CN105964144A - 三废焚烧综合处理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三废焚烧综合处理系统和方法，包括固体废料输送机、液体废料输送管道，燃料管道和助燃气体管道，回转窑、二燃室、水冷集成器、急冷塔、喷淋洗涤塔、布袋除尘装置、再热器及烟囱组成，还包括降膜吸收塔，降膜吸收塔的烟气进口连接布袋除尘装置，降膜吸收塔的直接或者间接连接喷淋洗涤塔，降膜吸收塔的排液口连接一个循环泵，循环泵再连接降膜吸收塔的进液口，降膜吸收塔的进气口处设有预冷器，设置降膜吸收塔可以有效吸收气体中的氯化氢气体，降膜吸收塔吸收后，可以有效减少喷淋洗涤塔中碱液的消耗量，且可以得到酸液。

Description

三废焚烧综合处理系统及方法
技术领域
本发明涉及垃圾焚烧及尾气处理技术领域，具体涉及一种固体废料和液体废料混合焚烧及尾气处理系统及方法。
背景技术
现今对固体废料和液体废料的处理大多采用分开处理处理的方法，既分别采用独立的焚烧炉对固体废料和液体废料进行燃烧，燃烧后也采用独立的尾气处理系统对焚烧后产生的尾气进行处理，设备率用率低下。
也有对固体废料和液体废料混合焚烧，然后统一处理尾气的设备，固液混合燃烧后会产生包括粉尘、NOx、SO2、HCl以及重金属类和二噁英等，而现有的技术中对含硫和氯化氢气体的处理大多采用碱液喷淋的方法，如专利申请公布号CN 103994447 A的发明专利公开了一种气固液一体化焚烧系统，包括投料系统、回转炉、焚烧炉、余热锅炉、换热器、急冷塔、烟气干式洗涤系统、布袋除尘装置、喷淋塔、再热器及烟囱组成。其物理除尘装置为布袋除尘器，通过喷淋塔喷淋碱液对烟气中的SO2和HCl进行吸收。结构简单，然后上述系统需要消耗大量碱液。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可以减少碱液消耗量的三废焚烧综合处理系统和方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种三废焚烧综合处理系统，包括固体废料输送机、液体废料输送管道、设有阻火器的废气输送管道、燃料管道和助燃气体管道、回转窑、二燃室、水冷集成器、急冷塔、喷淋洗涤塔、布袋除尘装置、再热器及烟囱组成，其中废气输送管道与二燃室连接， 还包括降膜吸收塔，降膜吸收塔的烟气进口连接布袋除尘装置，降膜吸收塔的直接或者间接连接喷淋洗涤塔，降膜吸收塔的排液口连接一个循环泵，循环泵再连接降膜吸收塔的进液口，降膜吸收塔的进气口处设有预冷器。
进一步的，喷淋洗涤塔和降膜吸收塔之间还设有脱硫塔，脱硫塔的进气口连接降膜吸收塔的排气口，脱硫塔的排液口连接一个持续补充石灰的再生池，再生池再连接一个沉淀池，沉淀池再连接一个可以补充钠碱的循环池，循环池中在初始阶段内有纯碱，在脱硫塔的上部分设有除雾器，除雾器分为上下两层，上层的叶片间隙小于下层的叶片间隙，所述下层除雾器的上表面、下表面和上层除雾器的下表面设有冲洗喷嘴层，冲洗喷嘴层通过带有开关的管道连接降膜吸收塔的排液口，脱硫塔的排气口连接喷淋洗涤塔的进气口。
进一步的，急冷塔和布袋除尘器之间串联了一个将活性炭定量送入烟气管道的活性炭喷射装置
进一步的，所述布袋一种脉冲布袋除尘器，包括箱体、支架和脉冲清灰系统，箱体内设有多个滤袋，箱体设置在支架上，箱体下方设有多个灰抖，箱体内设有多个将箱体分成独立过滤室的隔板，过滤室的上方设置一个总的净气室，净气室的出口设置在箱体上，每个过滤室对应一个灰抖，每个独立的过滤室上方设有通断净气室和除尘室的提升阀，烟气进气口设置在箱体上，烟气进气口通过支气管道连接每个独立过滤室下方的灰抖，支气管道上设有烟气切断阀，所述过滤室还设有一个泄压阀，所述烟气进口处设有活性炭粉末送料装置，所述活性炭粉末添加装置的出料口连通烟气进气口。
三废焚烧综合处理系统方法，包括以下步骤，
1)分别通过斗士提升机以及管路平台和雾化器将固体废料和液体废料送至回转窑焚烧，窑内温度在850℃～1000℃之间；
2)将焚烧后产生的烟气送入二燃室继续焚烧，二燃室温度控制在1100°以上，控制烟气在二燃室的停留时间大于2秒；通过废气管道将气体废料输送进入二燃室；
3)将二燃室产生的烟气进入水冷集尘器，初步出去烟气中的粉尘，将烟气与集成器中的给水进行换热，将烟气温度降低至800°以下，同时将给水加热至90°以上，将热水通液体换热器与液体废料进行换热。
4)然后再将经过水冷集尘器的烟气引入G-G换热器继续回收烟气热量，将助燃空气预热到250～350℃，烟气温度降低到550～650℃。
5)将步骤4处理过的烟气引入急冷塔，将烟气温度在一秒钟内降低至180～220度；
6)将步骤5处理过的烟气进行活性炭吸附，吸附后将烟气引入布袋除尘器，进行除尘。
7)将除尘后的烟气引入降膜吸收塔，吸收氯化氢气体，设置一个循环泵将降膜吸收塔中吸收氯化氢气体后的溶液稀释后再引入降膜吸收塔；
8)将降膜吸收塔排出的烟气引入脱硫塔进行脱硫；
9)脱硫完成后将烟气引入喷淋洗涤塔，洗涤溶液采用氢氧化钠溶液
10)将洗涤后的溶液再加热后排放。
从上述技术方案，可以看出本发明具有以下优点，采用降膜吸收塔和脱硫相配合的结构在不消耗碱液的情况下，可以除去尾气中大量的氯化氢和二氧化硫等气体，再利用少量的碱液在喷淋洗涤塔中进行洗涤，可以节省碱液，且利用降膜吸收塔中的酸液可以对脱硫塔中的除雾器上污垢进行清洗，实现资源的合理利用，布袋除尘器设置的活性炭粉末送料装置配合滤袋可以进一步去除二噁英，设置气体换热器和液体换热器可以高效的利用能源。
附图说明
图1为本发明的烟气处理流程图；
图2为本发明中脱硫处理流程图；
图3为本发明中的布袋除尘器的结构示意图；
图4为本发明中的布袋除尘器的结构示意图；
图中所示：图中所示：1、抖动电机；2、灰抖；3、支气管道；4、烟气切断阀；5、滤袋；6、隔板；7、烟气进气口；8、净气室排气口；9、净气室；10、泄压阀；11、提升阀；12、挡板；13、活性炭粉末送料装置；14、箱体。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。
本发明的三废焚烧综合处理系统如图1所示，包括固体废料输送机、液体废料输送管道，废气输送管道，燃料管道和助燃气体管道，回转窑、二燃室、水冷集成器、急冷塔、喷淋洗涤塔、布袋除尘装置、再热器及烟囱，废气输送管道上设有阻火器且与二燃室连接，还包括降膜吸收塔，降膜吸收塔的烟气进口连接布袋除尘装置，降膜吸收塔的直接或者间接连接喷淋洗涤塔，降膜吸收塔的排液口连接一个循环泵，循环泵再连接降膜吸收塔的进液口，降膜吸收塔的进气口处设有预冷器。还包括G-G换热器和液体换热器，所述水冷集成器为夹套式结构，水冷集成器内设有给水管，给水管连接一个液体换热器，液体换热器设置在液体废料输送管道上，G-G换热器分别连接水冷集成器和助燃气体管道，急冷塔和布袋除尘器之间串联了一个将活性炭定量送入烟气管道的活性炭喷射装置。
设置降膜吸收塔可以有效吸收气体中的氯化氢气体，降膜吸收塔吸收后，可以有效减少喷淋洗涤塔中碱液的消耗量，且可以得到酸液。且分别设置气体 换热器和液体换热器给燃气或废液进行预热，可以进一步节约能源。
如图2所示，喷淋洗涤塔和降膜吸收塔之间还设有脱硫塔，脱硫塔的进气口连接降膜吸收塔的排气口，脱硫塔的排液口连接一个持续补充石灰的再生池，再生池再连接一个沉淀池，沉淀池再连接一个可以补充钠碱的循环池，循环池中在初始阶段内有纯碱，在脱硫塔的上部分设有除雾器，除雾器分为上下两层，上层的叶片间隙小于下层的叶片间隙，所述下层除雾器的上表面、下表面和上层除雾器的下表面设有冲洗喷嘴层，冲洗喷嘴层通过带有开关的管道连接降膜吸收塔的排液口，冲洗喷嘴层还连接清水管道，当污垢积累较多时，且污垢中含有氢氧化钙和碳酸钙时，通过稀酸液进行除污，脱硫塔的排气口连接喷淋洗涤塔的进气口。
脱硫采用双碱法脱硫，双碱法脱硫理论上只消耗石灰，不消耗钠碱，但是由于脱硫渣带水会使脱硫液损失一部分钠离子，再加上烟气中的氧气会将部分Na2SO3氧化成Na2SO4(在循环喷淋过程中，Na2SO4不能吸收SO2)，故需在循环池内补充少量纯碱或废碱液。
基本化学原理可分为脱硫过程和再生过程两部分。
在塔内吸收SO2
Na2CO3+SO2＝Na2SO3+CO2 (1)
Na2SO3+SO2+H2O＝2NaHSO3 (2)
2NaOH+SO2＝Na2SO3+H2O (3)
其中式(1)是启动阶段纯碱溶液吸收SO2反应方程，式(2)是运行过程的主要反应式，式(3)是再生液PH较高时的主要反应式。
用消石灰再生
Ca(OH)2+Na2SO3+1/2H2O＝2NaOH+CaSO3·1/2H2O
Ca(OH)2+2NaHSO3＝Na2SO3+CaSO3·1/2H2O+3/2H2O
在石灰浆液(石灰达到达饱和状况)中，NaHSO3很快与Ca(OH)2反应从而释放出[Na+]，[SO3 2-]与[Ca2+]反应，反应生成的CaSO3以半水化合物形式沉淀下来从而使[Na+]得到再生。Na2CO3只是一种启动碱，起动后实际上消耗的是石灰，理论上不消耗纯碱(只是清渣时会带也一些，被烟气中氧气氧化会有损失，因而有少量损耗)，再生的NaOH和Na2SO3等脱硫剂循环使用。
本系统中采用的布袋除尘器结构如下：如图3和图4所示，包括箱体14、支架和脉冲清灰系统，清灰系统包括安装在顶部防雨装置中的喷吹气包、电磁脉冲阀以及安装在上箱体中的喷吹管路等，箱体14内设有多个滤袋5，箱体14设置在支架上，箱体下方设有多个灰抖2，每个灰抖上设有一抖动电机1，箱体14内设有多个将箱体分成独立过滤室的隔板6，除尘室的上方设置一个总的净气室9，净气室9的出口设置在箱体14上，每个除尘室对应一个灰抖2，每个独立的除尘室上方设有通断净气室9和除尘室的提升阀11，烟气进气口7设置在箱体上，烟气进气口7通过支气管道4连接每个独立过滤室下方的灰抖2，支气管道4上设有烟气切断阀3。除尘室还设有一个泄压阀10。
过滤系统由多孔板(花板)、滤袋、笼骨组成，每个笼骨外套有一个滤袋，。除尘器的花板作为除尘器净气室和过滤室的分隔，用于悬挂滤袋组件，同时将作为除尘器滤袋组件的检修平台，泄压阀10可以设置在花板上。
箱体14内的与烟气进气口7对应位置设有倾斜放置的挡板12，挡板12与烟气前进方向呈40-50°的夹角。当含尘气体从进风口进入收尘器后，首先碰到进风口中间的斜隔板，气流便转向流入灰斗，同时气流速度变慢，由于重力沉降作用，使气体中粗颗粒粉尘直接落入灰斗，起到预收尘的作用
烟气会含有二噁英，传统的布袋除尘器是在烟气进口处设置活性炭颗粒或 者活性炭隔离层进行吸附，本发明中在烟气进口7处设有活性炭粉末送料装置13，所述活性炭粉末添加装置13的出料口连通烟气进气口7，少量的活性他粉末会随烟气进行过滤区，随后会吸附在滤袋表面，此时的活性炭粉末与烟气处于最大的接触面积，能有效吸附二噁英，当积累一定量时，活性降低后，清灰系统会将布袋表面的活性炭清除，后序将吸附新的活性炭。
壳板用隔板分成若干独立的收尘室，按照给定的时间间隔对每个收尘室轮流进行清灰，每个收尘室装有一个提升阀，清灰时提升阀关闭，切断通过该收尘室的过滤气流，随即脉冲阀开启，向滤袋内喷入无水无油高压清洁空气，以清除滤袋外表面上的粉尘。各收尘室的脉冲喷吹宽度和清灰周期，由专用的清灰程度控制器自动连续进行。
每个仓室清灰之前先关闭提升阀，清灰完成后打开提升阀，由于在关闭提升阀后净气室处于高负压状态，使得提升阀打开需要更大的拉力，因此在每个仓室的烟气进口处设有烟气切断阀后，在清灰前先关闭烟气切断阀，使整个过滤仓室和净气室处于同一负压状态下，从而使提升阀的开和关不需要更大的推力和拉力，保护气缸，同时方便可以进行离线检修，还可以提高清灰效率等。同理，泄压阀也可以起到相同作用，泄压阀开启后可以使净气室和过滤室的气压保持相同。
同时本发明还公开了一种利用上述设备的三废焚烧综合处理系统方法，主要包括以下步骤：
1)分别通过斗士提升机以及管路平台和雾化器将固体废料和液体废料送至回转窑焚烧，窑内温度在850℃～1000℃之间；通过废气管道将气体废料输送进入二燃室，
2)将焚烧后产生的烟气送入二燃室继续焚烧，二燃室温度控制在1100°以上， 控制烟气在二燃室的停留时间大于2秒；
3)将二燃室产生的烟气进入水冷集尘器，初步出去烟气中的粉尘，将烟气与集成器中的给水进行换热，将烟气温度降低至800°以下，同时将给水加热至90°以上，将热水通液体换热器与液体废料进行换热。
4)然后再将经过水冷集尘器的烟气引入G-G换热器继续回收烟气热量，将助燃空气预热到250～350℃，烟气温度降低到550～650℃。
5)将步骤4处理过的烟气引入急冷塔，将烟气温度在一秒钟内降低至180～220度；
6)将步骤5处理过的烟气进行活性炭吸附，吸附后将烟气引入布袋除尘器，进行除尘。
7)将除尘后的烟气引入降膜吸收塔，吸收氯化氢气体，设置一个循环泵将降膜吸收塔中吸收氯化氢气体后的溶液稀释后再引入降膜吸收塔；
8)将降膜吸收塔排出的烟气引入脱硫塔进行脱硫；
9)脱硫完成后将烟气引入喷淋洗涤塔，洗涤溶液采用氢氧化钠溶液
10)将洗涤后的溶液再加热后排放。
其中：脱硫塔的进气口连接降膜吸收塔的排气口，脱硫塔的排液口连接一个持续补充石灰的再生池，再生池再连接一个沉淀池，沉淀池再连接一个可以补充钠碱的循环池，循环池中在初始阶段内有纯碱，在脱硫塔的上部分设有除雾器，除雾器分为上下两层，上层的叶片间隙小于下层的叶片间隙，所述下层除雾器的上表面、下表面和上层除雾器的下表面设有冲洗喷嘴层，冲洗喷嘴层通过带有开关的管道连接降膜吸收塔的排液口，脱硫塔的排气口连接喷淋洗涤塔的进气口。
综上：采用降膜吸收塔和脱硫相配合的结构在不消耗碱液的情况下，可以 除去尾气中大量的氯化氢和二氧化硫等气体，再利用少量的碱液在喷淋洗涤塔中进行洗涤，可以节省碱液，且利用降膜吸收塔中的酸液可以对脱硫塔中的除雾器上污垢进行进行清洗，实现资源的合理利用，布袋除尘器设置的活性炭粉末送料装置配合滤袋可以进一步去除二噁英，设置气体换热器和液体换热器可以高效的利用能源。

Claims (7)

1.一种三废焚烧综合处理系统，包括固体废料输送机、液体废料输送管道、设有阻火器的废气输送管道、燃料管道和助燃气体管道、回转窑、二燃室、水冷集成器、急冷塔、喷淋洗涤塔、布袋除尘装置、再热器及烟囱组成，其中废气输送管道与二燃室连接，其特征在于：还包括降膜吸收塔，降膜吸收塔的烟气进口连接布袋除尘装置，降膜吸收塔的直接或者间接连接喷淋洗涤塔，降膜吸收塔的排液口连接一个循环泵，循环泵再连接降膜吸收塔的进液口，降膜吸收塔的进气口处设有预冷器。
2.根据权利要求1所述的三废焚烧综合处理系统，其特征在于：喷淋洗涤塔和降膜吸收塔之间还设有脱硫塔，脱硫塔的进气口连接降膜吸收塔的排气口，脱硫塔的排液口连接一个持续补充石灰的再生池，再生池再连接一个沉淀池，沉淀池再连接一个可以补充钠碱的循环池，循环池中在初始阶段内有纯碱，在脱硫塔的上部分设有除雾器，除雾器分为上下两层，上层的叶片间隙小于下层的叶片间隙，所述下层除雾器的上表面、下表面和上层除雾器的下表面设有冲洗喷嘴层，冲洗喷嘴层通过带有开关的管道连接降膜吸收塔的排液口，脱硫塔的排气口连接喷淋洗涤塔的进气口。
3.根据权利要求2所述的三废焚烧综合处理系统，其特征在于：还包括G-G换热器和液体换热器，所述水冷集成器为夹套式结构，水冷集成器内设有给水管，给水管连接一个液体换热器，液体换热器设置在液体废料输送管道上，G-G换热器分别连接水冷集成器和助燃气体管道。
4.根据权利要求2所述的三废焚烧综合处理系统，其特征在于：急冷塔和布袋除尘器之间串联了一个将活性炭定量送入烟气管道的活性炭喷射装置。
5.根据权利要求4所述的三废焚烧综合处理系统，其特征在于：所述布袋一种脉冲布袋除尘器，包括箱体(14)、支架和脉冲清灰系统，箱体(14)内设有多个滤袋(5)，箱体(14)设置在支架上，箱体下方设有多个灰抖(2)，箱体(14)内设有多个将箱体分成独立过滤室的隔板(6)，过滤室的上方设置一个总的净气室(9)，净气室(9)的出口设置在箱体(14)上，其特征在于：每个过滤室对应一个灰抖(2)，每个独立的过滤室上方设有通断净气室(9)和除尘室的提升阀(11)，烟气进气口(7)设置在箱体上，烟气进气口(7)通过支气管道(4)连接每个独立过滤室下方的灰抖(2)，支气管道(4)上设有烟气切断阀(3)，所述过滤室还设有一个泄压阀(10)，所述烟气进口(7)处设有活性炭粉末送料装置(13)，所述活性炭粉末添加装置(13)的出料口连通烟气进气口(7)。
6.一种三废焚烧综合处理系统方法，包括以下步骤，
1)分别通过斗士提升机以及管路平台和雾化器将固体废料和液体废料送至回转窑焚烧，窑内温度在850℃～1000℃之间；通过废气管道将气体废料输送进入二燃室；
2)将焚烧后产生的烟气送入二燃室继续焚烧，二燃室温度控制在1100°以上，控制烟气在二燃室的停留时间大于2秒；
3)将二燃室产生的烟气进入水冷集尘器，初步出去烟气中的粉尘，将烟气与集成器中的给水进行换热，将烟气温度降低至800°以下，同时将给水加热至90°以上，将热水通液体换热器与液体废料进行换热。
4)然后再将经过水冷集尘器的烟气引入G-G换热器继续回收烟气热量，将助燃空气预热到250～350℃，烟气温度降低到550～650℃。
5)将步骤4处理过的烟气引入急冷塔，将烟气温度在一秒钟内降低至180～220度；
6)将步骤5处理过的烟气进行活性炭吸附，吸附后将烟气引入布袋除尘器，进行除尘。
7)将除尘后的烟气引入降膜吸收塔，吸收氯化氢气体，设置一个循环泵将降膜吸收塔中吸收氯化氢气体后的溶液稀释后再引入降膜吸收塔；
8)将降膜吸收塔排出的烟气引入脱硫塔进行脱硫；
9)脱硫完成后将烟气引入喷淋洗涤塔，洗涤溶液采用氢氧化钠溶液
10)将洗涤后的溶液再加热后排放。
7.根据权利要求6所述的三废焚烧综合处理系统方法，其特征在于：脱硫塔的进气口连接降膜吸收塔的排气口，脱硫塔的排液口连接一个持续补充石灰的再生池，再生池再连接一个沉淀池，沉淀池再连接一个可以补充钠碱的循环池，循环池中在初始阶段内有纯碱，在脱硫塔的上部分设有除雾器，除雾器分为上下两层，上层的叶片间隙小于下层的叶片间隙，所述下层除雾器的上表面、下表面和上层除雾器的下表面设有冲洗喷嘴层，冲洗喷嘴层通过带有开关的管道连接降膜吸收塔的排液口，脱硫塔的排气口连接喷淋洗涤塔的进气口。
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