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垃圾焚燒發(fā)電煙氣中酸性污染物的去除方法及技經(jīng)比較
北極星節(jié)能環(huán)保網(wǎng)訊:生活垃圾焚燒發(fā)電時(shí),煙氣中產(chǎn)生的產(chǎn)要污染物有酸性氣體、煙塵、重金屬等物質(zhì),不同的污染物需要裝備不同的處理技術(shù)、工藝和設(shè)備。例如,針對(duì)煙氣中產(chǎn)生的酸性氣體,其主要成分由SOx(硫氧化物)、NOx(氮氧化物)、HCl(鹽酸)等組成,其中NOx的去除原理為化學(xué)還原反應(yīng)(SNCR或SCR技術(shù));而SOx、HCl的去除原理為酸堿中和反應(yīng)。本文重點(diǎn)介紹SOx、HCl的去除方法及工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。
一.酸性氣體SOx、HCl的來(lái)源及含量
生活垃圾焚燒煙氣中的SOx主要由SO2構(gòu)成,產(chǎn)生于原生垃圾中含硫化合物焚燒氧化所致(主要為有機(jī)硫,也有部分源于無(wú)機(jī)硫)。HCl來(lái)源于原生垃圾中的氯化物含量,如塑料、橡膠、皮革、紙張(氯漂白所致)、餐廚垃圾含氯農(nóng)藥殘留、,廚余中的NaCl以及KCl等。與燃煤火力發(fā)電廠(chǎng)不同的是:垃圾焚燒煙氣中SOx的含量很低,一般為200-800mg/Nm3,質(zhì)量百分含量約為0.11%;而HCl的含量又較高,達(dá)200-1600mg/Nm3(在我國(guó),由于塑料制品的大量應(yīng)用,致使煙氣經(jīng)處理后截留在飛灰中的氯元素含量甚至高達(dá)25%),一般生活垃圾產(chǎn)生的SOx是HCl的1/10以下,所以HCl是垃圾焚燒煙氣中主要的污染氣體。
二.反應(yīng)原理
1.氯化氫(HCl)
聚氯乙稀PVC的熱穩(wěn)定性較差,140℃時(shí)就開(kāi)始分解出HCl,反應(yīng)溫度達(dá)600-800℃,反應(yīng)時(shí)間10-15min時(shí);化學(xué)反應(yīng)原理為:
CH2CHCl+5/2O2=2CO2+HCl+H2O
氯化鈉反應(yīng)溫度為430-540℃,反應(yīng)原理為:
2NaCl+SO2+1/2O2+H2O=Na2SO4+2HCl
2NaCl+2SiO2+H2O=Na2O(SiO2)2+2HCl
2NaCl+4SiO2+Al2O3+H2O=NaO2(SiO2)4 Al2O3+2HCl
2.硫氧化物(SOx)
燃燒過(guò)程中,當(dāng)過(guò)量空氣系數(shù)小于1時(shí),有機(jī)硫的反應(yīng)產(chǎn)物有SO2及H2S、SO等;當(dāng)過(guò)量空氣系數(shù)大于1時(shí)即完全燃燒條件下,95%以上生成物為SO2,約有0.5-2%的SO2進(jìn)一步反應(yīng)生成SO3。另外,研究表明:在1127℃的高溫燃燒條件下,幾乎不生成SO3,但過(guò)量空氣系數(shù)大于1的燃燒條件下,SO3的生成為迅速增加。
有機(jī)硫的反應(yīng)機(jī)理:
CxHyOzSp+O2=CO2+H2O+SO2+未完全燃燒物
2SO2+O2=2SO3
無(wú)機(jī)硫的反應(yīng)機(jī)理:S+O2=SO2
三.HCl的危害
HCl氣體對(duì)眼和呼吸道黏膜有較強(qiáng)的刺激作用,引起胸部窒息感,咳嗽、咯血、肺水腫、直至死亡;
HCl氣體會(huì)對(duì)余熱鍋爐受熱面和監(jiān)測(cè)儀表產(chǎn)生高低溫腐蝕,影響余熱鍋爐安全并限制了過(guò)熱蒸汽參數(shù)的提高;
HCl氣體的存在升高了煙氣露點(diǎn),導(dǎo)致排煙溫度升高,降低鍋爐熱效率 ;
氯源在一定條件下與重金屬反應(yīng)生成低沸點(diǎn)的金屬氯化物,從而加劇了重金屬的揮發(fā),導(dǎo)致重金屬在飛灰上的富集,增加飛灰毒性 ;
HCl氣體能促進(jìn)氯酚、氯苯、氯苯并呋喃等“三致”有機(jī)物的生成,而且PVC裂解后生成的HCl被認(rèn)為能促進(jìn)多環(huán)芳烴(paHs)的生成。因此,有效去除HCl氣體直接關(guān)系到焚燒系統(tǒng)的安全和環(huán)保運(yùn)行。
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