PDF《垃圾焚烧烟气中氯 化氢的干 法去 除研 究》

新疆环境保护

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0 4 ,

2 6 (

4 ) :

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3 3 E n v i r o n m e n t a l P r o t e c t i o n

0 f ~n j i a n g 垃圾焚烧烟气 中氯化氢 的干法去 除研 究吴立,邓福 生( 深圳市市 政环卫综合处理厂, 广东 深圳

5 1

8 0

2 9 ) 摘要 : 采用干态固定床 实验装置系统, 研究去除垃圾焚烧炉烟气中 H C

1 气体的主要影响因素及其规律.

结果表明: 选择 适 当的摩 尔比 Q 和颗粒度较细小的吸收剂, 吸收效率和吸收剂利用率会提 高;

温度对净化效率影响不大;

H a气体浓度( p H c

1 ) 对吸收剂的吸 收效率( 伸)显著影响, P H c l 升高, 则jHcl增大;

含有少量杂质的工业碱性废渣的利用率要大于纯化学试剂吸收剂 ;

H a 气体排放标 准在

7 5 m g / r r d时, 可采用干法去除垃圾焚烧炉烟气中的 H c l 气体. 关键词 : 垃圾焚烧炉烟气;

干法去除 H C I ;

碱性吸收剂 中图分类号 : X

7 0

1 .

2 文献标识码 : A 文章编号:

1 0

0 8 ―2

3 0

1 (

2 0

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0 4 S t u d y o n t h e Dr y R e mo v a l o f HC !i n F l u e Ga s i n Wa s t e C i n e r a t o r . WU L i ,D E N F u―s h e n g ( S h e n z h e n R e f u s e I n c i n e r a t i o n A n d M u l ―T r e a t m e n t P l a n t , G u a n g d o n g S h e n z h e n

5 1

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2 9 , C h i n a ) . E n v i r o n m e n t a l P r o t e c t i o n o f X i n j i a n g

2 0

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3 3 A b s t r a c t : A d o p t i n g t h e t e s t e q u i p m e n t s y s t e m o f d r y p e r m a n e n t b e d t o s t u d y t he m a i n i n f l u e n c e f a c t o r s a nd p a t t e m o f r e mo v a l o f g a s HC

1 i n f l u e g a s .T h e ms u h s h o w s :t he e f f i c i e n c y a n d r a t e o f a b s o r b e n t w i l l b e i mp r o v e d i f a b s o r b e n t o f p r o p e r mo l r a t e a nd s ma l l e r p a r t i c l e s a r e c h o s e n. T h e r e'

S l i t t l e i n f l u e n c e o f t e mp e r at u r e o n p u r i f i c a t i o n e f f i c i e n c y . T h e c o n c e n t r a t i o n o f g a s H C

1 ( P H c

1 ) h a s s i g n i f i c a nt i n f lu e n c e o n t h e e f f i c i e n c y o f a bs o r b e n t ( r / n c

1 ). I f P . c

1 r i s e s , t h e 啪a w i l l b e i n c r e a s e d a c c o r d i n g l y.T h e r a t e o f u s a g e o f i n d u s t r i a l a l k a l i n i t y wa st e r e s i d u e i s b i g g e r t ha n t h a t o f p u r i f ie d c h e mi c a l a b s or b e n t .Wh e n t he d i s c h a r g e d s t a n d a r d o f HC

1 i s

7 5 r n g / m3 , d r y r e m o v a l c a n b e u s e d t o r e m o v e H C

1 i n f l u e g a s. Ke y wo r d s : f l u e g a s ;

d r y r e mo v a l o f HC

1 ;

a l k a l i n i t y a b s or b e n t 由于城 市生 活垃圾一般有含氯成份的物质 ( 如塑 料等) 存在, 在焚烧处理过程中, 排出的烟气中含有一 定浓度的 H C

1 气体.H C

1 气体不仅对焚烧系统本身 造成腐蚀 , 而且排向大气后污染大气环境, 因而在垃 圾的焚烧处理中必须考虑 H C

1 气体的净化问题.深 圳垃圾焚烧厂烟气中 H C

1 的浓度一般在

1 2

0 m g / m

3 ~

1 5

0 m g / m

3 范围内, 而我国《 生活垃圾焚烧污染控制标 准》 …中HC1排放标准为7

5 . ~ / W . 常见的去除烟气中 H C

1 方法有湿法 、 半干法和干 法.由于干法的工艺和反应器都很简单 , 投资少、 占 地小 , 又无污水处理 , 排烟不需加热 , 虽然净化效率较 低J,但考虑到我国目前垃圾焚烧处理的投资能力及 城市垃圾本身的组成和性质, 还是值得应用和推广 的. C a ( O H )

2 、 C a O和电石渣作为吸收剂 , 从反应机理 、 反 应的影响 因素 和反应 温度 、 吸收 剂颗粒度 、 摩尔比、 H C

1 气体浓度等方面来 阐明提高干式吸收效率和实 现反应条件的最优化 .

1 实验装置与 实验方法

1 .

1 实验装置 实验装置及流程图如图

1 所示 : 实验装置系统包括烟气模拟发生装置、 H C

1 气体 浓度检测装置、 H C

1 气体净化装置、 加热及温度控制 装置.固定床净化器实际上是一根 l m左右长 的玻 璃管上所镶的烧结玻璃砂芯片 , 砂芯片为

1 号,它的 孔隙大小在

8 0 t a n ~1

2 0 t a n .选用玻璃砂芯片作 固定 床是因其孔隙均匀而且细小 、 玻璃材料能与玻璃管良 本文通过建立干态 固定床实验装置系统 , 选用 收稿日 期:

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2 7 维普资讯 http://www.cqvip.com 第4期吴立等 : 垃圾焚烧烟气中氯化氢的干法去除研究

3 1 好烧结 固定 , 这样不仅使气流分 布均匀而且反应床 对 吸收反应无附加催化或阻碍作用. 排放 排放1.泵;

2 . 干燥器 ( C a c 】

2 ) ;

3 . H C

1 发生瓶 ;

4 . 流量计 ;

5 . 固定床 反应器;

6 . 热电偶 ;

7 . 电源;

8 . 电源控制开关 ;

9 . 炉温控制器 ;

1 0 . 反应温度控制器;

1 1 . 烟气配 制;

1 2 . H C

1 净化 ;

1 3 . 反应温 控;

14.HCI浓度检测 图1HCI干法吸收热态固定床实验装置系统 F i g .

1 E x p e r i me n t a l d e v i c e s y s t e m o f HC

1 d r y p r o c e s s a b s o r b e d t h e r ma l s t a t e f i x e d b e d 通过实验证明: 一定量的干压缩空气鼓人密封的 浓盐酸瓶后带出的气流经过干燥后与干燥空气混合 , 浓度在

1 0 m i n内是稳定 的.这里所 谓的 模拟烟气 , 并没有完全模拟实际烟气的组分 , 而是为了分别测量 单独的 H C

1 存在和有 c

0 2 、 H

2 0存在时 H C

1 的吸收效 率, 所以模拟烟气的组分仅是空气与 H C

1 气体的混合 物或空气 、 H C

1 气体 、 c o

2 、 H

2 0气体的混合物 , 但各种 气体在 模拟烟气 中的浓度控制在实际烟气 中相应 组分的浓度范围内. H C

1 气体浓度的测量在实验中采用硫氰酸汞 比 色法 ( H J / '

~7 一~

9 9

9 ) .

1 .

2 实验方法 为 比较 某种参数改变时吸收效果的改变 , 必须维 持其它反应参数不变.而在固定床上, 各种反应参数 却是相互关联的, 比如烟气中 H C

1 浓度改变时, 要维 持( 吸收剂/ H C

1 ) 的反应摩尔比不变, 就必须适当改变 吸收剂的用量, 也就是改变吸收剂在固定床层上的厚 度,但这时 H C

1 气体与 吸收剂之 间的接触反应时 间就 改变 了.本实验第 一次采 用 如下创 造性的方法 来保 证某种参数改变时 H C

1 气体与吸收剂之间的接触反 应时间不变 : 每一次试验中多次测量 H C

1 的进出口浓 度,事先调节好一 次进 口浓 度值 , 测量某 反 应条 件下的出口浓度值;

然后维持所有反应条件不变 , 调整第 二次进 口浓度为第一次 出 口度值 ;

第三 次进 口浓度 为 第二次 出口度值 . 实验前通入不含 H C

1 的空气将炉子( 反应器 ) 升 温到所需温度, 当炉温恒定时再通人 H C

1 气体 , 这样 可保持反应温度恒定不变.

2 实验结果 在整理 实验数据 时作 如下假定 :

1 ) 吸收剂料层在反应过程中恒温且整体等温.

2 ) 整个吸收剂料层 与气体接触均匀 , 无径 向浓差 、 速度差.

3 ) 吸收剂颗粒均匀而且为球形 .

2 .

1 C a ( O H )

2 、 C a O 、 电石渣的最大利用率 一 定条件下 吸收剂 的最大 利用 率不 仅与HC1的吸收效率有关 , 而且还关系到吸收剂的回用问题.如 果吸收剂的可利用率高 , 则在工程实际中, 可将收集 的飞灰进行 回用 , 减少吸收剂的消耗 , 节省运行 费用 . 实验中当一定量的某种吸收剂置于固定床上时 , 连续 通入 H C

1 气体 , 并每分钟采样检测 , 当出口浓度与进 口浓度相等时, 认为吸收剂已达到最大利用率.实验 结果 ( 见图

2 ) . 实验中对电石渣按

9 5 .

7 1 %C a ( O H)

2 计算 , 其它 成分按

4 .

2 9 %的惰性杂质计算. x Ca ( OH O Ca O a电石渣 T =

2 f H J ℃ 颗粒度d = = l J . I I : { u

1 1

1 1

1 1 pl l (

1 :I . S S g / Nm a I O H b =S. f ) J S a C a O = . } ;

j l '

J a T i ^

5 .

6 I S t ( mi n ) 图2各种吸收剂的最大利用率 F i g .

2 T h e b i g g e s t u t i l i z i n g r a t e o f s e v e r a l k i n d s o f a b s o r b e r 可见, 在实验条件下 , C a ( O H )

2 和CaO经过

1 0 r a i n 维普资讯 http://www.cqvip.com

3 2 新疆环境保护第26卷逐渐达到其最大利用率 , 纯CaO利用率最小 , 只有

1 5 %左右 , 纯Ca(OH)2利用率在

3 2 %左右, 而电石渣 在lOmin后利用率已达

3 7 %以上, 但仍没有达到其最 大利用率 , 说明某些杂质的存在有利于 H C

1 的吸收, 或者电石渣具有比纯 C a ( O H )

2 更 良好的内孔结构.

2 .

2 摩尔比 a 对吸收效果的影响 吸收剂 的用量 多少在 化学 比量 关 系上表 现为反 应摩尔比.在实际工程中, 摩尔 比是一个很重要的数 据 .摩 尔 比过小 , H C

1 的净化 效 果将 达不到要求 ;

而 摩尔比过大, 不仅增加吸收剂的费用, 而且喷射与除 尘负担加 重,运行 费 用也 增加 , 同时 吸收并 不随摩 尔 比的增加而成正 比例地增加 , 导致吸收剂利用率下降 造成浪费.因此合理地确定摩尔比值的范围是非常 重要的.吸收效率随 a 改变的实验结果( 见图

3 ) . 一一将鞍0Ca { 0H)

0 Ca

0 也石渣 - r =2 ( ) ( } ( 、 ! 粒J 蔓【 I =…)

1 1

1 1

1 1 『 J l I ¨ =I

5 7

5 g / Nm '

3 4

5 6

7 } { 【 J l

0 I 】 图3吸收效率与摩尔比 q 的关系 F i g.

3 T h e r e l a t l o ml f i p b e t w e e n a b s o r b i n g e f f i c i e n c y a n d mo l e r a t i o q 实验结果表明: 在实验条件下, 随吸收剂用量 的 增加即摩尔比 a 的增大, H C

1 的吸收效率升高.电石 渣的吸收效果几乎 与纯 C a ( O H)

2 相当, 比较好 , 纯CaO的吸收效果 比较差.但当纯 C a ( O H)

2 和电石渣 的a>

6、CaO的 a >

8 时, 吸收效率不再明显增加.所 以如果实际工程中希望用提高 a 来提高吸收效率 , 在一定条件下是无意义的. C a O的a影响范 围与 C a ( O H)

2 和 电石 渣稍 有不 同的原因可作如下分析 : C a O的吸收效率本来较低 , C a O的利用率很小 , 增加摩尔 比后, 可利用的吸收剂 份量增加, 因而相对提高了吸收效率.

2 .

3 H C

1 气体浓度对吸收效果的影响 垃圾焚烧炉烟气中 H C

1 气体的浓度是经常变化 的, 其大小主要受垃圾成分的影响, 如果选用固定的 某一吸收剂的剂量, 则在烟气中 H C

1 浓度降低时, 会 造成吸收剂的浪费;

反之, 又可能达不到要求.如能 确定吸收效果随 H C

1 气体浓度变化的规律 , 则在燃烧 不同成分的垃圾 时, 可适 当调整吸收剂的用量.同时, 深圳市城市生活垃圾塑料成分含量较低, 烟气 中HC1气体浓度也不高 , 能否在 H C

1 浓度本身不高的情 况下采用于式净化来达到高标准的排放要求, 或者 H C

1 浓度低时是否更容易达到排放要求是本项实验 要 确定 的内容 .实验结果 ( 见图

4 ) . } { I J 【 】 萋'

一_lIJ:{(J2(J图4吸收效 率与 H C l 浓度的关 系Fig.4Therelationshipbetweenabsorbinget~c i e n c y a n d HC

1 c o n c e n t mt l o n 图4表明吸收效率与 H C

1 气体浓度对 C a ( O H)

2 的吸收能力有显著的影响, p H c

1 升高, 则吸收效率也增 大, 反之, p H C l 下降, 吸收效率也 大幅度降低.而对 C a O所产生的影响, 虽然也是随着 p H c

1 下降, C a O对HC1吸收效率也相对降低, 但降低幅度不如 C a ( O H) 那样明显.这项结果也可作为前面对吸收效率影响 的进一步说 明: 因为使用 C a O作吸收剂时, T

7 H c

1 的大 小对 p H c

1 并不特别敏感 , 在实验 中增加 C a O的用量 后,CaO对较低浓 度的HC1的具 有一 定的吸收能 力,所以仍能继续使吸收效率提高. 可见 , 在烟气 中HC1浓度本身较低 的情况下 , 采 用于式净化使排烟浓度达到较高标准, 并不是十分容 易的.p H c l 的影响原因包括两个方面: 一是 H C

1 气体 的扩散能力 ;

二是吸收剂的吸附能力.如果吸收........