活性焦在垃圾焚烧发电厂尾气处理中的运用研究

葛永林

摘要：为达到国家相关部门设定的环保验收标准，垃圾焚烧发电厂应积极设计研制出新的工艺处理尾气，这样方能符合新标准设定的排放要求，获得更大的发展，创造出更多的生态效益。鉴于此，本文在阐述活性焦特性的基础上，较为详细的探究活性焦脱硫在尾气处理实践中的应用情况，希望能和同行分享经验。

关键词：垃圾焚烧;发电厂;活性焦;脱硫处理

引言

建设垃圾焚烧发电厂能及时处理掉大量生活垃圾，还能回收应用热值，真正实现对垃圾的无公害、资源化处理。因为城市生活垃圾成分多样、复杂，燃烧过程中容易产生二次污染问题，燃烧尾气内含有的二氧化硫（SO2）机HCI、HF酸性气体等污染物会对空气形成严重污染，这是该行业近些年需要迫切处理的现实问题之一。故而有必要探究净化治理垃圾焚烧尾气内的多种名污染物，力争将各种污染物的排放量降至最低。

1、活性焦

活性焦属于活性炭的范围，其是一种性质十分特别活性炭，既往有研究实践证实，在吸附性能方面上，活性焦比活性炭更占据优势。煤炭是活性焦的主要制作原材料，表现出较高的经济性，具备优良的孔隙结构与热稳定性，还有负载、还原等特性。活性碳、活性焦两者最大的不同是后者有可再生特性[1]。采用活性焦处理垃圾焚烧尾气时，活性焦 表层会沾附大量物质，伴随沾附物质的持续聚集，物质会全面覆盖焦表层上活性最强的中心位置，在这样的工况下，活性焦的吸附性 便会被弱化，对其脱除效率形成不良影响，如果能配合使用再生工艺方法，能顺利的除掉活性焦表成粘附的物质，使其吸附性恢复到原始水平，活性焦再生过程中常用的方法主要有两种，一是加热，二是水洗。

2、垃圾焚烧尾气脱硫处理布局

将脱硫现场细分成a、b、c三个不同系列，各系列内设备布置情况均是：脱硫塔3个，再生塔与料仓各1个，其中并联a、b系列，并且为提升尾气脱硫处理效率，a、b系列应用了8mm活性焦吸附，c系列用mm活性焦对焚烧尾气再行吸附处理。吸附整体完成后，活性焦经链斗机、星型卸料器等装备被运送到再生塔完成解吸再生，再生处理后二次返回到脱硫塔进行吸附。现场尾气走向情况见图1所示[2]。

3、工艺参数的调节控制

3.1风速

既往已经有研究发现，在活性焦层内尾气的停留时间越长，那么就越有助于提升SO2的吸附效果。为了能将整体运行效率维持在较好的水平上，通常建议将风速调控在0.1～0.5m/s内。运行早期，系统状态可能不能完全正常，很多位置出现严重的冒烟表现，为减轻对大气环境造成的污染，使风机满负荷运转，风量维持在600㎞²/h之上，在这样的工况下脱硫效率通常能抵达80%上下[3]。在系统实现稳定运转以后，通过科学调控吸风口的启闭状态，把分量降到350～480㎞²/h范围中，入塔压力1350～1800Pa，脱硫塔压降到400～850Pa，能够将脱硫效率维持在90%～95%之内，并且对空气形成的污染也较轻。

3.2焦层温度

结合既往报道，将焦层温度控制在50～80℃范围中时，脱硫效率高低和温度值大小之间呈正比例关系。当焦层温度高于90℃时，活性焦表层的水分蒸发过程明显提速，对实际脱硫效率形成一定负面影响。除了6#脱硫塔之外，垃圾焚烧尾气温度对其它各塔焦层温度均形成一定影响，尾气温度通常在50～65℃范围中变动，焦层温度被控制在45～70℃范围中。针对6#脱硫塔，可以通过调配尾气量的方法去精准控制焦层温度大小，并且为确保运行过程的安全性，则建议将混合尾气入口温度控制在110℃之下，焦层温度为此在80～℃之间，在这样的温度条件下能将脱硫效率维持在较高水平上。

3.3氧含量水分和

因为活性焦吸附SO2的方式有物理、化学吸附之分，其中化学吸附发挥主导性作用;其内的氧含量和水分 对化学吸附效果会形成较大影响：当 O2/SO2> 10时 ，SO2能完全转化成H2SO4，伴随O2/SO2的比值提升过程，吸附率夜呈现出提升趋势;在整个反应中H 2O发挥着重要作用，如果尾气内的含水量偏低时，通常其在被整合至脱硫系统之间，先经增湿塔进行增湿处理，或者将适量蒸汽通到烟气内，提升其含水量，这是提升脱硫效率的基础。

3.4尾气SO2浓度

站在化学反应的动力学原理角度进行分析，在活性焦没有达到饱和的状态下，SO2浓度上升阶段对吸附反应发生过程能形成一定促进作用，笔者通过较长时间的实地观察、分析后，总结出SO2浓度进口浓度和脱硫效率之间的对照关系。见表1所示[4]。

由表1内统计的数据可以看出，伴随尾气SO2浓度的增加，吸附反应速率明显提升，当尾气入口SO2浓度被控制在800～3200㎎/Nm³时，能将系统的脱硫效率维持在相对较稳定的范围中;而后持续增加SO2浓度到4600㎎/Nm³，受系统自身吸附能力的制约，此时尾气脱硫效率呈现出降低趋势，容易发生出口超标的状况（出口浓度>400㎎/Nm³）。

3.5活性焦再生系统

因为在垃圾焚烧尾气处理阶段，活性焦自身处于持续吸附与解析的持续循环状态中，如果活性焦的解析效率没有达到100.0%，那么其吸附性能将不会实现再生，这是造成尾气处理阶段脱硫效率跌落的主要原因之一。表2内罗列出影响活性焦再生的常见因素[5]。

分析表2 内的数据信息，不难看出通过调节控制活性焦下料器的运行速度，能够维持活性焦于再生系统内有较充足的停留时间;并且把再生塔中间温度控制在270℃之上，一方面能使解析效率处于较高层次上，另一方面维持系统运行状态的相对均衡性。

结束语：

活性焦脱硫因为有脱硫效率较高、尾气不需要加热处理、耗用的水资源量少、不会形成废水废渣等二次污染物，副产品高浓度SO2再生气与活性焦粉能够实现资源化应用，将会成为垃圾焚烧尾气未来处理的重点方向之一。希望本文论述的内容能为同行解决相同或相似问题提供一定参照。

参考文献：

[1]沈广彬.丁烯氧化脱氢制丁二烯装置尾气处理工艺研究[J].辽宁化工，2020，49（12）：1494-1496.

[2]于志日，韩帅，倪黎，白洋，杜霞茹.整体式催化剂在模板剂焙烧尾气处理中的应用[J].辽宁化工，2020，49（09）：1153-1154.

[3]朱宗敏，杨晏泉，孫杰.柴油车尾气处理液应用展望[J].化工环保，2020，40（06）：679-683.

[4]耿傲，郭荣峰.膨胀制冷在双氧水氧化尾气处理上的应用和效益分析[J].中国氯碱，2020（06）：41-43.

[5]廖燕， 杜麟， 宋士健，等. 三级流动式活性焦工艺在污水厂提标中的应用研究[J]. 浙江化工， 2019，47（9）：45-47.

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