某2×300t/d垃圾焚烧烟气项目活性炭喷射系统设计及应用

东 波，郑鹏辉,谭光之,沈建涛,边 乐

(西安西矿环保科技有限公司,陕西 西安 710075)

随着城市垃圾产量的大幅度增加和焚烧技术的不断发展，垃圾焚烧已经成为了很多国家大力发展的垃圾处理技术[1]。城市生活垃圾焚烧会产生酸性气体、灰分、重金属和含氯有机物等有害物质，这些物质如果不经处理直接排放，会对环境和人类健康造成极大的危害。其中的二恶英类物质具有强致癌性，近年来引起了越来越多学者的关注[2]。

1 焚烧后二噁英控制技术

焚烧后烟气中二恶英的控制技术主要有：(1)洗涤器结合袋式过滤器或静电除尘器；(2)活性炭吸附；(3)催化过滤器；(4)电子辐射过程等。其中"活性炭喷射+布袋除尘过滤"系统由于其操作容易、资本投入低、效率较高而成为近年来最广泛采用的方式[3]。

2 活性炭喷射系统设计

2.1 系统简述

(1)该垃圾焚烧厂的烟气净化系统采用“半干法脱酸+烟道活性炭喷射+布袋除尘”组合式工艺，焚烧产生的烟气依次进入半干式脱酸反应塔、烟道活性炭喷射区、布袋除尘器，其中袋式除尘器入口烟道上设置活性炭喷射装置，干态活性炭粉末通过罗茨风机以鼓风气动形式喷射入除尘器前的管道中，吸附烟气中的二恶英，最后通过滤袋捕集，达到去除烟气中的颗粒物粉尘、重金属和二恶英类污染物的目的，活性炭品质要求见表1。

表1 活性炭粉的品质要求

2.2 系统组成

系统由活性炭仓和仓顶除尘器、星型给料机、定量给料螺旋、活性碳喷射器、活性碳进料及相应的管道阀门、活性碳仓顶电动葫芦等组成。

2.3 系统主要设备选型

(1)风机的选型：根据相关资料及运行实例，本系统活性炭按照5～30kg/h喷射量进行设计，考虑到单位时间输送活性炭粉量较小，按照稀相输送选取相关参数。

本项目选用DN65(ø76×5) 管道进行输送，管道长度=140m，弯头7个，输送流速按照13～15m/s取值，求得输送风量2.67～3.08m3/min，风量安全系数取1.1，风机风量2.93～3.38 m3/min，综合以上，风机风量按3.20m3/min选型，校核固气比为0.02～0.12，管道流速15.6 m/s。系统阻力损失，经估算6000Pa，为了保证活性炭粉能够在烟道内分布均匀，喷入烟道处预留20kPa，风压安全系数取1.2，风机风压取32kPa。

(2)其余设备选型见表2，注：活性炭房间所有电气及仪表需考虑防爆。

表2 主要设备配置表

2.4 系统运行及控制

系统工艺流程图见图1。

图1 活性炭喷射系统流程图

来料活性炭粉末通过罐车打入活性炭粉仓，或袋装活性炭粉末通过活性炭仓顶电动葫芦从仓顶人孔门人工向活性炭粉仓进料，粉仓设有高低料位计，实时显示仓内活性炭存量。活性炭粉仓设有氮气保护装置，氮气通过管道接入粉仓锥段，氮气管道上的电磁阀与粉仓锥段的温度检测连锁，当仓内温度升高至80℃时，氮气管道电磁阀自动打开，向仓内充入氮气，避免活性炭自燃。

活性炭粉仓底部设有插板阀，星型给料机及失重给料装置，失重给料装置由称重料斗/变频给料螺旋及控制系统组成，称重料斗与变频给料机整体称重，称重料斗内设计有高低料位，高低料位与星型给料机连锁，工作时，仓底星型给料机将活性炭粉输送到称重料斗，至高料位时，星型给料机停止工作。变频给料螺旋进口与称重料斗下料口连接，出口与喷射器连接(帆布连接)，喷射器安装在罗茨风机出口活性炭给料管道上，管道最终接入脱酸塔与布袋除尘器之间烟道，并在管道设喷嘴，保证活性炭粉末均匀喷人烟道；喷入烟道的活性炭粉与烟气接触，吸附Hg等重金属及二恶英等污染物并在袋式除尘器中和其他粉尘一起被捕捉下来，从而有效地控制烟气中的重金属、二恶英的污染物浓度，活性炭粉末的给料量可通过调整变频给料螺旋频率控制。

3 结论

(1)“活性炭喷射+布袋除尘过滤”是一种有效可行的降低垃圾焚烧后产生的二噁英的方法。

(2)通过近三个月的运行及取样检测，在生活垃圾焚烧发电厂的正常工况条件下，当活性炭投加量为8～12kg/h 时，烟囱中排气中二恶英的排放浓度远低于欧盟标准限值(0.1ng I-TEQ/Nm3)。