随着经济的发展，城市生活垃圾的产生量也在不断地增长。目前城市生活垃圾处理方 式，主要有卫生填埋、高温堆肥和焚烧制能三种办法。由于卫生填埋和高温堆肥两种方式 会产生环境污染问题，因而焚烧制能处理方式是城市生活垃圾处理的方向。但是焚烧制能 处理中生活垃圾经过高温焚烧后产生的烟气中含有大量二噁英、重金属、HCL、HF、SOx等 有害成分，因此必须对烟气进行处理后达标排放。随着国家节能减排政策的大力推进，对 废弃物排放的标准要求越来越严格，对烟气净化设施的先进性、可靠性、安全性、适用性 也提出了更高的要求。
世界各国对生活垃圾焚烧后烟气处理技术的分类，通常是根据酸性气体的去除技术划 分为干法、半干法和湿法三类。干法是通过往布袋除尘器的入口烟道喷射氢氧化钙粉实现 净化，它虽然不产生废水，但中和剂的利用率太低，且不能保证脱硫率而逐渐被淘汰；而 湿法的投资成本较高，且其产生的废水含有重金属元素而造成二次污染，故一般不用于处 理生活垃圾焚烧的烟气净化。目前现有的半干法采用石灰浆为中和吸收剂，存在中和剂的 耗量较高、调节不够灵活、负荷适应性差，浆管和喷嘴容易堵塞和磨损，而且净化效果较 差、不能达到欧盟92标准的不足；而引进国外的技术和设备，成本又太高，且不利于垃圾 焚烧烟气处理技术在国内的广泛和长期使用。

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种烟气净化功能强，中和剂的 使用调节灵活，负荷适应性强，并且投资成本低的喷雾塔加布袋除尘器半干法垃圾焚烧烟 气净化处理方法及其系统。
本发明的目的是这样实现的：半干法垃圾焚烧烟气净化处理方法，其特征在于包括如 下步骤：烟气以210℃-220℃的温度从余热锅炉进入喷雾塔，在烟气进入喷雾塔前的水平 进口烟道中喷入活性碳以去除烟气中的二噁英、重金属；在喷雾塔中烟气与喷入的高比表 面积的液态碱性中和剂进行反应，通过使用喷淋扩散器将石灰浆液雾化为微细雾滴，热的 未处理的烟气与浆液雾滴接触发生化学反应除去SOX、HF和HCl等有害物质，同时蒸发水 分；被净化的烟气排放经过布袋除尘器，当烟气通过由颗粒物形成的滤层，气态污染物与 滤层中未反应的石灰及活性碳发生反应而得到进一步净化。
本发明的另一目的是提供实现所述方法的半干法垃圾焚烧烟气净化处理系统设备，其 特征在于主要由石灰乳液制备装置、喷雾塔和布袋除尘器依次串联而成，所述喷雾塔进风 口处的管道上还设有活性碳输送装置；所述的喷雾塔包括筒状壳体，在壳体上端连接有顶 罩，顶罩具有进风口，壳体下端连接有锥形出渣斗，出渣斗末端设有出渣口，喷雾塔的出 风口就设于出渣斗上，喷雾塔的出风口与布袋除尘器相连，在壳体外壁上设有楼梯及平台； 所述壳体上端还设有喷淋扩散器，顶罩将喷淋扩散器罩住，喷淋扩散器中心设有喷洒吸收 液的喷淋头，喷淋头与电机连接由电机带动其转动，在喷淋头周围均布有烟气导向叶片， 喷淋头设于喷淋扩散器的支架中心，烟气导向叶片沿圆周设于支架上。
所述垃圾焚烧烟气净化处理系统中各装置采用PLC电路进行控制。
相比现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：
1、本发明采用喷雾塔加布袋除尘器的半干法工艺，烟气通过喷雾塔顶部的烟气分散 系统，进入喷雾塔，与喷雾塔顶安装的喷淋扩散器上的喷淋头喷出的石灰浆液发生反应， 在此过程中，石灰浆液转化为干燥、自由流动的钙/硫化合物粉末，并通过喷雾塔底部的 出口进入飞灰贮仓。该独特的烟气分散系统以及喷淋扩散器保证了浆液的均匀分布并提供 了与烟气的紧密接触，以优化喷雾干燥室内的吸收效率，提高了反应剂的使用率，减少了 反应剂的耗量。按本发明工艺流程净化后烟气废弃物排放的各项目指标能够达到欧盟92标 准的要求。
2、通过使用一个单独的喷淋扩散器可以促进微细雾滴的均匀分布，通过喷淋扩散器 控制石灰乳液喷雾粒径，使烟气与高比表面积的石灰乳液达到最佳接触面积，最佳的烟气 停留时间，达到充分的传热，化学及热量传递过程；而且具有喷雾均匀，防堵、抗磨性能 好的特点，和避免结垢。本套系统的浆液在高温下可完全蒸发，无废水排放。
3、本发明净化烟气系统结构合理，处理效果良好。其中的石灰乳液制备装置，可根 据烟气成分中废弃物的含量，烟气温度，自动控制制备参与反应的乳液浓度和使用量。布 袋除尘器，采用滤料(P84/PTFE+coating在迎灰面)，并创新采用预喷系统在布袋除尘器 中，当烟气通过由颗粒物形成的滤层，气态污染物仍能与滤层中未反应的石灰及活性碳发 生反应而得到进一步净化。即使烟气在布袋除尘器中进行除尘的同时，仍能继续进行反应， 确保烟气达到排放标准的要求。而且全套装置都可采用国产化，仅为全套进口1/3价格， 因而成本较低，具有较大的推广价值。
4、本发明系统可精确控制制浆耗水，故其耗水量低，具有辅助能耗低，采用了较少 的传动设备，且传动设备均采用先进的变频调节技术，其辅助能耗较少。全套系统的运行、 故障报警等均采用PLC计算控制，无人值守，其运行维护成本低；控制水平高、运行及维 护成本低。
附图说明
图1-垃圾焚烧烟气净化处理系统工艺流程图；
图2-喷雾塔的结构图；
图3-图2的右视图；
图4-图2的俯视图；
图5-喷淋扩散器结构示意图；
图6-石灰乳液制备装置示意图。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。
本发明的烟气净化工艺方法是：烟气以210℃的温度从余热锅炉进入喷雾塔，在烟气 进入喷雾塔前的水平进口烟道中喷入活性碳以去除烟气中的二噁英、重金属；同时，在喷 雾塔中烟气与喷入的高比表面积的碱性中和剂(如重量百分比浓度为10％、12％或15％的石 灰乳液)进行反应，烟气中的有害物质(如HCl、HF、SOx等)绝大部分与碱性中和剂发 生化学反应而被净化；在袋式除尘器中，当烟气通过由颗粒物形成的滤层，气态污染物仍 能与滤层中未反应的石灰及活性碳发生反应而得到进一步净化。除尘器采用气动脉冲清 灰，其除尘效率超过99.5％。
本发明的核心工艺即通过使用喷淋扩散器将石灰浆液雾化为微细雾滴，热的未处理的 烟气与浆液雾滴接触发生化学反应除去SOX、HF和HCl等，同时蒸发水分。通过使用一个 单独的喷淋扩散器可以促进微细雾滴的均匀分布，避免结垢。烟气通过喷雾塔顶部的烟气 分散系统，进入喷雾塔，与喷雾塔顶安装的喷淋扩散器上的喷淋头喷出的石灰浆液发生反 应，在此过程中，石灰浆液转化为干燥、自由流动的钙/硫化合物粉末，并通过喷雾塔底 部的出口进入飞灰贮仓。该独特的烟气分散系统以及喷淋扩散器保证了浆液的均匀分布并 提供了与烟气的紧密接触，以优化喷雾干燥室内的吸收效率，提高了反应剂的使用率，减 少了反应剂的耗量。反应后的烟气再进入布袋除尘器中净化，当烟气通过由颗粒物形成的 滤层，气态污染物仍能与滤层中未反应的石灰及活性碳发生反应而得到进一步净化。即烟 气在布袋除尘器中进行除尘的同时，仍能继续进行反应，确保烟气不仅可达到国家强制标 准要求，也能达到欧盟92标准的要求。
如图1所示，本发明半干法垃圾焚烧烟气净化处理系统，主要由石灰乳液制备装置(由 石灰贮仓1、石灰给料机2、制备罐3、计量罐4、振动筛5、缓冲罐6和石灰浆液泵7构 成)，喷雾塔10和布袋除尘器11依次串联而成，活性碳输送装置(图中省略)位于喷雾塔 进口烟道16处。下面对本发明系统的主要部分分别作详细说明：
1)喷雾塔，参看图2、图3、图4和图5，包括圆筒结构的壳体21，在壳体21上端连 接有顶罩22，顶罩22具有进风口23并与壳体内部连通，在顶罩22上设有观察门24，以 随时观察其内部工作状况。在壳体21下端连接有锥形出渣斗25，出渣斗25末端设有出渣 口26，喷雾塔的出风口27就设于出渣斗25上。在出渣斗25外壁设有若干支柱28，支柱 28用于支撑整个喷雾塔的重量。在壳体21外壁上设有检修用楼梯及平台29，同时还设有 检修清渣孔盖210。
为了增大吸收液与烟气的接触面积并使接触均匀，在壳体21上端设有喷淋扩散器211， 喷淋扩散器211为与塔壳体对应的圆形结构，顶罩22将喷淋扩散器211罩住。见图5，喷 淋扩散器211中心设有喷洒吸收液的喷淋头212，喷淋头212与电机连接由电机带动其转 动，在喷淋头212周围均布有烟气导向叶片213。所述喷淋头设于喷淋扩散器的支架中心 可以转动，而烟气导向叶片沿圆周固定设于支架上不能转动。烟气通过喷淋扩散器的导向 叶片进入喷雾塔时，即产生旋流，而旋流通过喷雾塔的时间显然要比直线方式进入喷雾塔 的时间长，由此增大了烟气与吸收液的接触时间，这是本发明效果的一方面。另一方面， 吸收液通过喷淋头进入喷雾塔时，由于喷淋头本身的结构能够将吸收液雾化，同时喷淋头 还在电机的带动下旋转，即螺旋进入的烟气与旋转进入的吸收液产生作用，这样能够增大 接触面积并使接触均匀。
所述锥形出渣斗25内壁设有仓壁振动器214，在锥形出渣斗中心设有加热器215，见 图3。加热器不光对处理后的烟气加热，也对沉积物加热，这样烟气中的颗粒物经吸收液 处理后沉积下来加热后形成灰粉，从出渣口排出。在此过程中，石灰浆液(通常采用的吸 收液)也转化为干燥、自由流动的钙/硫化合物粉末并通过塔底部排出。由于仓壁振动器 的作用，灰粉和粉末不会沉淀形成垢，能够延长保养间隔时间。
因为经喷雾塔处理的烟气要进入布袋除尘器，为使烟气温度不出现大的波动(因为这 将损坏布袋除尘器)，本喷雾塔对进入的烟气采取了保温措施，将塔壳体21、出渣斗25和 顶罩22壳设置为双层结构，在两层之间均设有保温材料216，见图2。
2)参见图6：石灰乳液制备装置，包括石灰贮仓31、定量螺旋给料机32、制备罐35、 计量罐36、振动筛37、缓冲罐38和石灰浆液泵39；其中石灰贮仓31的底部与定量螺旋 给料机32相连，定量螺旋给料机32通过管路33与制备罐35顶部的进口阀34相连接， 制备罐35与计量罐36通过管道相连，计量罐36通过管道与振动筛37顶端相连接，振动 筛37的出口与缓冲罐38顶部连接，缓冲罐38经石灰浆液泵39和输出管道将石灰浆液送 出到喷雾塔310。
其中，石灰贮仓31可以设置称重仪、料位仪、仓顶除尘器、人孔、手孔、防堵热风 环管及喷嘴、检修平台、进出料口管道及阀门，称重仪、料位仪可用于监测石灰贮仓内石 灰的量；制备罐35上可设置称重仪和料位仪，用于随时监测制备罐石灰浆的容量和重量， 防止超负荷运作；石灰给料机32通过制备罐35重量测量控制定量给料装置的启停，其控 制石灰的流速为7500kg/h-15000kg/h，以保证石灰和水按照1∶4的重量比配料混合(石 灰乳液的重量百分比浓度为10％-15％即可)。缓冲罐38可以配置料位仪，用于监测缓冲罐 38内石灰浆的量；振动筛37的网径为4mm，用于控制石灰浆颗粒的粒径。
为防止在系统检修过中，石灰乳液制备装置停用后浆液管道的堵塞，装置设有自动酸 洗系统。即在制备罐35、计量罐36、振动筛37、缓冲罐38和石灰浆液泵39之间还设有 与之相连的酸洗系统，酸洗系统包括盐酸储备罐310、盐酸计量箱311、计量泵312和管 道313，盐酸储备罐310中的盐酸由管道送到盐酸计量箱311。检修过程中，再通过计量 泵312和管道313将盐酸计量箱311的盐酸分别送入制备罐35、计量罐36、振动筛37、 缓冲罐38和石灰浆泵311进行清洗，解决制浆设备长时间使用造成的石灰浆液沉淀的问 题。该酸洗系统还与喷雾塔相连(图中未标明)。所述定量螺旋给料机32、振动筛37、石 灰浆液泵39、计量泵312和酸洗系统等均采用本领域常规设备。
3)活性碳输送装置：如图1所示，它含活性碳贮仓8、活性碳定量给料装置9、活性 碳中间仓、文丘里喷射管(器)，本体输送管道及阀门，其中活性碳贮仓还可以配有称重 仪、料位仪、仓顶除尘器、人孔、手孔、防爆门、防爆氮气环管及喷嘴、检修平台，进出 料口管道及阀门，人孔手孔主要用于检修；活性碳定量给料装置用于控制参与反应的活性 碳的使用量。活性碳输送装置可采用现有公知技术。
4)布袋除尘器：如图1所示，它设有预热系统和预喷系统，预热系统包括预热风机 12、电加热器13、以及旁路烟道和阀门；预喷系统包括预喷罐14、预喷管道阀门15。当 经喷雾塔净化的烟气进入布袋时，先对布袋进行预热，防止进入布袋除尘器中的烟气温度 过高而烧坏布袋；布袋除尘器的入口处利用预喷系统对布袋内的滤网预喷石灰乳液，使布 袋除尘器中烟气中的酸性物质与滤网中的活性碳和石灰乳液再次反应，因而使得烟气再次 得到净化，经布袋除尘器净化的烟气从烟气出口排出。当烟气开始进入布袋除尘器时，启 动预喷系统对布袋进行预喷，启动预热系统对布袋除尘器进行预热，烟气在布袋中再次净 化后，经布袋除尘器净化的烟气从烟气出口17排出，布袋除尘器中的灰尘通过布袋底部 的灰飞输送装置送入到灰飞贮仓。布袋除尘器中的布袋采用现有技术。
本发明采用PLC控制实现，其具体流程如下：(1)启动石灰仓上料装置，将石灰送入到 石灰贮仓中；(2)启动石灰浆制备装置，通过石灰给料机给制备罐加料；(3)制备完成后， 启动输浆操作，输送制备罐中的石灰乳液到计量罐，再将计量罐中石灰乳液通过振动筛后 送到乳液送到缓冲罐；(4)启动石灰浆泵将缓冲罐流出的石灰乳液送入到喷雾塔，同时启 动活性碳输入装置，将活性碳贮仓内的活性碳通过活性碳给料机及送到烟气入口的水平烟 道处；(5)当设备运行24小后，自动启动酸洗单元对石灰乳液制备装置和喷雾塔进行酸洗； (6)以上步骤可以按顺序进行，也可以根据具体情况进行分开操作。
采用本发明，烟气中的二噁英排放浓度可确保低于0.1ngTEQ/m3(欧盟92标准)。欧 盟92烟气污染物排放执行标准如下表：

我国的《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2001)中烟气污染物排放执行标准 如下表：


本发明的具体工艺中，生石灰粉由石灰贮仓的进料口送入生石灰贮仓，再由石灰给料 机将生石灰和水按照1∶4的重量比送加入到制备罐，制备罐的搅拌机对石灰和水进行搅 拌，使制成的石灰浆液浓度不低于15％；然后再将制好的浆液由管道送到计量罐，在计量 罐内进行计量并再次搅拌后送至振动筛；通过振动筛振动后将符合要求的浆液由管道至缓 冲罐，不符合要求的石灰颗粒留在振动筛上，并定期对振动筛进行清理；最后，缓冲罐中 的石灰浆经石灰浆泵和管道送至喷雾塔塔顶控制阀组。
控制生石灰粉的粒径，同时在生石灰粉进入贮仓起对生石灰粉的量就进行全程精确计 量，即在贮仓设有称重器，料位指示，采用石灰给料机控制进入制备罐前的生石灰粉量， 同时控制制浆的给水量。采用计量罐精确测定石灰浆浓度，通过振动筛控制石灰浆液中熟 石灰粒径。采用的生石灰粉的特性及浆液浓度如下：

利用机械或气流将吸收液分散为极其细小的微粒(小于100μm)，与被处理烟气形成极 大的接触表面积，按每个液滴直径100μm计，则1m3吸收液可达到60×103m2的表面积； 当吸收液与烟气一接触就迅速发生热量交换、化学反应及质量传递。
未净化的烟气流进喷雾塔烟气进口管道，在进口管道中，未净化烟气中的重金属、二 噁英被喷入的活性碳吸附。活性碳存放于活性碳仓中，活性碳仓贮存容积按正常消耗量至 少不少于7天耗量。用压缩空气系统把活性碳输送到活性碳仓内，再经中间仓通过活性碳 定量给料机输送至喷雾塔进口烟道。
烟气中的性能如下：

经活性碳净化后的烟气流入喷淋扩散器(雾化盘)，与喷淋头(雾化器)喷出的石灰浆 液发生反应，烟气在喷雾塔内的停留时间大于27s，反应产生的固化物由喷雾塔锥体下端 的排灰口排出。净化后的烟气由锥体中部的排烟口排到布袋除尘器。
进入喷雾塔的烟气负荷、成份、烟温的变化，与石灰乳液制浆装置的控制设备连锁， 由制浆控制设备控制浆液制备的浓度、供反应的石灰浆量，以控制反应的化学计量。同时 在烟气进口管道设有喷水调节阀，以调节烟气温度。喷水调节阀设置在喷雾塔塔顶，其通 过检测进喷雾塔的烟气温度进行控制。
参与反应的石灰浆特性如下：


当从喷雾塔出来的烟气流到布袋除尘器时，先启动布袋除尘器内的预热系统对布袋除 尘器进行预热，以防止布袋除尘器由于流入的烟气温度过高而烧坏；然后在布袋除尘器内 的滤网上预喷石灰乳液，烟气进入布袋除尘器中，通过由颗粒物形成的滤层，烟气中的气 态污染物与滤层中未反应的石灰及活性碳发生中和反应，从而进一步清除烟气中的气态污 染物，使得经布袋除尘器排除的空气能符合欧盟92标准；布袋除尘器中的灰尘通过布袋 底部的灰飞输送装置进入飞灰贮仓；经布袋除尘器净化的烟气通过烟气出口排出。
为防止在系统检修过中，石灰乳液制备装置停用后浆液管道的堵塞，装置设有自动酸 洗单元。该酸洗系统分别与石灰乳液制备装置和喷雾塔相连(图中未标明)。该酸洗系统 采用现有的公知技术。
本发明中石灰乳液的制备操作都采用PLC电路进行自动控制，PLC电路控制石灰的上 料、石灰的输送、石灰乳液的制备、石灰乳液的计量、石灰乳液的输出以及石灰乳液制备 装置以及喷雾塔顶部的喷淋扩散装置的清洗工作；PLC电路还控制进入喷雾塔的烟气温度， 利用对进入烟气的温度进行监控，来控制喷雾塔顶部的喷水调节装置；PLC电路还控制布 袋除尘器上设置的预喷系统对布袋内部的滤网预喷石灰乳液，以及控制预热系统对布袋进 行预热，有效延长了布袋的使用寿命，提高了布袋的除尘效果。
本发明具有投资成本低、辅助能耗低、控制水平高、运行及维护成本低、耗水量低、 无废水排放等优点。在同类净化设施中有较强的市场竞争力，故其市场前景广阔。本发明 不仅可用于生活垃圾焚烧后的烟气净化，还可广泛运用于火力发电厂的脱硫，并可运用于 化工、食品等行业烟气净化。