袋式除塵器在垃圾焚燒爐煙氣凈化系統(tǒng)中的應(yīng)用
一、前言
     隨著國民經(jīng)濟和城市建設(shè)的發(fā)展 , 全國城市生活垃圾的量呈逐年增加的趨勢 , 而人們對城市環(huán)境質(zhì)量要求的提高 , 城市生活垃圾已成了困擾市政建設(shè)的難題之一。 
     對城市生活垃圾的處理 , 除了少量采用堆肥或其他處理方法外 , 填埋是城市生活垃圾處理的主要手段。但是 , 在全國許多大中城市 , 現(xiàn)有的垃圾填埋場已難以滿足需要 , 而新填埋場的選址因為城市化地區(qū)的擴大而越來越遠(yuǎn)離市區(qū) , 且征地動遷困難 , 必然使垃圾處理費增高。同時 , 這種傳統(tǒng)的集中堆棄方法不但占用大量的土地資源 , 而且造成二次污染 , 還會因大噸位遠(yuǎn)距離的垃圾運輸而增加城市交通的負(fù)荷。而且 , 隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展 , 這種矛盾會越來越突出。
生活垃圾的焚燒技術(shù)具有垃圾處理、并具有能外供能源及回收廢金屬等收益 , 因此能達(dá)到垃圾處理無害化、減量化、資源化的目的。但由于焚燒后產(chǎn)塵有害、有毒的煙塵 , 嚴(yán)格凈化才行。在我國頒布的 “ 生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn) ” 中 , 更是明確規(guī)定 : 生活垃圾焚燒爐除塵裝置采用袋式除塵器。 
     日本、美國、歐洲及韓國、新加坡和臺灣等工業(yè)發(fā)達(dá)我國及地區(qū)已在處理生活垃圾、工業(yè)垃圾及特殊廢棄物的設(shè)施中大量采用焚燒技術(shù)。我國的深圳也早在許多年前 就對垃圾焚燒技術(shù)進(jìn)行了探索和實踐 , 至今已有了多年的運行經(jīng)驗 ; 目前在上海已分別在浦東和浦西興建了兩座大型的垃圾焚燒廠 , 浦東的垃圾焚燒廠已投入運行 , 浦西的垃圾焚燒廠也即將點火試車 , 在廣州已有數(shù)座中小型垃圾焚燒廠已投入運行 , 在北京、大連、武漢等大、中城市 , 垃圾焚燒廠已在籌建之中。用焚燒處理垃圾將會成為垃圾處理的重要手段。
二、 生活垃圾焚燒廠的煙氣凈化工藝

     目前 , 我國垃圾焚燒爐的煙氣凈化多采用干法和半干法凈化工藝。半干法凈化工藝是將堿性反應(yīng)物以液態(tài)形式加入 , 中和反應(yīng)的生成物以固態(tài)形式收集 , 其組合形式一般為 “ 噴霧反應(yīng)器 + 袋式除塵器 ” 。半干法工藝不但可以達(dá)到較高的污染物凈化效率 , 相對濕法工藝來說流程簡單 , 無廢水需要處理 , 投資和運行費用較低 , 在國外應(yīng)用較為普遍。目前在上海的兩座大型垃圾焚燒廠均采用此工藝。
三、 生活垃圾焚燒廠煙塵的特點

     要凈化煙氣 , 首先了解生活垃圾焚燒煙氣的特性。生活垃圾焚燒產(chǎn)生的煙塵具有如下特點 :   1. 煙氣含濕量大。這是因為生活垃圾中原本的含水量就大 , 而且在燃燒中一些碳?xì)浠衔镆采伤?。一般含濕量?23 ～ 30% 。 
  2. 因垃圾成分復(fù)雜 , 燃燒后產(chǎn)生的煙塵中有毒、有害成分也復(fù)雜 , 其中包括一些微量的金屬 , 如汞、鎘、鉛、鉬、鉻、鎳、銅 …… 。而且產(chǎn)生的顆粒物的粒度也較細(xì) , 粘度還高。 
  3. 煙氣成分也復(fù)雜。與燃煤鍋爐不同 , 它不但含有 O 2 、 SO x 、 CO 2 、 NO x 等外 , 還有 HCl 、 HF 等酸性氣體 , 水蒸汽 , 總烴 (THC) 。這在濾料的選擇時都仔細(xì)加以研究、考慮。 
  4. 由于燃燒中還可能產(chǎn)生二惡英和呋喃等致癌物質(zhì) , 對人體其有害。一般都在袋式除塵器前噴入活性炭來吸附 , 這也要注意。 
  5. 煙塵粒徑細(xì)、粘度高。 
從以上特點可以看出 , 生活垃圾焚燒煙氣凈化和除塵既具有相當(dāng)大的難度又十分重要。
四、 關(guān)于袋式除塵器的選型

    1. 袋式除塵器清灰方式的確定 
     袋式除塵器常用的清灰方法有反吹風(fēng)、振動和脈沖的清灰方法。反吹風(fēng)、振動的清灰方法 , 能耗低 , 但一般過濾速度選用也比脈沖清灰方法低一半左右 , 這樣導(dǎo)致占地面積大 , 增加初投資費用。
     在對粉塵的捕集效率上 , 兩者的區(qū)別并不大。這是因為濾料上的粉塵層并不是很容易被 “ 過度清灰 ” 的 , 而且在垃圾焚燒上經(jīng)常出現(xiàn)的問題是清灰不好 , 也就是說濾袋上的灰清不下來 , 導(dǎo)致阻力不斷增加。 
     在垃圾焚燒爐上的袋式除塵器好采用分室結(jié)構(gòu)。這方便在不影響焚燒爐運行的情況下進(jìn)行維修。而且分室后可采用三狀態(tài)清灰的方法來提高清灰的效果。 
     在采用脈沖袋式除塵器時 , 我們一般采用的噴吹的壓力為 4.5 ～ 6.5kg/cm 2 。 
    2. 袋式除塵器的確定 
    (1) 首先要正確確定燃燒的煙氣量。因為袋式除塵器大小取決于過濾面積的多少 , 一但確定就不好改變 , 如果煙氣量估算小了 , 則實際過濾速度就大 , 導(dǎo)致設(shè)備阻力大 , 清灰不良 , 難以長期連續(xù)運行 ; 而估算大了 , 則設(shè)備初投資高 , 但運行上不會有什么問題。 
    (2) 濾袋材質(zhì)的選擇。要根據(jù)煙塵的性質(zhì)和煙氣的成分選擇合適的濾料。濾料的選擇是關(guān)鍵 , 如果濾料不合適 , 使用壽命受影響 , 而更換濾料的費用卻不菲。 
     濾料的材質(zhì)要考慮以下因素 : 耐溫、耐酸、耐堿、耐氧化等 ; 另外 , 由于垃圾焚燒煙氣的濕度大 , 抗水解能力也是選擇濾料考慮的一個因素。由于濾袋材質(zhì)的不同其價格差異很大 , 所以終的選擇往往是一次性投資和運行成本及效果綜合考慮的結(jié)果。不同的濾料的使用溫度、除塵效率、清灰性能、費用及對煙氣中不同化學(xué)成分的程度都 不一樣 , 需要綜合考慮來選擇。 
     一般可供選擇的濾料有 : 玻璃纖維濾料 ,Teflon,Ryton,P84,Gore-tex 等。 Ryton 濾料其抗酸、耐水解、耐磨的性能都好 , 價格也不太貴 , 只要煙氣含氧量低于其能耐受的程度 ( 不同的溫度下能耐受的含氧量不同 ), 就能取得良好效果。 P84 的捕塵效果比 Ryton 更好 , 但耐水解能力不如 Ryton 。戈爾塔克斯性能好 , 但價格較高 , 特氟綸耐酸、堿等性能好 , 但價格昂貴。玻纖布不能過濾含 HF 的氣體 , 但價格比較適宜。 
    (3) 注意煙氣的酸露點。當(dāng)煙氣溫度低于酸露點時 , 結(jié)露所產(chǎn)生的酸液將腐蝕設(shè)備和在濾料上形成煙塵粘結(jié)。因此要對除塵系統(tǒng)采取一些措施 , 如灰斗加熱 , 熱風(fēng)循環(huán) , 管道旁通 , 設(shè)備保溫、煙氣加熱等。 
    (4) 注意選擇制造精良的設(shè)備。尤其是脈沖噴吹系統(tǒng)的各部件、組件 , 各檢查門 , 出灰、輸灰裝置、濾袋與花板的配合、濾袋籠骨的設(shè)計及加工質(zhì)量 ( 光潔度和垂直度等 ) 都要好 , 否則會影響設(shè)備的長期良好運行。
五、 袋式除塵器的應(yīng)用

    1. 上海某生活垃圾焚燒廠  該廠日處理生活垃圾 1000t/d, 其煙氣凈化系統(tǒng)采用半干法旋轉(zhuǎn)噴霧吸收塔和袋式除塵器。
     從焚燒爐來的酸性煙氣進(jìn)入旋轉(zhuǎn)噴霧吸收塔 , 被霧化的石灰漿液中和、吸收 , 再被噴入的活性炭粉吸附掉重金屬和二惡英等有害物質(zhì) , 然后所有煙氣和絕大部分粉塵一起進(jìn)入袋式除塵器 , 經(jīng)袋式除塵器過濾后的干凈氣體由引風(fēng)機送到煙囪排出。由于粉塵停留在袋式除塵器的濾袋上 , 一些未反應(yīng)完的石灰、活性炭就在濾袋上繼續(xù)中和、吸附煙氣中的酸性物質(zhì)與重金屬以及二惡英等有害物質(zhì) , 進(jìn)一步提高了凈化率。 
     袋式除塵器入口設(shè)置有旁通閥 , 當(dāng)煙氣溫度大過濾料的承受溫度時 , 即打開旁通閥 , 保護(hù)濾袋 ; 當(dāng)煙氣溫度低于酸露點溫度時 , 則打開電加熱系統(tǒng)提高煙氣溫度。 
     正常工況時 , 進(jìn)入袋式除塵器煙氣的組成如下 :
成分  煙塵  HCl  SO 2  HF  NO x  Hg  Cd  Ni+As  Sh+Co+Sn+V
含量， mg/m 3  350  <50  <200  <2  320 ～ 350  0.3  1.2  3  80

     袋式除塵器的技術(shù)參數(shù)如下 :
     處理風(fēng)量     84000Nm 3 /h 
     煙氣溫度     140 ℃ 
     過濾面積     1980m 2 
     過濾速度     1.06m/min 
     濾袋規(guī)格     180 ～ 5000mm 
     濾袋材質(zhì)     P84+PTFE 覆膜 ( 進(jìn)口 ) 
     出口粉塵濃度    ＜ 50mg/m 3
     該項目已于 2001 年 12 月點火運行 , 性能良好。
    2. 上海另一生活垃圾焚燒廠
     該廠一期工程是兩條日處理 500t/d 生活垃圾焚燒爐。配套的袋式除塵器規(guī)格如下 : 
     處理風(fēng)量     96000Nm 3 /h 
     煙氣溫度     140 ℃ 
     過濾面積     2272m 2 
     過濾速度     1.08m/min 
     濾袋規(guī)格      直徑 127 ～ 4900mm 
     濾袋材質(zhì)     Ryton/Ryton 抗酸性 ( 進(jìn)口 ) 
     出口粉塵濃度      ＜ 50mg/m 3 
     當(dāng)進(jìn)入袋式除塵器的溫度＜ 130 ℃ 時 , 開啟電加熱器 ; 當(dāng)入口溫度＞ 240 ℃ 時 , 打開旁通閥。