生石灰在垃圾焚烧与烟气净化中的应用

日期:2026-05-26 12:22 来源:润丰矿业 作者:赵明 浏览量:2

日期:2026-05-26 12:22 作者:赵明 浏览量:2

随着城市化进程加快和“无废城市”建设的推进,垃圾焚烧发电已成为中国城市生活垃圾处理的主要方式之一。垃圾在焚烧过程中会产生含有酸性气体(HCl、SO₂、HF、NOx)、重金属(Hg、Pb、Cd、As、Cr)和二噁英/呋喃(PCDD/Fs)等污染物的烟气,必须经过严格的净化处理才能排放到大气中。生石灰(CaO)及其水化产物(Ca(OH)₂)是烟气净化系统中最常用的脱酸剂,用于中和酸性气体、吸附重金属和辅助去除二噁英。它是生活垃圾焚烧烟气净化“三道防线”(脱酸-除尘-脱硝)中的重要一环。

垃圾焚烧烟气中的酸性气体主要来源于垃圾中的含氯塑料(PVC)、厨余(含盐)、含硫物质(橡胶、纸张)等。HCl是浓度最高的酸性气体(500-1500mg/Nm³),SO₂次之(100-500mg/Nm³),HF少量(5-30mg/Nm³)。脱酸工艺(酸性气体脱除)分为干法、半干法和湿法三种。其中,半干法脱酸结合了干法和湿法的优点,是目前中国垃圾焚烧厂应用最广的技术。

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半干法脱酸的核心设备是旋转喷雾干燥脱酸塔。将生石灰在石灰消化槽中加水配制成10%-15%浓度的石灰浆(Ca(OH)₂悬浊液),经高速旋转雾化器(14000-20000转/分钟)雾化成微细液滴(粒径20-80微米),喷入脱酸塔内。烟气(温度约180-240℃)从塔顶部进入,与雾化石灰浆液滴逆向(或顺向)接触,发生以下反应:2HCl + Ca(OH)₂ → CaCl₂ + 2H₂O;SO₂ + Ca(OH)₂ → CaSO₃ + H₂O;2HF + Ca(OH)₂ → CaF₂ + 2H₂O。同时,烟气的高温使石灰浆液滴中的水分迅速蒸发,产物(CaCl₂、CaSO₃、CaF₂、未反应的Ca(OH)₂、飞灰等)形成干燥的固体颗粒,随烟气进入袋式除尘器。半干法脱酸的优点是:脱酸效率高(HCl≥95%,SO₂≥80%-90%),无废水排放(水全部蒸发),设备腐蚀较湿法轻,副产物为干粉(易于输送和处置)。技术参数控制:烟气与石灰浆的接触时间≥1.5秒;雾化器转速与石灰浆流量匹配,保证液滴完全蒸发;脱酸塔出口烟气温度控制在140-160℃(防止结露腐蚀下游设备,又要保证石灰浆蒸发完全)。石灰消耗量约为每吨垃圾5-15公斤(视垃圾中氯和硫含量而定)。

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干法脱酸是将生石灰粉(或消石灰粉)通过气力输送直接喷入烟道(脱酸塔前或除尘器前),石灰粉末与烟气中的酸性气体接触反应。干法脱酸的优点是设备简单、投资低、无废水;缺点是脱酸效率较低(HCl 50%-70%,SO₂ 30%-50%),石灰用量大(钙酸比高),通常用作半干法或湿法脱酸的预处理或备用系统。

在活性炭-石灰联合喷射系统中,活性炭粉末和石灰粉末(或消石灰)通过各自的喷射装置喷入脱酸塔出口至袋式除尘器之间的烟道中。活性炭用于吸附气态重金属(汞Hg⁰)和二噁英/呋喃;石灰粉末继续中和剩余的酸性气体,并吸附部分重金属(特别是Hg²⁺、PbCl₂等)。联合喷射后,烟气进入袋式除尘器,活性炭和石灰粉末被滤袋捕集,形成滤饼层,烟气通过滤饼层时进一步与活性炭和石灰接触,延长反应时间,提高去除效率。这一组合工艺对二噁英的去除率可达95%-99%,对重金属Hg的去除率可达80%-95%(取决于Hg的形态和活性炭喷射量),是目前垃圾焚烧烟气净化系统的标准配置。

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