论文部分内容阅读
摘 要：为了解决城市垃圾焚烧污染问题，本文选取活性焦作为主要材料，通过设置活性炭循环传输通道，搭建烟气输送口，对活性炭采取再生处理，利用脱硫脱硝吸附装置及氨气蒸发装置，构建脱硫脱硝烟气净化吸附系统。测试结果表明，本系统的应用使得单台锅炉烟气处理量增加了3万m3/h，并且HCL、SO2、NOX、粉尘排放量均有所改善。各项材料指标在净化条件允许范围之内，此系统的设计有助于我国解决燃煤污染问题。
关键词：活性焦;垃圾焚烧;一体化
大部分城市以焚烧作为垃圾处理主要方式，生成大量重金属、NOX颗粒物、SO2等污染物，对环境造成严重污染[1]。当前采用常规焚烧污染物处理工艺均未达到焚烧污染控制标准，其中，NOX颗粒物、SO2含量较高，如何脱硫脱硝成为当前研究难点。本文将根据活性焦性质，提出一体化脱硫脱硝净化处理方案，通过实践应用验证方案可靠性。
一、活性焦性质
活性焦是1种以煤炭为原料制作的吸附材料，成本較低，化学性质稳定，具有较好的还原性和热稳定性，通常情况下，作为还原剂使用。
1、物理特性
活性焦内部含有较多微孔，使得该材料具有较好的吸附性。按照国际标准，按照孔径大小不同，可以将其划分为大孔、中孔、小孔3种孔径，用于不同催化需求的化学处理[2]。其中，大孔孔径在50nm以上，中孔孔径范围2-50nm，小孔孔径为2nm。
2、化学特性
该材料表面附着大量含氮官能团和含氧官能团，容易吸附酸性及碱性物质，与活性炭相比，此材料脱硫性能更强一些。
3、再生特性
材料净化烟气时，表面吸附大量物质，采用水洗法或者加热法等，可生成硫酸、单质硫、液态二氧化硫等[3]。
通过分析活性焦特性可知，此材料适合净化焚烧烟气。因此，本文将选取此材料作为焚烧烟气净化处理主要材料，对净化吸附系统进行设计研究。
二、活性焦一体化脱硫脱硝烟气净化吸附系统
1、系统组成
本系统以活性焦为核心材料，设计烟气净化吸附系统。该系统主要由活性炭循环传送子系统、活性炭再生子系统、脱硫脱硝吸附子系统、烟气子系统、氨气蒸发子系统组成。其中，活性炭循环传送子系统是整个系统净化吸附处理物质传输通道，烟气子系统是焚烧烟气来源，向系统提供烟气的控制装置，其余3个子系统是本系统的核心部分。
2、脱硫脱硝吸附子系统
该部分由6个脱硫脱硝模块构成，处理量均为75000Nm3/h，沿着从上至下方向依次传送焚烧烟气，在阀门控制下，对吸附模块、活性炭设备等进行吸附控制，实现脱硫脱硝处理。整个系统运行期间，塔体不存在死角，采用压缩空气吹扫，便于净化精度提升。考虑到净化处理期间，活性焦可能出现闷燃情况，对系统正常运行造成威胁，本系统在各个吸附塔中配备了防爆门，并设置了氮气消防装置，净化塔阻力在1800Pa以下，符合吸附力控制要求。
3、活性炭再生子系统
利用活性焦吸附含有二氧化硫的活性炭，在传送子系统的作用下，将其传输至再生塔，利用列管式换热型式，对再生塔中物质加以处理。为了满足化学反应环境温度要求，将其划分为冷却段和加热段，选取氮气作为加热介质，并控制再生反应行走途径，得到预期反应物质。在此过程中，换热介质流通途径为壳程，活性炭流通途径为管程。沿着从上至下方向依次处理，利用阀门控制物料流通，在冷却段、加热段、振动筛等作用下，得到再生物质。
4、氨气蒸发子系统
该子系统主要用于脱硝，设定氨水额定蒸发流量大小为750kg/h，在温度变送器作用下，与蒸气阀门建立连接，针对管网温度变化情况控制阀门，使得当前环境达到最佳脱硝环境。如果子系统运行期间出现异常需要检修，此时立即关闭蒸气调节阀，避免设备受损。当物料进入壳程后，子系统内置气液分离器将去除雾滴，将生成气体在设定温度下传输至氨气混合器中，保证氨气供应充足，使得整个子系统得以正常运行。
三、系统应用分析
1、工程概况
本文以杭州萧山锦江垃圾焚烧净化工程为例，对焚烧污染物净化方案进行探究。此工程由3台垃圾焚烧锅炉组成，排放烟气量大约为15万Nm3/h。传统的袋式除尘器已经满足不了除尘需求，本文将采用烟气净化吸附系统加以处理。
2、工程设计
分别在3台垃圾焚烧锅炉处安装烟气净化装置，每台锅炉配备2套净化塔，将其布置在同一场地，由1套再生系统供应所需化学物质。另外，利用氨区系统和SNCR处理烟气，并将剩余的氨水传送回系统循环利用。与烟气充分混合脱硫脱硝。
3、应用效果分析
按照上述工程方案，对烟气进行净化吸附处理，调节净化塔进口温度为135℃，冷却水4t/h，向系统提供浓度为20%的氨水进行测试，得到如表1所示的系统性能测试结果。
通过观察表1中的系统性能测试结果可知，本系统应用后单台锅炉烟气处理量增加了3万m3/h，HCL、SO2、NOX、粉尘排放量均有所改善。其中，HCL、SO2、NOX改善效果最为明显。在整个实验测试过程中，总压损3500Pa，氨消耗大约600kg/h，用电量760kW，活性焦消耗大约35kg/h，在净化条件允许范围之内。所以，可以按照此净化工程方案，大面积推广应用，以此解决我国燃煤污染问题。
总结
本文围绕焚烧污染物处理问题展开研究，选取活性焦作为烟气净化材料，构建一体化脱硫脱硝烟气净化吸附系统。通过调控净化温度，输送充足的氨气等物料，使得烟气得以稳定处理，氨水再循环利用，在提高资源利用率的同时，减少焚烧污染物排放。系统测试结果表明，本系统可以满足焚烧污染物处理需求，对环境治理帮助较大。
参考文献
[1]解炜，曲思建，王鹏，等.移动床工艺条件下NH_3负载活性焦脱硝优化研究[J].煤炭科学技术，2018，46（08）：215-219.
[2]尹寿来，朱宝忠，孙运兰，等.Fe2O3/AC催化剂的低温选择性催化还原脱硝性能[J].过程工程学报，2018，18（2）：330-336.
[3]付俊清.钢铁行业烧结烟气脱硫脱硝技术探析[J].低碳世界，2018，No.180（06）：29-30.
关键词：活性焦;垃圾焚烧;一体化
大部分城市以焚烧作为垃圾处理主要方式，生成大量重金属、NOX颗粒物、SO2等污染物，对环境造成严重污染[1]。当前采用常规焚烧污染物处理工艺均未达到焚烧污染控制标准，其中，NOX颗粒物、SO2含量较高，如何脱硫脱硝成为当前研究难点。本文将根据活性焦性质，提出一体化脱硫脱硝净化处理方案，通过实践应用验证方案可靠性。
一、活性焦性质
活性焦是1种以煤炭为原料制作的吸附材料，成本較低，化学性质稳定，具有较好的还原性和热稳定性，通常情况下，作为还原剂使用。
1、物理特性
活性焦内部含有较多微孔，使得该材料具有较好的吸附性。按照国际标准，按照孔径大小不同，可以将其划分为大孔、中孔、小孔3种孔径，用于不同催化需求的化学处理[2]。其中，大孔孔径在50nm以上，中孔孔径范围2-50nm，小孔孔径为2nm。
2、化学特性
该材料表面附着大量含氮官能团和含氧官能团，容易吸附酸性及碱性物质，与活性炭相比，此材料脱硫性能更强一些。
3、再生特性
材料净化烟气时，表面吸附大量物质，采用水洗法或者加热法等，可生成硫酸、单质硫、液态二氧化硫等[3]。
通过分析活性焦特性可知，此材料适合净化焚烧烟气。因此，本文将选取此材料作为焚烧烟气净化处理主要材料，对净化吸附系统进行设计研究。
二、活性焦一体化脱硫脱硝烟气净化吸附系统
1、系统组成
本系统以活性焦为核心材料，设计烟气净化吸附系统。该系统主要由活性炭循环传送子系统、活性炭再生子系统、脱硫脱硝吸附子系统、烟气子系统、氨气蒸发子系统组成。其中，活性炭循环传送子系统是整个系统净化吸附处理物质传输通道，烟气子系统是焚烧烟气来源，向系统提供烟气的控制装置，其余3个子系统是本系统的核心部分。
2、脱硫脱硝吸附子系统
该部分由6个脱硫脱硝模块构成，处理量均为75000Nm3/h，沿着从上至下方向依次传送焚烧烟气，在阀门控制下，对吸附模块、活性炭设备等进行吸附控制，实现脱硫脱硝处理。整个系统运行期间，塔体不存在死角，采用压缩空气吹扫，便于净化精度提升。考虑到净化处理期间，活性焦可能出现闷燃情况，对系统正常运行造成威胁，本系统在各个吸附塔中配备了防爆门，并设置了氮气消防装置，净化塔阻力在1800Pa以下，符合吸附力控制要求。
3、活性炭再生子系统
利用活性焦吸附含有二氧化硫的活性炭，在传送子系统的作用下，将其传输至再生塔，利用列管式换热型式，对再生塔中物质加以处理。为了满足化学反应环境温度要求，将其划分为冷却段和加热段，选取氮气作为加热介质，并控制再生反应行走途径，得到预期反应物质。在此过程中，换热介质流通途径为壳程，活性炭流通途径为管程。沿着从上至下方向依次处理，利用阀门控制物料流通，在冷却段、加热段、振动筛等作用下，得到再生物质。
4、氨气蒸发子系统
该子系统主要用于脱硝，设定氨水额定蒸发流量大小为750kg/h，在温度变送器作用下，与蒸气阀门建立连接，针对管网温度变化情况控制阀门，使得当前环境达到最佳脱硝环境。如果子系统运行期间出现异常需要检修，此时立即关闭蒸气调节阀，避免设备受损。当物料进入壳程后，子系统内置气液分离器将去除雾滴，将生成气体在设定温度下传输至氨气混合器中，保证氨气供应充足，使得整个子系统得以正常运行。
三、系统应用分析
1、工程概况
本文以杭州萧山锦江垃圾焚烧净化工程为例，对焚烧污染物净化方案进行探究。此工程由3台垃圾焚烧锅炉组成，排放烟气量大约为15万Nm3/h。传统的袋式除尘器已经满足不了除尘需求，本文将采用烟气净化吸附系统加以处理。
2、工程设计
分别在3台垃圾焚烧锅炉处安装烟气净化装置，每台锅炉配备2套净化塔，将其布置在同一场地，由1套再生系统供应所需化学物质。另外，利用氨区系统和SNCR处理烟气，并将剩余的氨水传送回系统循环利用。与烟气充分混合脱硫脱硝。
3、应用效果分析
按照上述工程方案，对烟气进行净化吸附处理，调节净化塔进口温度为135℃，冷却水4t/h，向系统提供浓度为20%的氨水进行测试，得到如表1所示的系统性能测试结果。
通过观察表1中的系统性能测试结果可知，本系统应用后单台锅炉烟气处理量增加了3万m3/h，HCL、SO2、NOX、粉尘排放量均有所改善。其中，HCL、SO2、NOX改善效果最为明显。在整个实验测试过程中，总压损3500Pa，氨消耗大约600kg/h，用电量760kW，活性焦消耗大约35kg/h，在净化条件允许范围之内。所以，可以按照此净化工程方案，大面积推广应用，以此解决我国燃煤污染问题。
总结
本文围绕焚烧污染物处理问题展开研究，选取活性焦作为烟气净化材料，构建一体化脱硫脱硝烟气净化吸附系统。通过调控净化温度，输送充足的氨气等物料，使得烟气得以稳定处理，氨水再循环利用，在提高资源利用率的同时，减少焚烧污染物排放。系统测试结果表明，本系统可以满足焚烧污染物处理需求，对环境治理帮助较大。
参考文献
[1]解炜，曲思建，王鹏，等.移动床工艺条件下NH_3负载活性焦脱硝优化研究[J].煤炭科学技术，2018，46（08）：215-219.
[2]尹寿来，朱宝忠，孙运兰，等.Fe2O3/AC催化剂的低温选择性催化还原脱硝性能[J].过程工程学报，2018，18（2）：330-336.
[3]付俊清.钢铁行业烧结烟气脱硫脱硝技术探析[J].低碳世界，2018，No.180（06）：29-30.