圾发电焚烧烟气净化中的应用。二者结合能轻松实现垃圾焚烧发电烟气中二氧化硫和氮氧化物的协同脱除，保证烟气达标排放和系统稳定运行，进而为垃圾焚烧烟气净化相关工程实践提供参考。

  近年来，我们国家的经济持续稳定发展，同时垃圾数量也迅速增长。随着我们国家社会的发展和进步，不少城市已建设或者拟建设生活垃圾焚烧厂，采用垃圾燃烧发电的方法处理难以处理的垃圾，不但可以让垃圾变废为宝，而且实现了垃圾处理的无害化和资源化。

  垃圾焚烧烟气净化是垃圾发电项目的重要一环。目前，垃圾焚烧后产生的烟气中含有大量烟尘、HCl和 SO2等酸性气体、重金属以及有害于人体健康的物质二噁英等，烟气净化处理流程以脱酸系统和除尘系统的组合为主，最终实现烟气脱酸除尘的目的。

  根据我国《城市生活垃圾焚烧处理工程建设项目建设标准》和《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》（CJJ90-2009）的规定，拟采用半干法旋转喷雾干燥净化的工艺流程，同时配备机械旋转喷雾干燥脱酸反应塔外加活性炭吸附和布袋除尘装置。另外，采用选择性非催化还原法脱除烟气中的氮氧化物。

  本项目综合处理生活垃圾量 650 t/d，其中焚烧处理生活垃圾量为 530 t/d；协同处理市政污泥 50 t/d，其中焚烧处理污泥 20 t/d。配套建设 2×550 t/d 循环流化床垃圾焚烧处理线烟气净化系统设备。焚烧工艺为循环流化床锅炉，烟气参数如表 1 所示。

  根据项目实际基础数据，初步设计出的工艺流程为，烟气处理工艺为炉内 SNCR ＋静电除尘＋旋转喷雾半干法＋消石灰干法喷射＋活性炭喷射＋袋式除尘。工艺流程如图 1 所示。

  锅炉出口烟气进入静电除尘器，进行初步烟尘脱除。初步除尘后的烟气从脱硫反应塔顶部进入，同时石灰浆液经非常快速地旋转的雾化器均匀地喷入反应塔内。石灰浆与自下而上的烟气流中的 HCl、SOx、HF 等酸性气体进行反应。喷射的石灰浆液吸热蒸发并生成干燥粉末状反应物 CaCl2、CaF2、CaSO3及 CaSO4等。旋转喷雾脱硫后的烟气进入布袋除尘器，进一步脱除烟尘，并经烟囱排放。

  旋转喷雾干燥法脱硫工艺具有设备简单、投资和运行的成本低、占地面积小等优势，脱硫效率能保持在75% ～ 90%。喷雾干燥吸收法的烟气脱硫工艺简单，包括吸收剂浆液的制备、喷雾干燥吸收和布袋除尘三部分。

  未经处理的热烟气通过气体分布器进入喷雾干燥吸收塔，与微小的石灰浆液滴接触。烟气中的酸性组分迅速被细小的碱性液滴中和，脱出烟气中的 HCl、SO2和SO3，同时烟气中的水分被蒸发。

  合理地控制烟气分布、浆液流量和液滴尺寸，以确保液滴在接触喷雾干燥吸收塔塔壁之前燥，干燥产物包括飞灰和吸收反应产物，落入吸收塔底部，进入粉尘输送系统。处理后的烟气进入布袋除尘器，收集固体颗粒，从颗粒收集器出来的烟气通过引风机送入烟囱排放。

  脱除烟气中的NOx的工艺方法主要有选择性催化还原法和选择性非催化还原法。选择性催化还原法（SCR）是利用催化剂的作用，在低于400°C的条件下进行NOx的脱除反应。SCR系统设备复杂，投资较高，目前垃圾焚烧厂NOx净化的应用案例较少。

  选择性非催化还原法（SNCR）是在高温（800 ～1 000°C）条件下，利用还原剂氨或尿素将 NOx还原为N2，不需要用催化剂，并且可利用焚烧炉热量在垃圾焚烧炉炉膛内完成还原反应。SNCR 系统设备投资低，简单方便，效率较高。目前，国内外的垃圾焚烧厂多采用此法控制 NOx的排放。

  旋转喷雾半干法（SDA）脱硫是在机械或气流的作用下将脱硫剂分散成约为 50 μm 的雾状液滴，雾状液滴与烟气间的接触面积较大，在气液两相间发生快速的传热传质和化学反应，以此来实现脱硫的目的。

  为减小烟气脱硫过程的温降，本项目采用石灰作为脱硫剂，来自粉仓的石灰与水接触制备成石灰浆液。垃圾焚烧烟气经脱硫塔上部的分配器进入脱硫塔体，烟气中的 SO2与塔顶中心的旋转雾化器喷出的 Ca（OH）2溶液发生反应，化学反应方程式如下：

  垃圾焚烧发电技术是一种将垃圾重新资源利用的“变废为宝”技术，而烟气净化是垃圾焚烧发电的重要环境治理环节，决定着垃圾焚烧产生的二次污染物排放量。由于垃圾本身成分复杂，垃圾焚烧后产生的烟气成分也很复杂，包含大量烟尘、HCl、HF、SO2、NOx、重金属和二噁英等多种污染物，为了尽最大可能避免垃圾焚烧后产生二次污染，焚烧烟气一定要进行净化以实现达标排放。

  本文中“SNCR+ 静电除尘 + 旋转喷雾半干法脱酸 + 布袋除尘”的烟气净化技术，满足《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB 18485-2014）有关要求，处理后烟气粉尘排放浓度低于 10 mg/Nm3，SO2排放浓度低于 50 mg/Nm3NOx排放浓度低于 200 mg/Nm3。

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