医疗废物焚烧烟气污染物中的酸性物质处理方法
要去除烟气中的含酸物质(以氯化氢为主),可以采用湿法、半干法或者干法。湿法是将吸收剂配制成溶液或浆液,然后大量喷洒至筛板塔、喷淋塔、填料塔等净化设备内,此时烟气中的酸性污染物被中和吸收而去除。吸收剂常采用烧碱或生石灰。干法是将干粉吸收剂喷入烟道或其他反应器内,烟气中的酸性物质与吸收剂发生反应,再整体送至除尘装置,反应物及烟气中的其他颗粒一同被脱除。半干法工作原理同湿法相似,液态吸收剂喷入量应严格控制,以能被高温烟气蒸发生成粉状产物为准。
半干法烟气脱酸工艺兼具干法和湿法的优点,能耗少,设备简单,在国内应用较多。半干法脱酸设备主要包括急冷塔和半干脱酸塔。
焚烧烟气首先进入急冷塔,主要作用是使烟气迅速降温,减少二噁英类物质在300~500℃温度区间再次生成。经过换热设备后烟温降低到550℃左右,向急冷塔内喷入水作为直接冷却介质,烟气经过急冷塔时与雾化后的水接触,使得传热速度较快,迅速将烟温降低至200℃左右,控制这一过程的反应时间小于2 s。烟气与水雾在一同混合下落过程中实现了汽化,塔底基本不产生污水。
烟气经过急冷塔后即进入半干脱酸塔,目的是去除烟气中酸性气体。入口烟温约200℃,出口烟温约170℃,采用喷吸收剂的方式,脱除烟气中大部分酸性气体。现以石灰浆为例说明,这一反应共分两步,首先:在半干脱酸塔内,待处理烟气与石灰浆雾滴充分混合,氯化氢等酸性气体与浆液雾滴中的碱性成分发生化学反应;第二阶段:烟气本身携带的热量使浆液雾滴中的水分蒸发,使得浆液中石灰及反应生成物变成固态颗粒,在塔下部以及后续的烟气处理设备内,与气态污染物继续发生反应,总的污染物净化效果有所提高。
也可同步进行烟气急冷和半干法脱酸。采用喷射含碱水溶液急冷法(一种换热效率较高的换热方式),先用高效雾化喷嘴将氢氧化钠溶液雾化成极小的雾滴,尔后与烟气直接发生热交换,将水滴快速变成水蒸气,在短时间内(≤ 1s)即可将烟气温度降低至160 ~ 200℃,从而遏制“飞灰”在中温段发生异相催化,防止二噁英再次生成,同时中和大部分酸性污染物。
为提高脱酸效率,有的工艺路线在急冷和半干法脱酸后,再加一步干法脱酸,将消石灰粉喷入烟道内,与烟气中的剩余酸性物质继续反应。由于急冷或半干法脱酸后烟气中仍含有部分水汽,用这种方法脱酸效果更佳。
焚烧烟气中的氮氧化物也是常见的酸性污染物,通过控制燃烧条件来抑制其产生属于源头治理,接下来再考虑末端处理。氮氧化物的去除技术包括选择性非催化还原法、氨还原法以及烟气再循环法等。