專利名稱：廢棄物焚燒煙氣凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種廢棄物如一般生活垃圾、醫(yī)療垃圾、危險廢物和工業(yè)垃圾等采用爐排爐焚燒產(chǎn)生的煙氣的凈化技術(shù)，特別是涉及一種廢棄物焚燒煙氣凈化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著城市化進程以及工業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，各類廢棄物的處理處置問題越來越受到人們的關(guān)注。垃圾焚燒作為最有效處理垃圾的手段之一，得到了較廣泛的應(yīng)用。由于垃圾是成分比較復(fù)雜的混合物，以生活垃圾為例，含有一部分有機化合物和氯化物、硫化物、氟化物等，還含有較大數(shù)量的重金屬，根據(jù)相關(guān)資料顯示，鉻的含量一般為 100 450 g/t，鎳為 50 200g/t,銅為 450 2500 g/t,鋅為 900 !3500g/t，鉛為 750 2500g/t，鎘為10 40 g/t，汞為2 7g/t ；垃圾中的重金屬除少部分在垃圾低溫燃燒時除少量重金屬以氧化物和游離態(tài)形式存在于底灰中，其它重金屬將以不同形態(tài)存在于煙氣中。垃圾焚燒過程還將產(chǎn)生HC1、SO2, HF、NOx等酸性氣體和二惡英類等污染物混
合在煙氣中；各類污染物在煙氣中的典型原始濃度如下表
污染物典型范圍污染物典型范圍HCL mg/Nm3200 ~ 1600Pb mg/Nm31 ~ 50HF mg/Nm30. 5 ~ 5Hg mg/Nm30. 1 ~ 10SOx mg/Nm320 ~ 800Cd mg/Nm30.05 — 2.5NOx mg/Nm390 ~ 500Cr+Cu+Mn+Ni mg/Nm310 ~ 100 上述煙氣中的污染物必須經(jīng)過凈化達到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后方可排放到大氣中。現(xiàn)有的垃圾焚燒煙氣凈化技術(shù)中，對NOx的控制主要有以“燃燒控制+還原法”去除氮氧化物NOx，其中，還原法包括選擇性非催化還原SNCR和選擇性催化還原SCR 二種方式；傳統(tǒng)SNCR技術(shù)的脫硝效率一般為30 80%，氨逃逸<10pmm ；在工程上的脫硝效率一般為50% ；SCR技術(shù)的脫硝效率一般為50-90%，在工程上的脫硝效率一般為60%。單獨采用 SNCR技術(shù)，在工程上較難持續(xù)滿足歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)；采用SCR技術(shù)時，為滿足催化劑的反應(yīng)溫度，一般需要將除塵、脫酸處理后的煙氣再次加熱到200°C左右，消耗較大的熱能，而且設(shè)備投資和運行費用均較高。對于煙氣中的HCl、SOx, HF等酸性氣體的處理技術(shù)主要有干法工藝、噴霧干燥半干法工藝、濕法工藝和循環(huán)流化床工藝。干法脫酸有兩種方式，一種是干性藥劑(一般采用消石灰)和酸性氣體在反應(yīng)塔內(nèi)進行反應(yīng)；另一種是在進入除塵器前的煙氣管道中噴入干性藥劑，在煙道中和除塵器表面與酸性氣體反應(yīng)。采用干法脫酸工藝，在鈣酸比為2 :1時，HCl的去除率可達95%以上，SOx的去除率可達90%以上。根據(jù)垃圾焚燒廠煙氣污染物原始濃度參考值，HCl的原始濃度在200 1600 mg/Nm\S0x的原始濃度在200 800 mg/Nm3時，排煙中的HCl濃度應(yīng)在10 80 mg/ Nm3, SOx濃度應(yīng)為20 80 mg/Nm3, 一般不能滿足較高標(biāo)準(zhǔn)的排放指標(biāo)。[0010]噴霧干燥半干法脫酸一般采用氧化鈣(CaO)或氫氧化鈣(Ca(OH)2)為原料，制備成氫氧化鈣溶液(石灰漿)。利用噴嘴或旋轉(zhuǎn)噴霧器將氫氧化鈣溶液(石灰漿)噴入反應(yīng)器中， 形成粒徑極小的液滴，與酸性氣體進行反應(yīng)。反應(yīng)過程中水分被完全蒸發(fā)，故無廢水產(chǎn)生。 當(dāng)鈣酸比為1.2時，半干法的HCl去除率可達到95%以上，SOx去除率可達到80%左右，在鈣酸比為2 :1時，HCL的去除率可達近97%，而SOx的去除率可達95%，即排煙中的HCl濃度可以控制在6 48 mg/Nm3之間、SOx濃度可控制在10 40 mg/Nm3之間，持續(xù)排放濃度仍不能滿足歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)。而且，隨著脫酸效率要求的提高，吸收劑的用量越來越不經(jīng)濟。 噴霧干燥半干法有以下缺點1)為取得較好的脫酸效率，要求石灰漿噴霧系統(tǒng)保持較好的霧化效果，導(dǎo)致系統(tǒng)電耗提升，噴霧系統(tǒng)設(shè)備磨損較嚴(yán)重，運行維護費用較大；2)當(dāng)原始煙氣中酸性氣體濃度較高時，石灰漿的噴入量受反應(yīng)塔出口溫度的限制，可調(diào)整的范圍較小，需要提高石灰漿的濃度，而提高石灰漿濃度會引起輸漿管道堵塞、加劇噴嘴磨損、降低霧化效果等問題，影響脫酸系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運行。濕法脫酸工藝，吸收藥劑一般采用燒堿(NaOH)或硝石灰溶液(Ca (0H)2)。配置好的吸收溶液噴入濕式洗滌塔，與煙氣中的酸性氣體進行反應(yīng)。洗滌塔產(chǎn)生的廢水需經(jīng)處理后排放，處理后的煙氣需再加熱。一般而言，濕法的HCl的去除率可達99. 5%以上，SOx的去除率可達99%以上。能夠滿足歐盟2000的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)要求。濕法脫酸的主要問題是產(chǎn)生大量的廢水和吸收劑生成物，此外，由于煙氣中有較高的含鹽量，造成后續(xù)煙氣加熱器結(jié)垢嚴(yán)重。循環(huán)流化法工藝，是近十多年新興的煙氣脫酸技術(shù)，采用懸浮方式，使吸收劑在吸收反應(yīng)塔內(nèi)懸浮、在多倍循環(huán)倍率過程中，與煙氣中的酸性污染物充分接觸反應(yīng)，實現(xiàn)脫酸。該工藝與上述三個工藝比較，其綜合性能較好，但脫酸效率與半干法基本相同，不能滿足更高的煙氣排放要求。目前常用的重金屬及二惡英去除工藝是“活性炭吸附+袋式除塵器”。重金屬和二惡英以固態(tài)、膠固態(tài)和氣態(tài)的形式進入煙氣處理系統(tǒng)，吸附在煙氣中和布袋表面的活性炭中，與飛灰一同收集下來。采用活性炭吸附工藝，在保證活性炭的性能、噴入量、吸附時間以及使用高品質(zhì)的布袋除塵器的情況下，可以滿足歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)對重金屬與二惡英的排放要求。對煙氣中的灰塵濃度控制主要采用靜電除塵器或袋式除塵器。靜電除塵器除塵效率與煙氣流量、顆粒物粒徑分布、凝聚性、比電阻、電極板距、電壓及電流等因素有關(guān)，去除顆粒物粒徑范圍在0. 05-20um，粒徑在1. Oum以下的去除效率較低。總的去除效率一般可達到95%-99. 5%。以原始煙氣含塵濃度按典型參考值3g/Nm3計，除塵凈化后的煙氣中粉塵濃度約為15-150 mg/Nm3，因此，一般單獨使用靜電除塵器做為除塵措施，不能滿足現(xiàn)行的垃圾焚燒煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)。袋式除塵器是使煙氣到達濾袋時，通過以篩分作用為主，同時存在慣性碰撞、攔截、擴散的短程物理效應(yīng)，以及在某些特定條件下的靜電效應(yīng)及重力效應(yīng)等，進行氣固分離，使顆粒物被捕集在濾袋上，再以定時或定阻控制方式，通過振動、噴吹等作用清除集塵的過濾裝置。粒徑在0.2-0. 4um范圍內(nèi)的顆粒物去除效率較低。總除塵效率達到99. 9%以上。排放煙氣含塵濃度一般可控制在10mg/Nm3以下，能夠滿足歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)的煙塵排放指標(biāo)。[0017]為了滿足不斷提高的垃圾焚燒煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，特別是解決脫酸系統(tǒng)效率低、成本高的問題，必須采用能夠滿足更先進、更經(jīng)濟、更高效的煙氣處理新工藝。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種廢棄物焚燒煙氣凈化系統(tǒng)，其可在較低運行成本的情況下，有效減少垃圾焚燒過程產(chǎn)生具有危險廢物特征的物料，降低排放煙氣中各類酸性氣體污染物的濃度，滿足歐盟2000環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)解決方案是本實用新型是一種廢棄物焚燒煙氣凈化系統(tǒng)，它包括垃圾焚燒爐、吸收劑制備和供給系統(tǒng)、噴霧干燥反應(yīng)塔、懸浮沸騰反應(yīng)塔、返料裝置、活性炭和石灰粉噴注系統(tǒng)、布袋除塵器、引風(fēng)機；所述的垃圾焚燒爐的出口煙道通過管道連接噴霧干燥反應(yīng)塔的入口，將煙氣送入噴霧干燥反應(yīng)塔；所述的吸收劑制備和供給系統(tǒng)通過管道連接噴霧干燥反應(yīng)塔的入口，噴霧干燥反應(yīng)塔出口連接懸浮沸騰反應(yīng)塔下部入口，懸浮沸騰反應(yīng)塔的上部出口連接循環(huán)返料裝置；所述的返料裝置通過活性炭和石灰粉噴注系統(tǒng)與布袋除塵器連接。噴霧干燥反應(yīng)塔下部不設(shè)置常規(guī)排灰口，噴霧干燥反應(yīng)塔底部的出口直接連接懸
浮沸騰反應(yīng)塔底部入口，煙氣與固體反應(yīng)物和飛灰一同由其底部的出口排入懸浮沸騰反應(yīng) +
-tB。所述的垃圾焚燒爐包括垃圾焚燒爐的煙氣再循環(huán)系統(tǒng)；所述煙氣再循環(huán)系統(tǒng)的一端連接焚燒爐煙道的高溫段，另一端連接干燥爐排下的供風(fēng)室。采用上述方案后，本實用新型具有以下優(yōu)點1)、本實用新型是一種新的垃圾焚燒煙氣凈化組合技術(shù)，能夠滿足較嚴(yán)格的歐盟 2000環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。2)本實用新型采用獨特的煙氣再循環(huán)工藝，能夠高效地抑制NOx的生成，降低空氣過量系數(shù)，減少煙氣排放量；輔之以SNCR系統(tǒng)脫硝，能夠以較低的運行成本，滿足歐盟 2000標(biāo)準(zhǔn)中對氮氧化物排放濃度的要求。3)、結(jié)合二種除酸工藝分別對HCl和SOx去除率不同的特點，提高去除煙氣中的 HCl和SOx等酸性污染物的綜合效率，從而實現(xiàn)高效率、低成本地凈化煙氣。4)第一級反應(yīng)塔中反應(yīng)后的固體物料中，過量和部分未反應(yīng)的Ca(OH)Jf在第二級反應(yīng)塔中進一步與酸性氣體發(fā)生反應(yīng)，從而提高了吸收劑的利用率，降低了煙氣處理吸附劑的用量，同時減少了飛灰的產(chǎn)生量，節(jié)省煙氣處理和飛灰處理成本。
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的說明。

圖1為本實用新型的系統(tǒng)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本發(fā)明是一種廢棄物焚燒煙氣凈化系統(tǒng)，它包括垃圾焚燒爐1、吸收劑制備和供給系統(tǒng)2、噴霧干燥反應(yīng)塔3、懸浮沸騰反應(yīng)塔4、返料裝置5、活性炭和石灰粉噴注系統(tǒng)6、布袋除塵器7、引風(fēng)機8 ；所述的垃圾焚燒爐1的出口煙道通過管道連接噴霧干燥反應(yīng)塔3的入口，將煙氣送入噴霧干燥反應(yīng)塔3 ；所述的吸收劑制備和供給系統(tǒng)2通過管道連接噴霧干燥反應(yīng)塔3的入口，噴霧干燥反應(yīng)塔3出口連接懸浮沸騰反應(yīng)塔4下部入口，懸浮沸騰反應(yīng)塔4的上部出口連接循環(huán)返料裝置5 (或帶有返料裝置的布袋除塵器)，所述的活性炭和石灰噴注系統(tǒng)6與懸浮沸騰反應(yīng)塔4聯(lián)接；所述的返料裝置5的煙氣出口與布袋除塵器7連接；其排灰口通過返料斗 (返料出口)與懸浮沸騰反應(yīng)塔4連接。所述的噴霧干燥反應(yīng)塔3與懸浮沸騰反應(yīng)塔4共同構(gòu)成二級脫酸系統(tǒng)。噴霧干燥反應(yīng)塔3下部不設(shè)置常規(guī)排灰口，噴霧干燥反應(yīng)塔3底部的出口連接排入懸浮沸騰反應(yīng)塔 4，煙氣與固體反應(yīng)物和飛灰一同由其底部的出口排入懸浮沸騰反應(yīng)塔4。垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過噴霧干燥反應(yīng)塔3和懸浮沸騰反應(yīng)塔4，形成煙氣和灰塵、反應(yīng)后的產(chǎn)物以及未完全反應(yīng)的吸收、吸附劑，通過返料裝置5時，部分顆粒狀物質(zhì)落入返料裝置5中的返料斗，煙氣與部分細(xì)小灰塵進入與返料器相聯(lián)的布袋除塵器7 ；經(jīng)布袋除塵器7過濾后的凈化煙氣通過引風(fēng)機8排入大氣。所述的垃圾焚燒爐1內(nèi)包括垃圾焚燒爐的煙道11、煙氣再循環(huán)系統(tǒng)12。所述的垃圾焚燒爐1包括垃圾焚燒爐的煙氣再循環(huán)系統(tǒng)12，該煙氣再循環(huán)系統(tǒng)12的一端連接焚燒爐煙道11的高溫段，另一端連接干燥爐排下的供風(fēng)室。所述煙氣再循環(huán)系統(tǒng)12包括高溫?zé)煔馕L(fēng)口、再循環(huán)風(fēng)機、再循環(huán)煙氣控制擋板、再循環(huán)風(fēng)入口等。所述的吸收劑制備和供給系統(tǒng)2包括石灰倉、定量給料裝置、石灰漿混合罐、石灰漿存儲罐、石灰漿輸送管道、石灰漿輸送泵等；所述的活性炭和石灰粉噴注系統(tǒng)6包括噴注風(fēng)機、活性炭定量給料裝置、石灰粉定量給料裝置、輸送管道、噴嘴等；所述的噴霧干燥反應(yīng)塔3包括煙氣進口、導(dǎo)流裝置、石灰漿噴嘴、反應(yīng)塔底部設(shè)置煙氣出口，與懸浮沸騰反應(yīng)塔入口相聯(lián)；所述懸浮沸騰反應(yīng)塔4包括煙氣進口、文丘里加速段、反應(yīng)塔體、石灰粉和活性炭噴入口、返料入口、增濕調(diào)溫噴嘴、煙氣出口等組成，煙氣出口接入煙氣出口。所述返料裝置5可以是機械式或離心式返料裝置，也可以是安裝在布袋除塵器底部的返料裝置；返料被輸入懸浮沸騰反應(yīng)塔。本實用新型的工藝一種廢棄物焚燒煙氣凈化工藝包括脫硝步驟和除酸步驟。所述的脫硝步驟包括煙氣再循環(huán)步驟和SNCR脫硝步驟；所述的煙氣再循環(huán)步驟中的循環(huán)煙氣取自余熱鍋爐的過熱器與省煤器之間，此處的煙氣溫度為300 400°C，再循環(huán)煙氣經(jīng)入口調(diào)門，由風(fēng)機送到爐排爐的干燥段風(fēng)箱。用于垃圾焚燒的一次風(fēng)不再往干燥段供風(fēng)，只供燃燒段和燃燼段；采用這種煙氣再循環(huán)方式，對煙氣凈化有三個作用1)減少一次風(fēng)量，傳統(tǒng)工藝中用于干燥垃圾的一次空氣，被高溫再循環(huán)煙氣取代，更有利于發(fā)揮二次空氣控制煙氣中的氧含量和對燃燒煙氣的擾動作用；實現(xiàn)低空氣比燃燒；2)由于煙氣的含氧量下降，有利于減少NOx的生成；相關(guān)實驗證明，煙氣中的氧含量每下降1%，NOx將下降約10mg/Nm3; 3)有效地抑制NOx的生成，有資料顯示，占燃燒空氣比例為15%的再循環(huán)煙氣，將減少50%的NOx產(chǎn)生量；這樣，通過煙氣再循環(huán)方式，輔之以SNCR脫硝工藝，可以滿足歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)中對NOx的排放標(biāo)準(zhǔn)要求。[0042] 所述的除酸步驟包括一級除酸步驟和二級除酸步驟；所述的一級除酸步驟為噴霧干燥法除酸，二級除酸步驟為懸浮沸騰法除酸，其中懸浮沸騰吸收劑一部分來自第一級反應(yīng)塔中噴入的石灰與煙氣的反應(yīng)物和部分未參加反應(yīng)的石灰，另一部分來自循環(huán)返料，還有部分新鮮的活性炭與硝石灰粉的混合物。
權(quán)利要求1.一種廢棄物焚燒煙氣凈化系統(tǒng)，其特征在于它包括垃圾焚燒爐、吸收劑制備和供給系統(tǒng)、噴霧干燥反應(yīng)塔、懸浮沸騰反應(yīng)塔、返料裝置、活性炭和石灰粉噴注系統(tǒng)、布袋除塵器、引風(fēng)機；所述的垃圾焚燒爐的出口煙道通過管道連接噴霧干燥反應(yīng)塔的入口，將煙氣送入噴霧干燥反應(yīng)塔；所述的吸收劑制備和供給系統(tǒng)通過管道連接噴霧干燥反應(yīng)塔的入口， 噴霧干燥反應(yīng)塔出口連接懸浮沸騰反應(yīng)塔下部入口，懸浮沸騰反應(yīng)塔的上部出口連接循環(huán)返料裝置；循環(huán)返料裝置的煙氣出口與布袋除塵器相聯(lián)，其返料被送回到懸浮沸騰反應(yīng)塔；活性炭和石灰粉噴注系統(tǒng)聯(lián)接到懸浮沸騰反應(yīng)塔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢棄物焚燒煙氣凈化系統(tǒng)，其特征在于所述噴霧干燥反應(yīng)塔底部的出口直接連接懸浮沸騰反應(yīng)塔底部入口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢棄物焚燒煙氣凈化系統(tǒng)，其特征在于所述的垃圾焚燒爐包括垃圾焚燒爐的煙氣再循環(huán)系統(tǒng)；所述煙氣再循環(huán)系統(tǒng)的一端連接焚燒爐煙道的高溫段，另一端連接干燥爐排下的供風(fēng)室。
專利摘要本實用新型公開了一種廢棄物焚燒煙氣凈化系統(tǒng),它包括垃圾焚燒爐、吸收劑制備和供給系統(tǒng)、噴霧干燥反應(yīng)塔、懸浮沸騰反應(yīng)塔、返料裝置、活性炭和石灰粉噴注系統(tǒng)、布袋除塵器、引風(fēng)機；所述的垃圾焚燒爐的出口煙道通過管道連接噴霧干燥反應(yīng)塔的入口，吸收劑制備和供給系統(tǒng)通過管道連接噴霧干燥反應(yīng)塔的入口，噴霧干燥反應(yīng)塔出口連接懸浮沸騰反應(yīng)塔下部入口，懸浮沸騰反應(yīng)塔的上部出口連接循環(huán)返料裝置,返料裝置的煙氣出口與布袋除塵器連接，其排灰口與懸浮反應(yīng)塔連接。本實用新型采用獨特的煙氣再循環(huán)工藝，能夠高效地抑制NOx的生成，降低空氣過量系數(shù)，減少煙氣排放量；輔之以SNCR系統(tǒng)脫硝，能夠以較低的運行成本。
文檔編號B01D53/80GK202185253SQ20112025184
公開日2012年4月11日 申請日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者屠柏銳, 林巖, 王占全, 脫培德, 賴劍波, 閔澤清 申請人:創(chuàng)冠環(huán)保(中國)有限公司, 屠柏銳, 新源(中國)工程有限公司, 王占全