大部分城市以焚烧作为垃圾处理主要方式,生成大量重金属、NOX颗粒物、SO2等污染物,对环境造成严重污染[1]。当前采用常规焚烧污染物处理工艺均未达到焚烧污染控制标准,其中,NOX颗粒物、SO2含量较高,如何脱硫脱硝成为当前研究难点。本文将根据活性焦性质,提出一体化脱硫脱硝净化处理方案,通过实践应用验证方案可靠性。
一、活性焦性质
活性焦是1种以煤炭为原料制作的吸附材料,成本較低,化学性质稳定,具有较好的还原性和热稳定性,通常情况下,作为还原剂使用。
1、物理***性
活性焦内部含有较多微孔,使得该材料具有较好的吸附性。按照国际标准,按照孔径大小不同,可以将其划分为大孔、中孔、小孔3种孔径,用于不同催化需求的化学处理[2]。其中,大孔孔径在50nm以上,中孔孔径范围2-50nm,小孔孔径为2nm。
2、化学***性
该材料表面附着大量含氮官能团和含氧官能团,容易吸附酸性及碱性物质,与活性炭相比,此材料脱硫性能更强一些。
3、再生***性
材料净化烟气时,表面吸附大量物质,采用水洗法或者加热法等,可生成硫酸、单质硫、液态二氧化硫等[3]。
通过分析活性焦***性可知,此材料适合净化焚烧烟气。因此,本文将选取此材料作为焚烧烟气净化处理主要材料,对净化吸附系统进行设计研究。
二、活性焦一体化脱硫脱硝烟气净化吸附系统
1、系统组成
本系统以活性焦为核心材料,设计烟气净化吸附系统。该系统主要由活性炭循环传送子系统、活性炭再生子系统、脱硫脱硝吸附子系统、烟气子系统、氨气蒸发子系统组成。其中,活性炭循环传送子系统是整个系统净化吸附处理物质传输通道,烟气子系统是焚烧烟气来源,向系统提供烟气的控制装置,其余3个子系统是本系统的核心部分。
2、脱硫脱硝吸附子系统
该部分由6个脱硫脱硝模块构成,处理量均为75000Nm3/h,沿着从上至下方向依次传送焚烧烟气,在阀门控制下,对吸附模块、活性炭设备等进行吸附控制,实现脱硫脱硝处理。整个系统运行期间,塔体不存在死角,采用压缩空气吹扫,便于净化精度提升。考虑到净化处理期间,活性焦可能出现闷燃情况,对系统正常运行造成威胁,本系统在各个吸附塔中配备了防爆门,并设置了氮气消防装置,净化塔阻力在1800Pa以下,符合吸附力控制要求。
3、活性炭再生子系统
利用活性焦吸附含有二氧化硫的活性炭,在传送子系统的作用下,将其传输至再生塔,利用列管式换热型式,对再生塔中物质加以处理。为了满足化学反应环境温度要求,将其划分为冷却段和加热段,选取氮气作为加热介质,并控制再生反应行走途径,得到预期反应物质。在此过程中,换热介质流通途径为壳程,活性炭流通途径为管程。沿着从上至下方向依次处理,利用阀门控制物料流通,在冷却段、加热段、振动筛等作用下,得到再生物质。
4、氨气蒸发子系统
该子系统主要用于脱硝,设定氨水额定蒸发流量大小为750kg/h,在温度变送器作用下,与蒸气阀门建立连接,针对管网温度变化情况控制阀门,使得当前环境达到***佳脱硝环境。如果子系统运行期间出现异常需要检修,此时立即关闭蒸气调节阀,避免设备受损。当物料进入壳程后,子系统内置气液分离器将去除雾滴,将生成气体在设定温度下传输至氨气混合器中,保证氨气供应充足,使得整个子系统得以正常运行。