CN101099921B - 固废焚烧尾气处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及尾气处理方法及装置，特别是对固体废弃物焚后的含有酸性气体、二恶英和重金属等有毒气体的高温烟气的进行处理的固废焚烧尾气处理方法及装置。本发明的固废焚烧尾气处理方法采用尾气在烟气预处理室内与脱酸剂、活性碳和雾化水充分接触反应，有效去除尾气中的有毒气体，再经布袋除尘器进一步反应，提高废气处理效果；布袋除尘反应器中内置紧急通道，不但节省了管路，结构简单，而且能有效防止低温结露腐蚀管路。本发明的固废焚烧尾气处理装置结构紧凑、制作成本及运行费用低，设备能长期稳定运行，解决了现有的固体废弃物焚烧烟气处理系统投资和运行费用高、污染物去除率低的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及尾气处理方法及装置，特别是对固体废弃物焚后的含有酸性气体(HCL、SOX、HF等)、二恶英(PCDDS/PCDFS)和重金属(Hg、Pb)等有毒气体的高温烟气的进行处理的固废焚烧尾气处理方法及装置。
背景技术
随着我国工业化、城市化进程的加快，固体废弃物成为唯一增长的能源，正在急剧增加，突出的固体废弃物的污染问题受到人们越来越多的关注。全国工业固体废弃物年产生量超过5.8亿吨，累计堆存时达64.8亿吨，城市生活垃圾年产生量达1.5亿吨。固体废弃物焚烧法处理技术可有效实现其减量化、无害化和资源化，正成为固体废弃物处理的一种主要方法。
固废焚烧后尾气中多含有酸性气体(如HCL、SOX、HF等)、二恶英(PCDDS/PCDFS)和重金属(Hg、Pb)等有毒气体，这些有毒气体如不经处理直接排放将会将环境造成严重污染。对固废焚烧后尾气的处理系统一般有脱硫塔、布袋除尘器和一些辅助设备装置构成，脱硫塔和布袋除尘器间通过管道连接，系统投资较大，占地面积大，管路复杂。为解决这上述问题，中国专利(200410041301.5)公开了一种脱酸除氟布袋除尘方法和装置，该工艺采用布袋除尘和酸性气体处理相结合的方法，但是此工艺存在着如下不足之下：a、CaO与烟气中的酸性气体反应时间短，酸性气体有效去除很难保证；b、不能去除尾气中二恶英(PCDDS/PCDFS)和重金属(Hg、Pb)；c、由于反应物CaO未考虑循环利用造成大量的浪费；d、没有考虑焚烧烟气波动性的影响，限制了除尘反应器的适应范围，降低了除尘反应器的总体适应性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：解决现有的固体废弃物焚烧烟气处理系统的投资和运行费用高、污染物去除率相对较低的技术问题，本发明提供一种固废焚烧尾气处理方法及装置，设备投资和运行费用低，污染物去除率高，设备能长期稳定运行。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种固废焚烧尾气处理方法，具有如下工艺过程：a.烟气预处理；固废焚烧尾气降温后进入烟气预处理室内、与烟气预处理室内的水雾、脱酸剂和/或活性碳充分混合反应，去除尾气中的酸性气体、重金属和二恶英；b.除尘；经烟气预处理后的含尘气体由烟气预处理室进入布袋除尘器，在布袋除尘器内进一步反应脱去重金属和二恶英，过滤后的洁净气体由烟囱排入大气；c.由于脱酸剂供给系统、活性碳供给系统故障或焚烧炉工作异常引起烟气波动时，打开紧急通道阀，尾气经布袋除尘反应器内置的紧急通道排入大气。
为提高烟气预处理的脱酸效果，所述的脱酸剂为CaO和Ca(OH)2。
为实现上述的固废焚烧尾气处理方法所用的固废焚烧尾气处理装置，具有烟气预处理室、布袋除尘器、脱酸剂供给系统、活性碳供给系统、供水系统、紧急通道和紧急通道阀；紧急通道进口设置烟气预处理室内，紧急通道设置在布袋除尘器内，紧急通道阀装在紧急通道进口处，紧急通道出口与大气相通；烟气预处理室与布袋除尘器相连通，烟气预处理室内装有脱酸剂喷嘴、活性碳喷嘴和雾化喷嘴，脱酸剂供给系统与脱酸剂喷嘴相连通，活性碳供给系统与活性碳喷嘴相连通，供水系统与雾化喷嘴相连通。
为使烟气预处理尘室内固体颗粒浓度均匀，室内循环强烈，气、固、液混合接触良好，气固间传热、传质理想，所述的烟气预处理室的进气处设置有变径口，脱酸剂喷嘴、活性碳喷嘴和雾化喷嘴设置在变径口内，脱酸剂喷嘴、活性碳喷嘴和雾化喷嘴的喷射方向为向下。尾气由进气口进入变径口向上，脱酸剂喷嘴喷出的脱酸剂、活性碳喷嘴喷出的活性碳和雾化喷嘴喷出的雾化水与尾气在变径口处相遇，形成强烈碰撞，在变径口内形成了颗粒的水分蒸发与水分吸附、固体颗粒之间的强烈接触和摩擦，造成变径口中气、固、液三相之间极大的反应活性和反应表面积，对于去除二氧化硫等酸性气体起到非常理想的作用。
为达到能根据出口排放气体的检测数据来控制烟气预处理室中的脱酸剂和活性碳的浓度含量的目的，保证排放的酸性气体、二恶英和重金属的含量达到标准要求，上述固废焚烧尾气处理装置还具有鼓风泵；脱酸剂供给系统具有CaO灰仓和CaO计量称，CaO计量称设置在CaO灰仓下方，CaO灰仓出口接CaO计量称，CaO计量称出口通过脱酸剂输送管道接脱酸剂喷嘴，脱酸剂输送管道上装有脱酸剂控制截止阀；所述的活性碳供给系统具有活性碳储仓和活性碳计量称，活性碳储仓出口接活性碳计量称，活性碳计量称出口通过活性碳输送管道接活性碳喷嘴，活性碳输送管道上装有活性碳控制截止阀，脱酸剂输送管道及活性碳输送管道均与鼓风泵的输风管道相通，供水系统具有供水管道，供水管道接雾化喷嘴，供水管道上装有供水截止阀和流量控制阀。为使脱酸剂和活性碳能循环利用，降低运行成本，所述的布袋除尘器下方设置有集灰螺旋输送机和回灰储仓，集灰螺旋输送机的进口通过管道接布袋除尘器的卸灰口，卸灰口装有除尘室卸灰阀，集灰螺旋输送机的出口接回灰储仓，回灰储仓出口装有排灰阀，排灰阀具有排灰口和回灰口，排灰阀的回灰口接入脱酸剂输送管道；所述的烟气预处理室底部为一锥斗，锥斗出口装有预处理室卸灰阀，预处理室卸灰阀出口与烟气预处理室的变径口间通过一密闭的斜槽连通，斜槽与鼓风泵的输风管道连通。
本发明的有益效果是，本发明的固废焚烧尾气处理装置结构紧凑，占地面积小，对烟气预处理室、布袋除尘器和紧急通道进行一体性优化设计，有效降低设备制造及安装成本。本发明的固废焚烧尾气处理方法采用在烟气预处理室内前部喷入脱酸剂和活性碳，烟气预处理室内固体颗粒浓度均匀，室内循环强烈，气固混合接触良好，气固间传热、传质十分理想，保证足够的反应时间，使烟气中的酸性气体、二恶英和重金属等有毒气体得到有效去除，布袋除尘反应器中内置的紧急通道，适应异常情况下焚烧烟气波动性影响，有效保证布袋除尘器的长期连续稳定工作。
附图说明
图1是本发明的固废焚烧尾气处理装置的结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是图1的B-B剖视图。
图中：1.烟气预处理室，1-1.变径口，1-2.锥斗，1-3.预处理室卸灰阀，1-4.斜槽，2.布袋除尘器，2-1.卸灰口，3.紧急通道阀，4.紧急通道，5.鼓风泵，6.脱酸剂供给系统，6-1.CaO灰仓，6-2.CaO计量称，6-3.回灰储仓，6-4.排灰阀，6-5.脱酸剂控制截止阀，7.活性碳供给系统，7-1.活性碳储仓，7-2.活性碳计量称，7-3.活性碳控制截止阀，8.供水系统，8-1.供水管道，8-2.供水截止阀，8-3.流量控制阀，9.除尘器卸灰阀，10.集灰螺旋输送机，11.脱酸剂喷嘴，12.活性碳喷嘴，13.雾化喷嘴。
具体实施方式
如图1～3所示的本发明的固废焚烧尾气处理装置的最佳实施例，具有具有烟气预处理室1、布袋除尘器2、鼓风泵5、脱酸剂供给系统6、活性碳供给系统7、供水系统8、紧急通道4和紧急通道阀3；紧急通道4进口设置烟气预处理室1内，紧急通道4设置在布袋除尘器2内，紧急通道阀3装在紧急通道4进口处，紧急通道4出口与大气相通；烟气预处理室1与布袋除尘器2相连通，烟气预处理室1的进气处设置有变径口1-1，变径口1-1内装有脱酸剂喷嘴11、活性碳喷嘴12和雾化喷嘴13，脱酸剂喷嘴11、活性碳喷嘴12和雾化喷嘴13的喷射方向为向下。脱酸剂供给系统6与脱酸剂喷嘴11相连通，活性碳供给系统7与活性碳喷嘴12相连通，供水系统8与雾化喷嘴13相连通。脱酸剂供给系统6具有CaO灰仓6-1和CaO计量称6-2，CaO计量称6-2设置在CaO灰仓6-1下方，CaO灰仓6-1出口接CaO计量称6-2，CaO计量称6-2出口通过脱酸剂输送管道接脱酸剂喷嘴11，脱酸剂输送管道上装有脱酸剂控制截止阀6-5；所述的活性碳供给系统7具有活性碳储仓7-1和活性碳计量称7-2，活性碳储仓7-1出口接活性碳计量称7-2，活性碳计量称7-2出口通过活性碳输送管道接活性碳喷嘴12，活性碳输送管道上装有活性碳控制截止阀7-3，脱酸剂输送管道及活性碳输送管道均与鼓风泵5的输风管道相通，供水系统8具有供水管道8-3，供水管道8-3接雾化喷嘴13，供水管道8-3上装有供水截止阀8-1和流量控制阀8-2。布袋除尘器2下方设置有集灰螺旋输送机10和回灰储仓6-3，集灰螺旋输送机10的进口通过管道接布袋除尘器2的卸灰口2-1，卸灰口2-1装有卸灰阀9，集灰螺旋输送机10的出口接回灰储仓6-3，回灰储仓6-3出口装有排灰阀6-4，排灰阀6-4具有排灰口和回灰口，排灰阀6-4的回灰口接入脱酸剂输送管道；烟气预处理室1底部为一锥斗1-2，锥斗1-2出口装有卸灰阀1-3，卸灰阀1-3出口与烟气预处理室1的变径口1-1间通过一密闭的斜槽1-4连通，斜槽1-4与鼓风泵5的输风管道连通。
利用上述固废焚烧尾气处理装置对固废焚烧炉排出的尾气进行处理的方法如下：a.烟气预处理；固废焚烧尾气降温后进入烟气预处理室的变径口内，与脱酸剂喷嘴、活性碳喷嘴和雾化喷嘴喷出的脱酸剂、活性碳和雾化水与尾气在变径口处相遇，形成强烈碰撞，在变径口内形成了颗粒的水分蒸发与水分吸附、固体颗粒之间的强烈接触和摩擦，形成变径口中气、固、液三相之间极大的反应活性和反应表面积，混合气体进入烟气预处理室充分混合反应，部分大颗粒粉尘自然沉降分离后直接落入锥斗，由锥斗出口进卸灰阀，由斜槽在鼓风泵的作用下返回预处理室的变径口中。b.除尘；经烟气预处理后的含尘气体由烟气预处理室经进风导流管道进入布袋除尘器，在布袋除尘器内进一步反应脱去重金属和二恶英，过滤后的洁净气体由烟囱排入大气，吸附在滤袋外表面的粉尘采用压缩空气进行喷吹清灰，粉尘落入灰仓，经卸灰阀由集灰螺旋输送机送入回灰储仓，部分粉尘则由排灰阀排灰口排出，另一部分粉尘由回灰储仓出口的排灰阀的回灰口经输风管道由脱酸剂喷嘴喷入烟气预处理室变径口中，使脱酸剂和活性碳循环使用，从而提高脱酸剂和活性碳的利用率。固废焚烧尾气处理装置在开始运行阶段，由脱酸剂喷嘴喷出的脱酸剂为CaO，CaO在变径口内与雾化水接触，生成Ca(OH)2，这时，烟气预处理室内同时有两种脱酸剂存在，即CaO和Ca(OH)2，经烟气预处理后进入布袋除尘器中的含尘气体中含有脱酸剂CaO和Ca(OH)2，因此，落入灰仓中的粉尘中同样含有脱酸剂CaO和Ca(OH)2固废焚烧尾气处理装置正常运行后，由脱酸剂喷嘴喷出的脱酸剂为CaO和Ca(OH)2。c.由于脱酸剂供给系统、活性碳供给系统故障或焚烧炉工作异常引起烟气波动时，打开紧急通道阀，尾气经布袋除尘反应器内置的紧急通道排入大气，保护布袋除尘器，避免低温结露或高温烧袋现象的发生，作为布袋除尘紧急保障措施。
Claims (3)
1.一种固废焚烧尾气处理装置，其特征在于：具有烟气预处理室(1)、布袋除尘器(2)、脱酸剂供给系统(6)、活性碳供给系统(7)、供水系统(8)、紧急通道(4)和紧急通道阀(3)；紧急通道(4)进口设置烟气预处理室(1)内，紧急通道(4)设置在布袋除尘器(2)内，紧急通道阀(3)装在紧急通道(4)进口处，紧急通道(4)出口与大气相通；烟气预处理室(1)与布袋除尘器(2)相连通，烟气预处理室(1)内装有脱酸剂喷嘴(11)、活性碳喷嘴(12)和雾化喷嘴(13)，脱酸剂供给系统(6)与脱酸剂喷嘴(11)相连通，活性碳供给系统(7)与活性碳喷嘴(12)相连通，供水系统(8)与雾化喷嘴(13)相连通；所述的烟气预处理室(1)的进气处设置有变径口(1-1)，脱酸剂喷嘴(11)、活性碳喷嘴(12)和雾化喷嘴(13)设置在变径口(1-1)内，脱酸剂喷嘴(11)、活性碳喷嘴(12)和雾化喷嘴(13)的喷射方向为向下；处理方法具有如下工艺过程：a.烟气预处理；固废焚烧尾气降温后进入烟气预处理室内、与烟气预处理室内的水雾、脱酸剂和/或活性碳充分混合反应，去除尾气中的酸性气体、重金属和二噁英；b.除尘；经烟气预处理后的含尘气体由烟气预处理室进入布袋除尘器，在布袋除尘器内进一步反应脱去重金属和二噁英，过滤后的洁净气体由烟囱排入大气；c.由于脱酸剂供给系统、活性碳供给系统故障或焚烧炉工作异常引起烟气波动时，打开紧急通道阀，尾气经布袋除尘反应器内置的紧急通道排入大气。
2.根据权利要求1所述的固废焚烧尾气处理装置，其特征在于：还具有鼓风泵(5)，所述的脱酸剂供给系统(6)具有CaO灰仓(6-1)和CaO计量称(6-2)，CaO计量称(6-2)设置在CaO灰仓(6-1)下方，CaO灰仓(6-1)出口接CaO计量称(6-2)，CaO计量称(6-2)出口通过脱酸剂输送管道接脱酸剂喷嘴(11)，脱酸剂输送管道上装有脱酸剂控制截止阀(6-5)；所述的活性碳供给系统(7)具有活性碳储仓(7-1)和活性碳计量称(7-2)，活性碳储仓(7-1)出口接活性碳计量称(7-2)，活性碳计量称(7-2)出口通过活性碳输送管道接活性碳喷嘴(12)，活性碳输送管道上装有活性碳控制截止阀(7-3)，脱酸剂输送管道及活性碳输送管道均与鼓风泵(5)的输风管道相通，供水系统(8)具有供水管道(8-3)，供水管道(8-3)接雾化喷嘴(13)，供水管道(8-3)上装有供水截止阀(8-1)和流量控制阀(8-2)。
3.根据权利要求2所述的固废焚烧尾气处理装置，其特征在于：所述的布袋除尘器(2)下方设置有集灰螺旋输送机(10)和回灰储仓(6-3)，集灰螺旋输送机(10)的进口通过管道接布袋除尘器(2)的卸灰口(2-1)，卸灰口(2-1)装有除尘器卸灰阀(9)，集灰螺旋输送机(10)的出口接回灰储仓(6-3)，回灰储仓(6-3)出口装有排灰阀(6-4)，排灰阀(6-4)具有排灰口和回灰口，排灰阀(6-4)的回灰口接入脱酸剂输送管道；所述的烟气预处理室(1)底部为一锥斗(1-2)，锥斗(1-2)出口装有预处理室卸灰阀(1-3)，预处理室卸灰阀(1-3)出口与烟气预处理室(1)的变径口(1-1)间通过一密闭的斜槽(1-4)连通，斜槽(1-4)与鼓风泵(5)的输风管道连通。
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