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氫氧化鈣在生活垃圾焚燒發電廠的應用

我國城市生活垃圾的處理主要有衛生填埋、焚燒發電和堆肥等方式,其中,焚燒發電可以高水平實現生活垃圾的減量化、資源化、無害化,逐漸成為國內城市處理生活垃圾的主流工藝。在生活垃圾焚燒發電廠中,氫氧化鈣,化學式Ca(OH)?,簡稱熟石灰,因其強堿性、成本低等特點,被廣泛應用于多個關鍵環節,主要包括煙氣凈化、飛灰處理、廢水調節及焚燒過程優化等。以下是具體應用場景及原理:
氫氧化鈣在生活垃圾焚燒發電廠的應用
一、煙氣凈化系統:酸性氣體脫除
生活垃圾焚燒會產生大量酸性污染物(如SO?、HCl、HF等),氫氧化鈣是核心脫除藥劑,主要通過干法、半干法或濕法工藝實現凈化:
1、干法/半干法脫硫脫氯
主流工藝為“熟石灰粉末噴射+布袋除塵器”(干法)或“熟石灰漿液噴霧干燥”(半干法),適用于中小型焚燒廠或對廢水排放限制嚴格的場景。無需額外廢水處理,成本低,設備簡單;半干法效率高于干法,脫除率可達80%-90%。
反應原理:
中和二氧化硫:Ca(OH)2+SO2+0.5O2→CaSO4+H2O
中和氯化氫:Ca(OH)2+2HCl→CaCl2+2H2O
中和氟化氫:Ca(OH)2+2HF→CaF2+2H2O
2、濕法脫硫(輔助工藝)
作為深度凈化環節,與干法/半干法串聯,用于高濃度酸性氣體處理。氫氧化鈣配制成漿液,在洗滌塔中與煙氣逆向接觸,吸收酸性氣體,生成石膏(CaSO?)等副產品。
二、飛灰穩定化處理
焚燒產生的飛灰含有重金屬(如Pb、Cd、Hg等)和二噁英,需穩定化后安全填埋,用熟石灰調節飛灰pH至堿性(pH>10),使重金屬形成氫氧化物沉淀(如Pb(OH)?、Cd(OH)?),降低浸出毒性;同時,堿性環境抑制二噁英再生成。飛灰與熟石灰、水混合攪拌,反應后固化,滿足《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB 16889)中重金屬浸出限值。
三、廢水處理與調節
1、滲濾液預處理:焚燒廠垃圾儲坑滲濾液呈酸性,投加熟石灰中和酸度,調節pH至6-9,便于后續生化處理。
2、脫硫廢水處理:濕法脫硫產生的廢水含高濃度Cl?、Ca2?,熟石灰輔助沉淀重金屬離子(如Mg2?、Fe3?),降低污染物濃度。
四、焚燒爐內工況調節
1、爐內堿性環境控制:少量熟石灰直接噴入焚燒爐燃燒室,中和焚燒過程中產生的酸性物質,抑制氯元素參與二噁英合成反應,減少污染物生成。
2、爐渣改良:調節爐渣pH,避免酸性爐渣腐蝕設備,同時利于后續資源化利用(如建材原料)。
五、優勢與注意事項
1、優勢:成本遠低于NaOH、NaHCO?等堿性藥劑,來源廣泛;對多種酸性氣體(SO?、HCl、HF)協同脫除,兼容不同工藝;常溫下穩定,運輸儲存方便,無強腐蝕性(相比濃堿液)。
2、注意事項:干法工藝受反應溫度(最佳600-800℃)和接觸時間影響,需精準控制噴粉量和爐內流場。脫硫產生的CaSO?、CaCl?等需鑒別是否為危險廢物,部分場景需按固廢標準處理。
總結
氫氧化鈣在生活垃圾焚燒廠中是酸性氣體脫除、飛灰穩定化、廢水調節的核心藥劑,貫穿“焚燒-凈化-固廢處理”全流程,其應用既滿足環保標準(如 GB 18485《生活垃圾焚燒污染控制標準》),又兼顧經濟性和實用性。未來隨著超低排放要求提升,氫氧化鈣與活性炭、脫硝劑等的協同工藝將進一步優化,助力焚燒廠綠色化升級。

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