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小苏打干法脱酸结合催化脱硝技术在垃圾焚烧发电厂烟气净化上的应用优势
2020-05-27
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1、概述

目前多数生活垃圾焚烧发电厂采用常规的烟气净化工艺为:SNCR+石灰乳旋转喷雾半干法脱酸+消石灰干法脱酸+活性炭喷射+布袋除尘器+引风机+烟囱排放随着各地环保要求的日益严格,针对垃圾焚烧发电产业排放标准不断提高,特别是一些省份提出的NOx排放限值规定远低于欧盟工业排放指令EU2010/75/EC,比如《海南省生活垃圾焚烧污染控制标准(DB46/484-2019)》氮氧化物限值为120mg/m3,垃圾焚烧烟气氮氧化物排放浓度限值低于80~120mg/m3趋势。于是更有效率适用的烟气脱硫脱硝技术的需求越来越凸显。

各地生活垃圾焚烧烟气排放标准对比

2SCR脱硝传统技术解决方

2.1工艺技术

由于垃圾焚烧烟气具有高含尘、强腐蚀的特点,SCR脱硝系统通常必须设置在脱除尘系统以后以保证催化剂的正常运。催化剂是SCR脱硝工艺的核心,催化剂的反应温度主要分为高温、中温、中低温、低温。表1为国内外催化剂的主要应用情况


国内垃圾焚烧发电行业目前使用较多的是低温催化剂,但是由于旋转喷雾半干法脱酸除尘后烟气温度140℃以下而低温SCR系统催化剂还原反应的适宜温度为160180℃,因此须考虑增加烟气再热系统对烟气进行加热。

对有湿法洗涤装置的烟气净化系统,还需要设置一台或两台GGH来回收部分热量,减少加热蒸汽消耗,需要提高的烟气温度仍在30℃左右。由于高压蒸汽可直接用于汽机发电,价值很高,且设备和管路维护要求高、热损很大,这样就大幅度地降低了装置的经济效益水平。

2.2存在的问题

1)旋转喷雾半干法脱酸除尘后烟气温度约140℃以下而低温SCR系统催化剂还原反应的适宜温度为160180℃,因此必须增加烟气再热系统对烟气进行加热,按照烟气温度升高30℃,需消耗蒸汽~130kg/吨垃圾,此部分蒸汽如进入汽轮机发电,按照汽轮机汽耗5kg/(KW·h)此部分可发电26KW·h/t垃圾。由于耗费大量蒸汽,导致运行成本大幅度提高。

2)旋转喷雾半干法脱酸脱硫精度不高,脱除SO2的效率一般为85%左右虽然能稳定达到国家标准的要求,但是残余的SO2若在SCR催化剂床层中氧化SO3这是非常不利的因为SO3烟气中的以及NH3反应,会生成硫酸铵硫酸氢铵,这些硫酸盐,尤其是硫酸氢铵是一种粘稠的物质,会造成催化剂腐蚀、堵塞、中毒,缩短催化剂的使用寿命

3小苏打干法脱酸技术

3.1工艺技术

工艺技术采用70目左右的脱硫专用小苏打,经过研磨机研磨成d90=30μm的超细小苏打粉末后,以空气为介质通过气力输送的方式喷射到脱酸塔内180℃~210℃的高温烟气接触混合,在高温下碳酸氢钠分解生成碳酸钠Na2CO3、H2O和CO2由于分解时的“爆米花”效应,颗粒表面积再增大4倍以上,成为极为疏松多孔的高活性颗粒,与烟气中的SO2HCl等各种酸性气体快速反应,脱除率可达到95~99%,反应产物经布袋除尘器除去,净化后的烟气可达到:含尘≤5mg/m3SO2≤10mg/m3HCl≤5mg/m3,温度≥170℃,然后进入SCR脱硝系统。

3.2?技术应用优势

1)采用小苏打干法脱酸后,进入SCR脱硝系统烟气温度不低于170℃,可满足低温SCR系统催化剂还原反应的**温度不需要额外的蒸汽对其加热升温

2)小苏打不仅能够脱除SO2HCl、HF、HBr等物质,还能有效脱除烟气中已有SO3,降低了进入SCR脱硝系统SO3含量,减少了硫酸铵硫酸氢铵生成量,保证了催化剂寿命,降低了成本。

3)小苏打还具有一定的协同脱硝作用。小苏打与SO2反应生成的亚硫酸钠具有强还原性,可部分与氮氧化物发生氧化还原反应。小苏打的协同脱硝效率约10~20%


4以主流配置的旋转喷雾半干法脱酸来说,脱除SO2HCl的效率达到85%95%,可以稳定达到目前的国家标准要求。当排放浓度进一步降低时,再追求更高的脱酸效率往往带来脱硫剂消耗增加、飞灰产量增加、布袋凝露糊袋风险等系列技术经济问题。此时,采用具有更高活性的小苏打干法脱酸,脱除SO2HCl的效率可达到95%99%,取得最佳的整体技术经济效果。

4、结束语

伴随着我国环境治理工作的不断加强,相信在不久的将来,做为本身就是绿色环保工程的生活垃圾焚烧发电行业,烟气排放标准会更加严格,小苏打干法脱酸SCR脱硝系统会逐渐得到推广应用,技术优势和经济优势得到进一步发挥。

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