煙氣脫酸工藝設計時需要考慮的因素
由于垃圾焚燒煙氣成分復雜,而且各物質之間相互影響。本文主要介紹以下幾種在煙氣脫酸工藝設計時需要考慮的因素,并針對每種因素介紹相應可以改善脫酸效率的措施。

1 煙氣溫度
對于干法去除酸性氣體,可選用Ca(OH)2 或者CaO。溫度根據K. Liu、A. D. Lawrence的研究,CaO 和HCl 的反應在600~850oC 效果較好,在650oC 附近反應最為激烈。流化床鍋爐多選用CaO,在流化床上部噴入石灰,滿足溫度條件。對于爐排爐如選用CaO,需要在余熱鍋爐受熱面區域內噴入,對余熱鍋爐改動較大,并且國內垃圾因為沒有分類收集,含灰量較高,石灰的噴入會導致鍋爐底部灰量增加,容易堵塞。因此爐排爐干法去除HCl 選用Ca(OH)2,在反應塔和布袋之間噴入,煙氣溫度一般設置在150oC 左右,兼顧反應的效率及酸霧點。
在半干法和濕法脫酸過程中,煙氣溫度過高時,酸性物質從氣相到液相擴散量減少,酸性氣體的吸收量也減少,霧滴蒸發加快。導致霧滴過干,吸收劑失去活性,降低了吸收劑的利用率,導致脫酸效率降低。但溫度太低使煙溫降低,在半干法工藝中,煙氣進入除塵器時溫度低于霧點,導致腐蝕或脫硫灰結塊的現象;濕法工藝中煙氣溫度過低會造成排放煙氣產生“冒白煙”的現象。
2 吸收劑性能
消石灰是干法脫酸技術常用吸收劑,顆粒的大小影響其活性,顆粒越小,活性越大。同時,純度越高,反應越充分,吸收速率較快。鑒于此,脫酸工藝要保證消石灰顆粒的大小及其純度,要保證其細度為90% 以上且可以流經100目篩。純度和活性要達到90% 以上。
在采用旋轉噴霧干燥工藝脫酸時,石灰漿濃度和霧化液滴大小是影響反應塔脫酸效果的主要因素。根據解海衛等的脫酸模型研究,石灰漿濃度在10%~25%濃度變化范圍內,隨著濃度升高,酸性氣體去除率略有下降,增加石灰漿濃度意味著水分含量降低,同樣質量的石灰漿霧化效果相同時如果濃度提高則每個小液滴的液體表面會減少,也就是減少與酸性氣體氣液接觸面積,降低酸性氣體去除效率。但石灰漿濃度過低反應介質Ca(OH)2 含量減少也會影響HCl去除率。參數未優化前石灰漿制備系統濃度設置一般控制在12%~13%,因此可以通過濃度調整找到一個最佳的濃度值對應最佳的酸性氣體去除率。
3 化學計量比
酸性氣體的去除效率隨化學計量比(SR) 的增加而增大,增大速度由快到慢;脫硫率的增大速率大于脫氯率的增大速率。原因是SR 增加,相當于脫酸反應方程式中一種反應物濃度增加,從而使脫酸過程反應更徹底。當化學計量比增加到一定數值后,繼續提高計量比,酸性氣體去除效率的增加速度將變緩,吸收劑的利用率開始降低。因此選擇合適的SR既有利于改善脫酸效率,又有利于節約物料。