摘要：生活垃圾成分复杂，焚烧过程中产生不同的大气污染物，可分为颗粒物、酸性气体、氮氧化物、重金属等，其中酸性气体主要包括HCL和SO2。由于各项法规的高标准要求，同时根据生石灰、熟石灰的性质，为了进一步稳定烟气脱酸技术，文章围绕熟石灰作为脱酸剂应用于半干法脱酸试验进行分析。
关键词：熟石灰；半干法脱酸；试验
引言
生活垃圾成分复杂，焚烧过程中产生不同的大气污染物，可分为颗粒物、酸性气体、氮氧化物、重金属等，其中酸性气体主要包括HCL和SO2。目前烟气净化工艺流程主要为：SNCR脱硝+半干式反应塔脱酸+干法脱酸+活性炭喷射吸附+布袋除尘+SCR脱硝的方式，部分新项目布袋除尘后增加湿法脱酸系统，烟气经过该工艺流程处理后污染物排放指标均远低于国家标准。
由于各项法规的高标准要求，同时根据生石灰、熟石灰的性质，为了进一步稳定烟气脱酸技术，特别进行熟石灰作为脱酸剂应用于半干法脱酸试验，取得良好效果。
1.半干法脱酸技术方法原理
半干法烟气净化系统是介于湿法和干法之间的一种工艺，它具有净化效率高，性能稳定的优点。该工艺对操作水平要求较高，需要长时间地实践积累，才能达到良好的效果。烟气必须要有足够长的停留时间，才可以使化学吸收反应完全，以达到高效去除污染物的目的。同时使反应生成物所含水分充分蒸发，最终以固态形式排出。因此停留时间是半干法反应塔设计中非常重要的参数。另外，反应塔进出口的温差直接影响到反应产物形态和酸性气体的去除效率。除停留时间和温差两个因素外，吸收剂的粒度、喷雾效果等，对整个脱酸净化工艺也有较大的影响。
半干法脱酸可采用喷雾反应塔或循环悬浮式反应塔，一般吸收剂都采用氧化钙（CaO）为原料，较少使用氢氧化钙（Ca（OH）2）作为原料。采用喷雾反应塔时，需将吸收剂制备成氢氧化钙（Ca（OH）2）溶液，由喷嘴或旋转喷雾器将Ca（OH）2溶液喷入反应塔中；采用循环悬浮式反应塔时，需将吸收剂干粉和水分别喷入反应塔中。在反应塔中，烟气中的酸性物质与吸收剂反应生成盐类，掉落到反应塔底部。由于喷入（Ca（OH）2）溶液或水使烟气温度降低、湿度增加，使反应更容易进行。不论哪种反应塔都必须置于除尘设备之前，因为在反应塔中生成大量的颗粒物，必须由除尘器收集去除。
半干法反应塔与后续的袋式除尘器相连，构成了半干法净化工艺系统。半干法脱酸烟气净化处理系统主要是去除烟气中的硫氧化物、氯化氢、重金属（Hg、Pb、Cr）、二噁英及呋喃等有害物质，以达到烟气排放的标准。
此种方式的特点是：
（1）半干法反应塔脱酸效率较高，对HCl的去除率可达95％以上，此外对一般有机污染物及重金属也具有良好的去除效率，若搭配袋式除尘器，则重金属去除效率可达99％以上。
（2）不产生废水排放，耗水量较湿法脱酸塔少。
（3）流程简单，投资和运行费用相对较低。
2.常用半干法脱酸方法
2.1生石灰脱酸剂应用方法
石灰浆制备系统中采用生石灰时，消化罐温度65℃左右，稀释罐温度40℃左右，消化罐、稀释罐通过搅拌电机不间断搅拌，防止其沉淀，这是目前半干法主流使用脱酸剂，制备好的浆液经系统喷入半干式反应塔。
2.2 熟石灰脱酸剂应用方法
石灰浆制备系统中采用熟石灰时，消化罐和稀释罐温度为室温约25℃-28℃左右，较生石灰易溶于水，熟石灰制浆过程无提高温度，制备好的浆液经系统喷入半干式反应塔。
由于生石灰产量较低，容易吸潮，决定进行熟石灰应用于半干法试验。
3.熟石灰投入半干法脱酸试验
3.1工艺流程
用熟石灰制备好的石灰浆液经旋转雾化器喷入反应塔中，与烟气接触反应以达到脱除酸性气体，与之前生石灰脱酸情况形成对比，用试验数据说明不同脱酸剂使用情况下，烟气中HCl及SO2脱除效果和经济性，工艺流程如下：
石灰通过石灰浆制备系统连续向反应塔提供浓度为6%-15%的石灰浆以脱除酸性气体。
石灰存储罐中的石灰由罐车通过石灰进口阀用气体输送到石灰仓里进行储存，石灰仓锥底装设有称重单元和振打装置，顶部装有除尘器。
石灰仓下部安装有石灰定量给料斗，该料斗上配有高低料位开关，当显示低料位时，此时下料插板阀打开，振打装置启动，石灰仓中的石灰就会流入到给料斗中，直到高料位开关显示，此时关闭下料阀，停止向料斗给料。
给料斗中的石灰经过螺旋输送机送入消化罐，螺旋输送机出口装有搅拌器，防止下料口堵塞，在消化罐中装有石灰搅拌器，用来保证石灰和水充分混合，使石灰完全搅拌均匀；在给料斗和消化罐之间装有旁路管，当螺旋输送机故障时，可通过旁路管进行下料。
消化罐连接到稀释罐上，消化罐上带有一个溢流口，石灰浆被石灰浆泵从稀释罐中抽出，在一个封闭回路中循环，再回流至稀释罐中，再循环线连接至反应塔顶部雾化器。
石灰浆泵入口设置篮式过滤器，定期清洗，防止大颗粒物磨损和堵塞石灰浆泵及雾化盘。石灰浆液与烟气中的酸性气体，如SO2、HCL等同时与Ca（OH）2反应，反应式如下：
Ca（OH）2+SO2→CaSO4+H2O
Ca（OH）2+2HCL→CaCL2+2H2O
Ca（OH）2+2HF→CaF2+2H2O
3.2试验过程
3.2.1前期准备
（1）石灰浆液制备车间内准备1吨（40袋）熟石灰，试验过程需根据酸性气体排放指标情况调整熟石灰添加量，控制酸性气体达标排放；
（2）确认干法脱酸系统处于热备用状态，熟石灰罐内物料充足，以备试验失败及时投入干法脱酸系统；
（3）自石灰浆制备车间内水龙头接软管连至石灰浆消化罐，水管串联机械式水表，用于进水量的计量；
（4）试验人员根据现场制备情况及时与运行值班长联系，确保环保指标达标。
3.3试验步骤
（1）解除石灰浆制备系统螺旋输送机连锁，停止生石灰给料；关闭稀释罐、消化罐进水主路及旁路阀；
（2）运行人员严密监视稀释罐液位，液位降低至报警值应立即通知现场人员；
（3）试验现场人员接到稀释罐液位低于报警值通知后立即向消化罐按比例添加熟石灰和水，控制熟石灰浓度10%左右；
（4）试验期间运行人员严密监视酸性气体排放浓度，及时调整石灰浆流量，流量调整过程中保证酸性气体浓度升高，立即通知就地人员直接向稀释罐投加熟石灰，加大石灰浆浓度。在酸性浓度突然发生变化时应立即启动干法脱酸系统协同运行；
（5）石灰浆制备车间就地人员记录熟石灰投加时间、投加量、自来水注入量
（6）试验共进行5次，试验结束后，恢复系统正常运行；
3.4试验参数
试验过程紧密监视酸性气体排放浓度，整体过程运行平稳，酸性气体达标排放，具体参数如下（该试验仅半干法系统运行，干法脱酸处于热备用状态）：
表1 熟石灰应用于半干法脱酸试验参数
.png)
3.5试验小结
（1）采用熟石灰（Ca（OH）2）溶解雾化脱酸和生石灰（CaO）经消化后雾化脱酸，在同等有效氧化钙下的两者脱酸效果较相近，SO2基本都在10mg/m³以下，大部分时间均在5 mg/m³以下；HCL基本都控制在10mg/m³以下。
（2）熟石灰试验期间，历时较短，在石灰浆消化罐底部、稀释罐底部和系统滤网中均未见明显杂质或沉淀物，储存罐中也未出现架桥情况，熟石灰整体纯度较高，性能稳定。
（3）经济成本分析
熟石灰和生石灰在同等有效氧化钙的情况下，脱酸效果基本相同，但同一情况有效氧化钙下熟石灰的投加量是生石灰的1.23倍，另外根据生石灰、熟石灰市场价位，以及飞灰处理费用单价计算，两者脱酸效果一致的情况下，使用熟石灰比生石灰节约较多成本。同时由于生石灰产量较低，易吸潮等性能特点，该方案经过反复试验现已应用于生产。
4.生产应用
目前熟石灰作为半干法脱酸剂已用于生产中烟气脱酸，性能稳定，同时协同干法脱酸系统同时运行，排放指标控制限值如下：
表2 排放指标限值
.png)
5.结束语
熟石灰作为脱酸剂应用于半干法脱酸技术，该工艺成熟、可靠性高、脱酸效率高，运行成本较生石灰低，同时协同干法脱酸技术共同使用，适当降低设备出力，延长设备使用寿命，更有效的确保烟气环保指标排放的合规性，并且能远低于国家排放标准，起到明显的减排效果。
论文作者:田高丽
论文发表刊物:《电力设备》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/30