CN106215563A - 垃圾焚烧烟气净化处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种垃圾焚烧烟气净化处理系统，包括依次实施的SNCR脱硝、半干法脱酸、干法脱酸降温、活性炭吸附、布袋除尘、蒸汽加热、低温SCR脱硝、烟气换热、湿法脱酸和烟气脱除白雾，SNCR脱硝在SNCR装置内进行，半干法脱酸在半干法反应塔内进行，干法脱酸降温在干法脱酸塔内进行，活性炭吸附和布袋除尘在布袋除尘器内进行，蒸汽加热在设置于布袋除尘器和低温SCR装置之间的蒸汽加热器内进行，低温SCR脱硝在低温SCR装置内进行，烟气换热在设置于低温SCR装置和湿法洗涤塔之间的烟气/烟气换热器内进行，湿法脱酸在湿法洗涤塔内进行，烟气脱除白雾在另一蒸汽加热器内进行。根据本发明，最大限度脱除烟气中的颗粒物、二噁英、重金属、酸性气体，满足超低排放要求。

Description

垃圾焚烧烟气净化处理系统
技术领域
本发明涉及垃圾焚烧的烟气净化领域，具体而言涉及一种满足垃圾焚烧超低排放标准的烟气净化处理系统。
背景技术
近20年来，我国的城市化进程加快，城市数量和规模不断扩大，但由于环境保护基础建设严重滞后，使得城市垃圾对城市生态环境的污染日益严重。截止2014年底，我国城市生活垃圾产生量已达到17899万吨，清运量17677万吨，处理量16681万吨，与2013年相比分别增加2.91％，2.54％，3.45％。预计到2020年城市垃圾产生量将达3.23亿吨，垃圾无害化处理迫在眉睫。城市中处理垃圾焚烧的方式主要为焚烧处理，垃圾焚烧产生的尾气中含有CO2、H2O、SO2、NOx等，除此之外，还会产生一些有毒气体，包括颗粒物、二噁英、多环芳烃(PAHs)和醛类等。
我国现有垃圾焚烧烟气净化处理基本上采用烟气组合处理工艺，包括半干法脱酸、活性炭吸附二噁英和布袋除尘器除尘等。在现有的垃圾焚烧烟气处理技术中，对NOx的控制主要以“燃烧控制+还原法”去除，其中，还原法包括选择性非催化还原(SNCR)和选择性催化还原(SCR)二种方式或者二种方式的组合。采用SCR技术时，为了满足催化器反应温度的要求，一般需要将经过脱酸、除尘处理后的烟气再加热到合适的温度，消耗热能较大。目前，对于烟气中的HCl、SO2、HF等酸性气体的处理技术主要有半干法脱酸、干法、湿法。对二噁英的去除，采用在半干法脱酸塔与除尘器之间的烟道喷入活性炭的方法。
目前环保部推荐的垃圾焚烧烟气净化处理工艺为：SNCR+半干法+活性炭+干法+布袋除尘器。依靠此工艺组合，能够达到国家排放标准GB18485-2014，但是很难达到欧盟排放标准2000/76/EC，优于欧盟排放标准2000/76/EC的超低排放则远远不能达到。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种垃圾焚烧烟气净化处理系统，包括依次实施的SNCR脱硝、半干法脱酸、干法脱酸降温、活性炭吸附、布袋除尘、蒸汽加热、低温SCR脱硝、烟气换热、湿法脱酸和烟气脱除白雾，所述SNCR脱硝在SNCR装置内进行，所述半干法脱酸在半干法反应塔内进行，所述干法脱酸降温在干法脱酸塔内进行，所述活性炭吸附和所述布袋除尘在布袋除尘器内进行，所述蒸汽加热在设置于所述布袋除尘器和低温SCR装置之间的蒸汽加热器内进行，所述低温SCR脱硝在所述低温SCR装置内进行，所述烟气换热在设置于所述低温SCR装置和湿法洗涤塔之间的烟气/烟气换热器内进行，所述湿法脱酸在所述湿法洗涤塔内进行，所述烟气脱除白雾在另一蒸汽加热器内进行。
在一个示例中，所述降温将烟气降低至150℃以下，保证烟气温度在酸露点以上10℃～20℃，保证不产生低温腐蚀的同时延长实施所述布袋除尘器的布袋的寿命。
在一个示例中，所述活性炭通过消石灰和活性炭喷射装置喷入连接所述干法脱酸塔和所述布袋除尘器的烟道中。
在一个示例中，所述活性炭采用压缩空气输送粉料，所述消石灰采用罗茨风机输送粉料。
在一个示例中，控制所述布袋除尘器内的过滤风速，保证烟气在所述布袋上的停留时间，使所述活性炭充分吸附烟气中的二噁英。
在一个示例中，所述蒸汽加热器采用管壳式加热器，所述蒸汽加热使所述低温SCR装置进口的烟气温度不低于170℃，以保证催化剂的反应活性。
在一个示例中，根据烟气中的NOx浓度适时调整所述低温SCR装置的氨水耗量，使NOx浓度满足超低排放的要求。
在一个示例中，所述烟气/烟气换热器利用所述低温SCR装置出口的热烟气加热从所述湿法洗涤塔出来的低温烟气，以维持从所述湿法洗涤塔出来的烟气的温度在烟气酸露点以上，并起到热量回收的作用。
在一个示例中，烟气从所述湿法洗涤塔的下部进入，在塔内与碱液发生气液反应，脱除酸性气体和固体粉尘颗粒，在所述湿法洗涤塔的塔顶减湿区，通过循环冷却水降低烟气温度从而减少烟气的含水量。
在一个示例中，所述碱液通过烧碱输送泵输送至冷却液循环泵入口管道及减湿液循环泵入口管道中，将冷却液和减湿液的PH值维持在6.0以下，所述碱液在塔内不断循环至池内盐度达到一定标准排出废水。
在一个示例中，所述烟气/烟气换热器与所述湿法洗涤塔构成的组合系统设置旁路，运行时间视烟气排放是否达标而定。
在一个示例中，所述另一蒸汽加热器将从所述烟气/烟气换热器出来的净化后的烟气加热至非饱和温度区间而不产生白雾，设置蒸汽换热器旁路阀门来控制所述另一蒸汽加热器的开启和关闭。
在一个示例中，从所述半干法反应塔和所述布袋除尘器出来的飞灰送入飞灰库进行固化填埋处理，从所述湿法洗涤塔出来的废水送入渗滤液处理站处理。
根据本发明，垃圾焚烧烟气净化处理采用“SNCR+半干法+活性炭+干法+布袋除尘+蒸汽加热器(SGH)+低温SCR+烟气换热器(GGH)+湿法脱酸+烟气脱白”的组合工艺，优化工艺流程，可以最大限度脱除烟气中的颗粒物、二噁英、重金属及酸性气体，满足超低排放要求。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。
附图中：
图1为本发明提出的垃圾焚烧烟气净化处理系统的工艺路线示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底了解本发明，将在下列的描述中提出详细的方法步骤和/或结构。显然，本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟悉的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。
现有的烟气净化处理采用SNCR+半干法+活性炭+干法+布袋除尘工艺，污染物脱除效果有限，尤其是针对某些近旅游景区、环评要求较严格的地区，不能满足污染物排放要求以及飞灰的无害化要求，远远不能达到优于欧盟排放标准2000/76/EC的超低排放。在现有的烟气净化处理工艺中增加新的工艺步骤，需要考虑各工艺步骤之间的相互影响，优化温度配置及减少热能损耗，才能达到最高效的处理效果。
为了解决上述问题，本发明提出一种垃圾焚烧烟气净化处理系统，可以满足超低排放标准的要求。
所述垃圾焚烧烟气净化处理系统包括依次实施的SNCR脱硝、半干法脱酸、干法脱酸降温、活性炭吸附、布袋除尘、蒸汽加热、低温SCR脱硝、烟气换热、湿法脱酸和烟气脱除白雾，所述SNCR脱硝在SNCR装置内进行，所述半干法脱酸在半干法反应塔内进行，所述干法脱酸降温在干法脱酸塔内进行，所述活性炭吸附和所述布袋除尘在布袋除尘器内进行，所述蒸汽加热在设置于所述布袋除尘器和低温SCR装置之间的蒸汽加热器内进行，所述低温SCR脱硝在所述低温SCR装置内进行，所述烟气换热在设置于所述低温SCR装置和湿法洗涤塔之间的烟气/烟气换热器内进行，所述湿法脱酸在所述湿法洗涤塔内进行，所述烟气脱除白雾在另一蒸汽加热器内进行。
根据本发明，垃圾焚烧烟气净化处理采用“SNCR+半干法+活性炭+干法+布袋除尘+蒸汽加热器(SGH)+低温SCR+烟气换热器(GGH)+湿法脱酸+烟气脱白”的组合工艺，优化工艺流程，能够最大限度脱除烟气中的颗粒物、二噁英、重金属及酸性气体，满足超低排放要求。
如图1所示，来自垃圾焚烧炉炉膛的烟气经过SNCR装置1脱除一部分NOx后，从余热锅炉出口排出的温度为200℃～220℃的烟气中含有大量的HCl、SO2、HF，需要进入半干法反应塔2进行半干法脱酸。为了延长布袋除尘器5中滤袋的使用寿命，需要对进入布袋除尘器5的烟气进行喷水降温，该过程在干法脱酸塔3内进行，将220℃的烟气降低至150℃以下，保证烟气温度在酸露点以上10℃～20℃，不产生低温腐蚀。
通过消石灰和活性炭喷射装置4在连接干法脱酸塔3和布袋除尘器5烟道中喷入消石灰和活性炭。由于活性炭颗粒细小且活性炭用量较小，为了防止堵塞及保持压力可调，活性炭采用压缩空气输送粉料。消石灰采用罗茨风机输送粉料。消石灰和活性炭在烟道内只能进行一小部分反应，由于烟气的流速较快，该部分未反应粉料随烟气进入布袋除尘器5进一步反应。二噁英被活性炭吸附而得到净化，该过程需要控制布袋除尘器5内的过滤风速，保证烟气在布袋上的停留时间，使活性炭能够充分吸附二噁英。
在布袋除尘器5和低温SCR装置7之间设置蒸汽加热器(SGH)6，蒸汽取自汽轮机一抽，用以保证锅炉低负荷下低温SCR装置7进口的烟气温度不低于170℃，保证催化剂的反应活性。蒸汽加热器6采用管壳式加热器。根据烟气中的NOx浓度，适时调整低温SCR装置7的氨水耗量，使NOx浓度满足超低排放的要求。在低温SCR装置7和湿法洗涤塔9之间设置烟气/烟气换热器(GGH)8，利用低温SCR装置7出口的热烟气加热从湿法洗涤塔9出来的低温烟气，维持从湿法洗涤塔9出来的烟气的温度在烟气酸露点以上，同时起到热量回收的作用。
烟气经烟气/烟气换热器8换热后进入湿法洗涤塔9，入口污染物均达到欧盟排放标准2000/76/EC。烟气从湿法洗涤塔9的下部进入，在塔内与碱液发生气液反应，脱除酸性气体和固体粉尘颗粒。在湿法洗涤塔9的塔顶减湿区，通过循环冷却水降低烟气温度从而减少烟气的含水量，防止白烟生成，减湿水直接排出，不与下部反应碱液混合，减少污水处理量。烟气/烟气换热器8与湿法洗涤塔9构成的组合系统设置旁路，运行时间视烟气排放是否达标而定。湿法洗涤塔9采用一定浓度的烧碱溶液作为脱酸剂，烧碱原料通过槽车运来注入烧碱储罐中，经烧碱稀释泵注入烧碱稀释槽中，加水稀释成为烧碱溶液。烧碱溶液通过烧碱输送泵输送至冷却液循环泵入口管道及减湿液循环泵入口管道中，将冷却液和减湿液的PH值维持在6.0以下，碱液在塔内不断循环至池内盐度达到一定标准排出废水。
烟气经烟气/烟气换热器8换热后，由于环境温度低于烟气排放温度，烟气被冷却，温度降到烟气露点温度以下，达到饱和状态，水蒸气凝结成小液滴，产生“白雾”。为了保证从烟囱出来的烟气不冒白烟，需要进行烟气脱白，降低其携带水蒸气的能力，尤其是冬季。因此，从烟气/烟气换热器8出来的净化后的烟气再进入另一蒸汽加热器10，将烟气加热至非饱和温度区间，即不产生白雾。夏季室外温度较高、湿度小，白雾的浓度和扩散面积有限，可以视情况而定是否使用另一蒸汽加热器10，设置蒸汽换热器旁路阀门来控制另一蒸汽加热器10的开启和关闭。
从半干法反应塔2和布袋除尘器5出来的飞灰送入飞灰库，进行固化填埋处理。从湿法洗涤塔9出来的废水送入渗滤液处理站处理。经过上述净化处理的烟气通过引风机11送入烟囱12后排放到大气中。
通过本发明提出的垃圾焚烧烟气净化处理系统，可以满足烟气超低排放要求，达到烟气的彻底净化。针对脱硝，采用SNCR脱硝+低温SCR脱硝的配置，可以保证NOx浓度不超过10mg/Nm3；针对烟气中的HCl、SO2、HF等酸性气体，采用半干法脱酸+干法脱酸+湿法脱酸的配置，控制HCl、SO2、HF的浓度分别低于5mg/Nm3、10mg/Nm3、1mg/Nm3；针对二噁英及重金属，在连接干法脱酸塔和布袋除尘器的烟气管道内喷射活性炭，同时控制烟气在布袋除尘器内的过滤风速，保证活性炭在布袋外表面对烟气中二噁英的吸附效果；针对白雾的脱除，采用蒸汽加热的方式，保证从烟气/烟气换热器出口排出的净化烟气的温度进入非饱和温度区间即可消除白雾。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (13)

1.一种垃圾焚烧烟气净化处理系统，其特征在于，包括依次实施的SNCR脱硝、半干法脱酸、干法脱酸降温、活性炭吸附、布袋除尘、蒸汽加热、低温SCR脱硝、烟气换热、湿法脱酸和烟气脱除白雾，所述SNCR脱硝在SNCR装置内进行，所述半干法脱酸在半干法反应塔内进行，所述干法脱酸降温在干法脱酸塔内进行，所述活性炭吸附和所述布袋除尘在布袋除尘器内进行，所述蒸汽加热在设置于所述布袋除尘器和低温SCR装置之间的蒸汽加热器内进行，所述低温SCR脱硝在所述低温SCR装置内进行，所述烟气换热在设置于所述低温SCR装置和湿法洗涤塔之间的烟气/烟气换热器内进行，所述湿法脱酸在所述湿法洗涤塔内进行，所述烟气脱除白雾在另一蒸汽加热器内进行。
2.根据权利要求1所述的烟气净化处理系统，其特征在于，所述降温将烟气降低至150℃以下，保证烟气温度在酸露点以上10℃～20℃，保证不产生低温腐蚀的同时延长实施所述布袋除尘器的布袋的寿命。
3.根据权利要求1所述的烟气净化处理系统，其特征在于，所述活性炭通过消石灰和活性炭喷射装置喷入连接所述干法脱酸塔和所述布袋除尘器的烟道中。
4.根据权利要求3所述的烟气净化处理系统，其特征在于，所述活性炭采用压缩空气输送粉料，所述消石灰采用罗茨风机输送粉料。
5.根据权利要求1所述的烟气净化处理系统，其特征在于，控制所述布袋除尘器内的过滤风速，保证烟气在所述布袋上的停留时间，使所述活性炭充分吸附烟气中的二噁英。
6.根据权利要求1所述的烟气净化处理系统，其特征在于，所述蒸汽加热器采用管壳式加热器，所述蒸汽加热使所述低温SCR装置进口的烟气温度不低于170℃，以保证催化剂的反应活性。
7.根据权利要求1所述的烟气净化处理系统，其特征在于，根据烟气中的NOx浓度适时调整所述低温SCR装置的氨水耗量，使NOx浓度满足超低排放的要求。
8.根据权利要求1所述的烟气净化处理系统，其特征在于，所述烟气/烟气换热器利用所述低温SCR装置出口的热烟气加热从所述湿法洗涤塔出来的低温烟气，以维持从所述湿法洗涤塔出来的烟气的温度在烟气酸露点以上，并起到热量回收的作用。
9.根据权利要求1所述的烟气净化处理系统，其特征在于，烟气从所述湿法洗涤塔的下部进入，在塔内与碱液发生气液反应，脱除酸性气体和固体粉尘颗粒，在所述湿法洗涤塔的塔顶减湿区，通过循环冷却水降低烟气温度从而减少烟气的含水量。
10.根据权利要求9所述的烟气净化处理系统，其特征在于，所述碱液通过烧碱输送泵输送至冷却液循环泵入口管道及减湿液循环泵入口管道中，将冷却液和减湿液的PH值维持在6.0以下，所述碱液在塔内不断循环至池内盐度达到一定标准排出废水。
11.根据权利要求1所述的烟气净化处理系统，其特征在于，所述烟气/烟气换热器与所述湿法洗涤塔构成的组合系统设置旁路，运行时间视烟气排放是否达标而定。
12.根据权利要求1所述的烟气净化处理系统，其特征在于，所述另一蒸汽加热器将从所述烟气/烟气换热器出来的净化后的烟气加热至非饱和温度区间而不产生白雾，设置蒸汽换热器旁路阀门来控制所述另一蒸汽加热器的开启和关闭。
13.根据权利要求1所述的烟气净化处理系统，其特征在于，从所述半干法反应塔和所述布袋除尘器出来的飞灰送入飞灰库进行固化填埋处理，从所述湿法洗涤塔出来的废水送入渗滤液处理站处理。
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