本發(fā)明涉及一種高溫?zé)煔鈨艋に?，用于凈化從各種燃用的焚燒爐中排放的煙氣。

2、

背景技術(shù)：

焚燒爐煙道氣（簡(jiǎn)稱煙氣）中含酸性氣體HCI，CI：，SO：和飛灰、重金屬及有機(jī)物等多種污染物?，F(xiàn)有的帶余熱回收系統(tǒng)的垃圾焚燒爐煙氣凈化裝置都安裝在尾部受熱面和煙囪之間，如典型的干法、半干法和濕式煙氣凈化系統(tǒng)。這種通常低于300℃的垃圾焚燒爐尾部煙氣凈化方式存在著三個(gè)主要問(wèn)題：(l)受熱面的高溫腐蝕。研究證明，煙氣中HCI，C12的存在直接引起受熱面的高溫腐蝕，給余熱鍋爐帶來(lái)的危險(xiǎn)。(2)煙道氣中毒性有機(jī)物二噁英(PCDD/PCDF)的合成。煙道氣中酸性氣體HCI，CI：和飛灰與PCDD/PCDF的生成過(guò)程相關(guān)，通常所說(shuō)的de novo生成機(jī)理即是在150℃～576℃的寬溫度范圍內(nèi)，煙氣中弋灰顆粒所含的有機(jī)碳在氯和氧氣存在的條件下，以飛灰所含的銅等重金屬鹽為催化劑，發(fā)生合成反應(yīng)生成PCDD/PCDF，最佳生成溫度范圍是300～400℃。通常煙氣低于600℃以后，二噁英會(huì)在煙氣中逐漸合成，攜帶飛灰和酸性氣體的煙氣在受熱面放熱降溫的過(guò)程中，飛灰以及煙氣中的HCI、Cl：均會(huì)促進(jìn)二噁英的合成。為控制二噁英隨煙氣排放到大氣中，需采用在煙氣中噴入活性碳，使煙氣凈化系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用上升。(3)收集的飛灰和煙氣凈化產(chǎn)物具有高毒性。僅含有重金屬而不含二噁英污染特征的飛灰容易處理。但是在低溫?zé)煔鈨艋到y(tǒng)中，通過(guò)de novo機(jī)理等方式合成的PCDD/PCDF在煙氣溫度降低時(shí)，凝附于飛灰上或吸附在煙氣凈化產(chǎn)物上，這使飛灰和煙氣凈化產(chǎn)物中二噁英含量上升，毒性提高，致使處理要求復(fù)雜，并且處理費(fèi)用昂貴。因此，從避免受熱面的高溫腐蝕和二噁英的合成、降低飛灰毒性的要求出發(fā)，應(yīng)該在600℃及以上的高溫區(qū)將煙氣中的酸性氣體和飛灰除去。但是高于800℃的溫度不適合酸性氣體HCI的凈化，目前爐內(nèi)加鈣循環(huán)流化床焚燒技術(shù)是一種可在高溫段實(shí)現(xiàn)部分煙氣凈化的先進(jìn)垃圾焚燒技術(shù)。但是在循環(huán)流化床的焚燒溫度(820～950℃)和焚燒爐內(nèi)水蒸汽的壓力下，石灰類吸收劑對(duì)應(yīng)的HCI氣體平衡濃度很高，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)HCl的凈化。

美國(guó)采用了高溫?zé)煔鈨艋母拍?，但在該專利工藝中，采用了從布袋除塵器出來(lái)的煙氣再循環(huán)來(lái)輸送反應(yīng)劑，并采用大量煙氣再循環(huán)與原始高溫?zé)煔饣旌显谶^(guò)熱器之前的反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)，二處煙氣循環(huán)所需的高溫?zé)煔夤娘L(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)要求高，運(yùn)行費(fèi)用昂貴，不易普及。。該專利采用煙氣循環(huán)，使反應(yīng)器中單位容積流量的煙氣接觸到的反應(yīng)劑減步，為了提高酸性氣體的凈化效率，必須采用更多量的反應(yīng)劑，產(chǎn)生更大量的廢渣。大流量的煙氣在高溫除塵器中流過(guò)，會(huì)導(dǎo)致煙道阻力增大或需要設(shè)置更大容量的除塵器，占用場(chǎng)地，增大散熱損失。

3、

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有煙氣凈化技術(shù)存在的問(wèn)題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低適用于600-800℃煙道氣溫度范圍的高溫?zé)煔鈨艋に?，以避免受熱面的高溫腐蝕和二噁英在煙氣中的合成、降低飛灰和反應(yīng)產(chǎn)物的毒性。

本發(fā)明的目的是通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)達(dá)到：一種垃圾焚燒爐高溫?zé)煔鈨艋に?，?00℃～800℃高溫?zé)煹罋鈪^(qū)投入鈉堿改性石灰，使煙氣中的酸性氣體與鈉堿改性石灰反應(yīng)，然后將固體反應(yīng)產(chǎn)物和煙氣中攜帶的飛灰與煙氣分離，清潔后的煙氣進(jìn)入受熱面放熱降溫。在600℃—800℃溫度范圍的所謂“高溫”煙道氣區(qū)投入鈉堿改性石灰后，改性石灰一邊直接吸收HCI和C12等酸性氣體，一邊發(fā)生分解反應(yīng)，生成比表面積大和活性更高的Ca0，使吸收HCl和C12等酸性氣體的反應(yīng)更徹底。反應(yīng)器可以是煙道和除塵器的組合，也可以是額外設(shè)置的反應(yīng)器。

上述垃圾焚燒爐高溫?zé)煔鈨艋に囍械拟c堿改性石灰是普通石灰經(jīng)過(guò)碳酸鈉溶液改性。在普通生石灰消化成熟石灰的過(guò)程中，用氫氧化鈉或碳酸鈉溶液代替消化用水。改性石灰中Na/Ca摩爾濃度比控制在0.05左右最佳。

上述的鈉堿改性石灰的投入量根據(jù)煙氣中HCI和C12氣體的濃度，維持鈣／氯當(dāng)量比在1.5—3.0范圍內(nèi)。當(dāng)要求HCI達(dá)到較高的凈化效果，如低于75rng/Nm³時(shí)，或者是在接近上限溫度(800℃)的煙氣區(qū)投入鈉堿改性石灰時(shí)，投入量偏上限。

上述的垃圾焚燒爐高溫?zé)煔鈨艋に囍校c堿改性石灰的投入可以利用空氣或蒸汽作為輸送介質(zhì)。

上述的垃圾焚燒爐高溫?zé)煔鈨艋に囍校c堿改性石灰的投入還可以利用密封式給料裝置直接送入反應(yīng)區(qū)。為了避免鈉堿改性石灰加入時(shí)，輸送介質(zhì)帶來(lái)的煙氣體積增加或避免煙氣溫度的降低，直接利用密封式給料裝置將改性石灰投入到要求的反應(yīng)區(qū)，可以避免對(duì)煙氣流量和溫度帶來(lái)的影響。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

(l)目前帶發(fā)電系統(tǒng)的焚燒爐為避免余熱鍋爐受熱面的高溫腐蝕，焚燒爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)輻射受熱面或用噴水等降溫措施降到600℃左右才能流過(guò)過(guò)熱器，產(chǎn)生的過(guò)熱蒸汽溫度一般在380℃以下，限制了焚燒爐發(fā)電系統(tǒng)的熱效率。本發(fā)明在6000C-800 0C的煙溫區(qū)投入鈉堿改性石灰吸收酸性氣體HCI/Cl₂后，可以避免或減輕高溫腐蝕，提高煙氣流經(jīng)過(guò)熱器受熱面的溫度，或維持原煙氣溫度時(shí)采用逆流布置，提高過(guò)熱蒸汽溫度。

(2)鈉堿改性石灰與普通石灰相比，在600℃及以上的高溫區(qū)所生成的反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)反應(yīng)的進(jìn)行和除塵更為有利。使用普通石灰與HCI反應(yīng)，既降低了單位質(zhì)量的鈣吸收HCI的能力，又容易使反應(yīng)產(chǎn)物粘在除塵器壁上；而采用改性石灰作吸收劑時(shí)，提高了單位質(zhì)量的鈣吸收HCI的量，并且產(chǎn)物不易粘壁。因此本發(fā)明利用在600-800℃高溫?zé)煹罋鈪^(qū)投入鈉堿改性石灰可以實(shí)現(xiàn)對(duì)HCI等酸性氣體的有效凈化。此外改性石灰還有吸附重金屬的動(dòng)能。

(3)現(xiàn)有煙氣凈化系統(tǒng)中，攜帶飛灰和酸性氣體的煙氣在受熱面中的降溫過(guò)程有利于二噁英的de novo合成，本發(fā)明因?yàn)榉磻?yīng)溫度避開(kāi)了二噁英的de novo合成溫度范圍，此外，研究表明在高溫區(qū)噴鈣使飛灰顆粒的pH值上升后，飛灰的高達(dá)11.5～12.5的pH值可以抑制二口惡英的de novo合成，因此，即使HCI等酸性氣體和飛灰在此高溫區(qū)得不到徹底凈化，煙氣在受熱面降溫過(guò)程中，二噁英的合成仍受抑制。

4、具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的方案和效果，實(shí)施例：

本發(fā)明在600—800℃的煙道氣溫度區(qū)投入鈉堿改性石灰來(lái)吸收HCl等酸性氣體，這一反應(yīng)可以是在專門(mén)設(shè)置的反應(yīng)器中進(jìn)行，也可以利用一段延長(zhǎng)的煙道來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)應(yīng)促進(jìn)煙氣與改性石灰的混合。除塵器可以用旋風(fēng)分離式除塵器，應(yīng)設(shè)有保溫措施，它除具有收集飛灰和反應(yīng)產(chǎn)物的功能外，還可以起到輔助反應(yīng)器的作用。當(dāng)反應(yīng)溫度接近760℃時(shí)，產(chǎn)物容易粘結(jié)，這時(shí)煙氣中攜帶的飛灰對(duì)除塵器壁面起到一定的防護(hù)作用。收集的飛灰和反應(yīng)產(chǎn)物中主要污染物是重金屬，它們可以和爐渣一起處理。清潔后的煙氣送入余熱鍋爐受熱面降溫，要保護(hù)的受熱面一般是過(guò)熱器受熱面。鈉堿改性石灰的輸送介如汽輪機(jī)中間抽汽作為輸送介質(zhì)?？諝夂驼羝鳛檩斔徒橘|(zhì)送料時(shí)，均會(huì)造成煙氣溫度一定程度的降低，因此實(shí)際反應(yīng)溫度低于600～800℃，同時(shí)煙氣質(zhì)量流量增大。最佳反應(yīng)溫度為600—700℃。當(dāng)希望對(duì)煙氣流量和溫度造成最小的影響時(shí)，采用密封裝置直接給料，一種可能的選擇是用螺旋輸送機(jī)或回轉(zhuǎn)卸料閥直接給料。

鈉堿改性石灰可以利用生石灰在現(xiàn)場(chǎng)制備。一種制備鈉堿改性石灰的方法是：利用NaOH或的稀溶液代替水來(lái)消化生石灰Ca0，消化過(guò)程在45℃左右進(jìn)行：液／固質(zhì)量比為：鈉堿溶液/Ca0在1：1左右，以使多余的水分剛好能被水合熱蒸發(fā)。消化完畢后密閉在90℃維持0. 5～1.5小時(shí)，即得改性石灰。改性石灰中Na/Ca摩爾濃度比為0.05摩爾Na/摩爾Ca左右效果最佳；摩爾濃度比為0.0133左右效果其次。鈉堿改性石灰按Ca/CI當(dāng)量比1. 5～3.0的量投入反應(yīng)區(qū)。當(dāng)反應(yīng)溫度偏高時(shí)，或者希望將HCI濃度降到排放要求標(biāo)準(zhǔn)以下時(shí)（，鈉堿改性石灰的投入量偏上限；反之，當(dāng)姻溫偏低時(shí)，投入量偏下限。在除塵器的出口宜設(shè)置HCl濃度檢測(cè)儀來(lái)調(diào)節(jié)改性石灰的送入量。