NID用于城市生活垃圾焚烧烟气处理的研究

摘要

采用焚烧法处理城市生活垃圾，由于其与传统的填埋和生化方式相比具有无害化程度高、减容量大、可以回收热能和处理及时等一系列优点而倍受关注，已经成为世界各国，尤其是经济较发达国家处理城市生活垃圾的主要方式，取得了令人瞩目的成就。随着我国经济建设的发展和人民生活水平的提高，城市生活垃圾产生量日趋增多，垃圾的储运、处理问题，已越来越多地影响到生态环境、居民的生活质量和城市建设。因此，及时有效地处置生活垃圾已变得刻不容缓。正是在这样的形势下，近年来，我国相继在上海、天津、重庆、深圳等多个城市建成了一座座大型的垃圾焚烧发电厂，这些厂的投运，无疑大大推动了我国的环保建设。 然而，在垃圾焚烧过程中，会产生大量的有害物质。值得一提的是，由于我国和发达国家的发展水平、人们的生活习性差异和城市生活垃圾成份的多样性和不确定性，所产生的有害物质可能更多、更杂。如果这些有害物质得不到有效的抑制，就会对周围环境产生严重的二次污染。 根据垃圾成分、焚烧（锅）炉出口烟气成分的差异选择有针对性的烟气净化工艺，可以有效抑止对环境的二次污染。本文通过对目前国内外城市生活垃圾焚烧发电厂烟气净化处理技术的比较分析，结合焚烧炉排出的仅通过余热回收的烟气中气体污染物的含量和项目所在地对大气污染物排放标准的限制，选择适合本课题的烟气净化处理方案－NID烟气净化处理系统，兼顾技术性和经济性。 NID烟气净化处理工艺作为半干法系统的发展延伸，不仅借鉴了半干旋转喷雾脱硫方式的优点，同时又克服了此种技术使用制浆系统而产生的种种弊端；既具有干法的投资低、设备紧凑简单等优点，又具有湿法的高脱硫效率，且原料消耗和能耗都比半干旋转喷雾法有较大幅度下降，是非常适合处理城市生活垃圾焚烧炉排出的高酸性气体、高水分、高重金属含量的烟气的。 通过对NID反应器内烟气与酸性气体吸收剂的传热、传质及蒸发机理的研究，可以指导反应器的设计，同时可以定性的预测和分析烟气温度、出口温距、Ca/S摩尔比和雾化液滴粒径等因素对反应器内烟气脱硫率的影响；通过HCl的存在对脱硫效率影响进行的定性分析，结论可以指导在处理城市生活垃圾焚烧后的烟气含HCl量较大时，烟气处理方式的选择和运行过程中的控制。 布袋除尘器除具有相当高的烟尘捕集效果外，滤袋上形成的滤饼同时具有脱除酸性的功能。在除尘器除尘机理研究的基础上，可以初步确定除尘器的基础参数和影响除尘效率的主要因素；在除尘器内脱硫机理研究的基础上，建立了简单的脱硫数学模型，借助模型计算结果可以用来模拟控制脱硫反应进行的主要阻力环节，分析布袋除尘器入口SO2浓度、温度、相对湿度对脱硫效率的影响。对布袋除尘器的设计和选型提供指导。 本文的结论对NID烟气净化处理工艺在垃圾焚烧发电行业的应用推广具有重要的参考价值。