CN106621748A - 一种处理固体废物焚烧废气的组合式成套装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种处理固体废物焚烧废气的组合式成套装置及方法，旋风除尘器的一端通过余热锅炉与污泥焚烧烟气管道连接，旋风除尘器的另一端通过管道连接半干调温脱酸塔，半干调温脱酸塔右侧壁上靠近底端处通过管道连接布袋除尘器，布袋除尘器的顶部通过管道连接压缩空气罐，布袋除尘器的右侧壁上靠近顶端处通过管道连接湿式脱酸塔，湿式脱酸塔右侧壁上靠近顶端处通过管道与烟气再热器的一端连接，烟气再热器的一端通过管道连接引风机，引风机通过管道连接烟囱，烟囱的侧壁上设有在线监测系统。本发明完全实现设备国产化，实现污泥烟气净化工艺控制的自动化和智能化。

Description

一种处理固体废物焚烧废气的组合式成套装置及方法

技术领域

本发明涉及一种处理固体废物焚烧废气的组合式成套装置及方法，属于固体废弃物处理技术领域。

背景技术

近年来，随着我国经济社会的迅猛发展和城镇化进程的不断加快，城市污水处理设施得以大量兴建，污水处理量大幅提高，污泥作为污水处理的副产物，产生量也在急剧增加，由其引发的环境问题已经引起了社会各界的共同关注，如何更好的对污泥进行处理处置，从而实现污泥行业的污染控制也成为当今重要的研究课题之一。目前主流的污泥处理处置技术主要有土地利用(含厌氧消化和好氧发酵技术)、干化和焚烧技术。其中，污泥焚烧与其他方式相比，其对污泥减量化、无害化的处理优势更加明显，应用范围更广，被认为是最有效的污泥处理处置方式之一，也是目前国家推荐使用的一种技术。但是在污泥焚烧过程产生的烟气中含有大量的污染物，主要有颗粒物、酸性气体(包括HCl、HF、SOx等)、氮氧化物(NOx)、有机物(包括二噁英等)及重金属等，会引发严重的环境风险。为了降低避免环境危害，必须对烟气进行净化处理，以保证其中污染物的排放浓度符合日益严格的国家排放标准。

目前，污泥焚烧处理厂的焚烧烟气净化工艺和设备种类很多，一般均由酸性气体脱除系统、除尘系统和活性炭吸附系统三部分组成。其中，酸性气体脱除技术是烟气净化技术的核心，常用的工艺系统有湿法、半干法和干法三种。干法设备简单，工程费用最少，但净化效率相对较低，一般SO₂去除率仅30％、HCl仅50％；半干法净化效率相对较高，药品用量较少；湿法对酸性气体的去除率最高，烟气降温迅速，可满足严格的排放标准。因此，在设计中为达到较高酸性气体去除效果要优先选用。此外，颗粒物也是国内控制烟气排放的主要指标之一，去除工艺主要有湿式除尘、布袋除尘、电除尘、代电复合除尘。

结合目前国内污泥市场发展需要，国家正在建立健全污泥焚烧处理相关的技术和产业政策，制定污泥焚烧处理过程中相应的标准和法律法规。但我国的污泥焚烧烟气处理技术与发达国家相比相对滞后，处理效率较低，而且相关设备发展不成熟，我国已投产或签约的污泥烟气净化所用设备多作为焚烧系统的配套设施而从国外引进，不但价格昂贵，对国内污泥亦缺乏适应性。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种处理固体废物焚烧废气的组合式成套装置及方法。

本发明提供一种处理固体废物焚烧废气的组合式成套装置，可作为污泥焚烧系统的配套设施，完全实现设备国产化，同时实现污泥烟气净化工艺控制的高效化、自动化、低成本化。

一种处理固体废物焚烧废气的组合式成套装置，包括旋风除尘器、半干调温脱酸塔、布袋除尘器、湿式脱酸塔、烟气再热器、引风机和烟囱，旋风除尘器的一端通过余热锅炉与污泥焚烧烟气管道连接，旋风除尘器的另一端通过管道连接半干调温脱酸塔，半干调温脱酸塔右侧壁上靠近底端处通过管道连接布袋除尘器，布袋除尘器的顶部通过管道连接压缩空气罐，布袋除尘器的右侧壁上靠近顶端处通过管道连接湿式脱酸塔，湿式脱酸塔右侧壁上靠近顶端处通过管道与烟气再热器的一端连接，烟气再热器的一端通过管道连接引风机，引风机通过管道连接烟囱，烟囱的侧壁上设有在线监测系统。

本发明的一种处理固体废物焚烧废气的组合式成套装置，所述旋风除尘器和半干调温脱酸塔的底端均通过管道连接灰螺旋输送机，灰螺旋输送机通过管道连接灰仓。

本发明的一种处理固体废物焚烧废气的组合式成套装置，所述半干调温脱酸塔与布袋除尘器之间的连接管道上连接活性炭储仓和消石灰储仓，活性炭储仓和消石灰储仓通过管道分别连接罗茨风机。

本发明的一种处理固体废物焚烧废气的组合式成套装置，所述布袋除尘器的底部通过管道连接灰螺旋输送机，灰螺旋输送机通过管道连接废料仓。

本发明的一种处理固体废物焚烧废气的组合式成套装置，所述湿式脱酸塔自下而上分别为脱酸段和降温段，分别设有填料层和洗涤水喷淋装置，洗涤水喷淋装置位于填料层下方，用于确保烟气进入填料层之前达到露点温度。

本发明的一种处理固体废物焚烧废气的组合式成套装置，所述湿式脱酸塔的下部是循环水槽，用于收集来自吸收湿式脱酸塔内的循环碱液，碱液通过循环泵循环使用，当循环碱液的pH值超过一定标准时(一般控制在6.5～7)，排泄部分并补充新鲜的碱液。

本发明的一种处理固体废物焚烧废气的方法，包括以下步骤：

步骤1)、烟气首先进入旋风除尘器，用于去除大部分粉尘。旋风除尘器的阻力损失不大于500Pa，除尘效率约90％。旋风除尘器收集的灰(经国家权威机构鉴定)作为一般固体废物进行处置，收集后外运填埋；

步骤2)、经旋风除尘器处理后的烟气进入半干调温脱酸塔，先经过半干调温脱酸塔脱除部分酸性气体；半干调温脱酸塔中配置碱液，根据半干法脱酸塔出口温度控制碱液的喷入量，再根据烟气中SO₂浓度，在线的烟气分析仪给出信号，自动调节消石灰的喷入量，使药剂消耗量维持在最经济的水平；烟气经过半干调温脱酸塔后温度降至200℃，再进入布袋除尘器；

步骤3)、在半干调温脱酸塔后、袋式除尘器前的烟气管道中，分别通过罗茨风机喷入粉末活性炭和石灰粉作为吸附剂，以吸附Hg等重金属等有机化合物；吸附杂质后的活性炭及反应后的石灰粉在袋式除尘器收集后进入灰斗，设有活性炭再循环装置，部分回流喷入烟气管道再吸附，部分输送至废料仓，废料作为危险废弃物外运处置。

步骤4)、烟气经过半干调温脱酸塔后再进入布袋除尘器，经过布袋除尘器的滤袋时，烟气中的粉尘被截留在滤袋外表面，从而得到净化；袋式除尘器的除尘效率大于99％，阻力损失不大于1500Pa；袋式除尘器清灰采用压缩空气脉冲反吹方式，飞灰由布袋除尘器底部的除尘器灰斗收集，飞灰和部分活性炭通过废料灰输送系统装入废料仓，作为危险废弃物外运处置。

步骤5)、经袋式除尘器处理后的烟气进入湿式脱酸塔中进行降温、脱酸处理。烟气首先经过脱酸段，将烟气和NaOH溶液充分接触，从而用NaOH吸收、中和并去除烟气中的HCl、SOx等酸性气体。烟气中含硫酸性气体经过NaOH碱液脱除，脱除效率可达到95％以上；降温段即为水洗塔，主要用于降低烟气温度，设置两层喷淋系统；烟气经袋式除尘器后的温度降至40℃左右；

步骤6)、湿式脱酸塔出来的烟气温度较低，为防止羽烟生成，在进入引风机前进入烟气再热器，通过与饱和蒸汽热交换被加热。饱和蒸汽的参数为1.0MPa、185℃，热交换以后形成冷凝水，参数为0.5MPa、158℃，进入软水箱，循环利用；湿式脱酸塔出来的低温烟气经热交换器后温度由40℃升至100℃左右；

步骤7)、经过净化和热交换器后的烟气再通过引风机引出，进入烟囱高空排放。在烟囱的侧壁上设置在线监测系统，实时对烟气进行检测，以便调整工艺参数，保证烟气达标排放。

进一步优选，步骤1的进入旋风除尘器的烟气温度为255℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1)、烟气处理效果好：建立在丰富工程经验基础上的系统设计，旋风除尘器采用高效型，用于去除大部分粉尘，除尘效率大于90％，布袋除尘器用于去除粉尘、重金属和二噁英类，除尘效率大于99.9％，湿式脱酸塔对烟气中酸性气体(氯化氢、氟化氢、SOx)的脱除效率可达到95％以上确保烟气排放达到《生活垃圾焚烧大气污染物排放标准》(DB31/768-2013)2016年7月1日后标准，镍和氟化氢达到《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)二级标准，氨、H₂S达到《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)排放标准限值；

2)、控制系统设计和仪表设置合理：控制系统设计成熟，压力、温度、流量等仪表设置合理，确保系统安全、稳定运行；

3)、系统节能节水性强：湿式脱酸系统设计可以防止结垢，脱酸的碱液可通过循环碱液泵循环使用，定期根据碱液pH值外排或补水，达到节省碱液药剂、节水、节电的目的，且湿式脱酸系统的冷却供水量可根据烟气温度对进行调节，从而进一步降低用水量；烟气再热系统可以根据烟气温度、环境温度，按羽烟曲线调整耗气量，节省蒸汽耗量，实现节能目的；袋式除尘器中的活性炭通过输送和投加系统再进入烟道循环使用，减少了活性炭的用量；

4)、投资费用和运行成本低，经济性高：整个系统的设计、设备制造、供货、安装、调试国产化程度高，该系统设备均可由国内厂家生产，执行投资费用低；按出路将灰渣分类，综合考虑投资、运行、处置等因素，旋风除尘器及布袋除尘器负荷分配合理，降低其运行成本；整个系统的药剂、水量、蒸汽、活性炭的耗量低，进一步降低运行成本；旋风除尘器产生的飞灰(经国家权威机构鉴定)属于非危险废物，按一般固体废物处置，因此可减少布袋除尘器所收集到的属于危险废物的飞灰量，大大降低危险废物的处理成本。

本发明完全实现设备国产化，实现污泥烟气净化工艺控制的自动化和智能化。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

图1是本发明实施例所述的一种处理固体废物焚烧废气的组合式成套装置的结构示意图；

图2是本发明实施例所述的一种处理固体废物焚烧废气的方法的工艺流程图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

实施例1：如图1、图2所示，

一种处理固体废物焚烧废气的组合式成套装置，包括旋风除尘器1、半干调温脱酸塔2、布袋除尘器3、湿式脱酸塔4、烟气再热器5、引风机6和烟囱7，所述旋风除尘器1的一端通过余热锅炉与污泥焚烧烟气管道连接，旋风除尘器1的另一端通过管道连接半干调温脱酸塔2，半干调温脱酸塔2右侧壁上靠近底端处通过管道连接布袋除尘器3，布袋除尘器3的顶部通过管道连接压缩空气罐16，布袋除尘器3的右侧壁上靠近顶端处通过管道连接湿式脱酸塔4，湿式脱酸塔4右侧壁上靠近顶端处通过管道与烟气再热器5的一端连接，烟气再热器5的一端通过管道连接引风机6，引风机6通过管道连接烟囱7，烟囱7的侧壁上设有在线监测系统8。

在线监测系统8采用现有技术产品。

旋风除尘器1和半干调温脱酸塔2的底端均通过管道连接9，灰螺旋输送机9通过管道连接灰仓10。

半干调温脱酸塔2与布袋除尘器3之间的连接活性炭储仓11和消石灰储仓12，活性炭储仓11和消石灰储仓12通过管道分别连接罗茨风机13。

布袋除尘器3的底部通过管道连接灰螺旋输送机14，灰螺旋输送机14通过管道连接废料仓15。

湿式脱酸塔4自下而上分别为脱酸段和降温段，分别设有填料层和洗涤水喷淋装置，洗涤水喷淋装置位于填料层下方，用于确保烟气进入填料层之前达到露点温度。

湿式脱酸塔4的下部是循环水槽17，用于收集来自吸收湿式脱酸塔4内的循环碱液，碱液通过循环泵18循环使用，当循环碱液的pH值超过一定标准时(一般控制在6.5～7)，排泄部分并补充新鲜的碱液。

有两层喷淋装置，放置在湿式脱酸塔4内腔的上部有第一喷淋装置19和第二喷淋装置20，第一喷淋装置19的下面为第二喷淋装置20。

如图2所示，一种处理固体废物焚烧废气的方法，包括以下步骤：

1)、255℃的烟气首先进入旋风除尘器，用于去除大部分粉尘。旋风除尘器的阻力损失不大于500Pa，除尘效率约90％。旋风除尘器收集的灰(经国家权威机构鉴定)作为一般固体废物进行处置，收集后外运填埋；

2)、经旋风除尘器处理后的烟气进入半干调温脱酸塔，先经过半干调温脱酸塔脱除部分酸性气体；半干调温脱酸塔中配置碱液，根据半干法脱酸塔出口温度控制碱液的喷入量，再根据烟气中SO₂浓度，在线的烟气分析仪给出信号，自动调节消石灰的喷入量，使药剂消耗量维持在最经济的水平；烟气经过半干调温脱酸塔后温度降至200℃，再进入布袋除尘器；

3)、在半干调温脱酸塔后、袋式除尘器前的烟气管道中，分别通过罗茨风机喷入粉末活性炭和石灰粉作为吸附剂，以吸附Hg等重金属等有机化合物；吸附杂质后的活性炭及反应后的石灰粉在袋式除尘器收集后进入灰斗，设有活性炭再循环装置，部分回流喷入烟气管道再吸附，部分输送至废料仓，废料作为危险废弃物外运处置。

4)、烟气经过半干调温脱酸塔后再进入布袋除尘器，经过布袋除尘器的滤袋时，烟气中的粉尘被截留在滤袋外表面，从而得到净化；袋式除尘器的除尘效率大于99％，阻力损失不大于1500Pa；袋式除尘器清灰采用压缩空气脉冲反吹方式，飞灰由布袋除尘器底部的除尘器灰斗收集，飞灰和部分活性炭通过废料灰输送系统装入废料仓，作为危险废弃物外运处置。

5)、经袋式除尘器处理后的烟气进入湿式脱酸塔中进行降温、脱酸处理。烟气首先经过脱酸段，将烟气和NaOH溶液充分接触，从而用NaOH吸收、中和并去除烟气中的HCl、SOx等酸性气体。烟气中含硫酸性气体经过NaOH碱液脱除，脱除效率可达到95％以上；降温段即为水洗塔，主要用于降低烟气温度，有两层喷淋步骤；烟气经袋式除尘器后的温度降至40℃左右；

6)、湿式脱酸塔出来的烟气温度较低，为防止羽烟生成，在进入引风机前进入烟气再热器，通过与饱和蒸汽热交换被加热。饱和蒸汽的参数为1.0MPa、185℃，热交换以后形成冷凝水，参数为0.5MPa、158℃，进入软水箱，循环利用；湿式脱酸塔出来的低温烟气经热交换器后温度由40℃升至100℃左右；

7)、经过净化和热交换器后的烟气再通过引风机引出，进入烟囱高空排放。在烟囱的侧壁上设置在线监测系统，实时对烟气进行检测，以便调整工艺参数，保证烟气达标排放。

湿式脱酸塔的循环水槽17，用于收集来自吸收湿式脱酸塔4内的循环碱液，碱液通过循环泵18循环使用，当循环碱液的pH值超过一定标准时(一般控制在6.5～7)，排泄部分超标碱液并补充新鲜的碱液。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种处理固体废物焚烧废气的组合式成套装置，包括旋风除尘器、半干调温脱酸塔、布袋除尘器、湿式脱酸塔、烟气再热器、引风机和烟囱，其特征在于：旋风除尘器的一端通过余热锅炉与污泥焚烧烟气管道连接，旋风除尘器的另一端通过管道连接半干调温脱酸塔，半干调温脱酸塔右侧壁上靠近底端处通过管道连接布袋除尘器，布袋除尘器的顶部通过管道连接压缩空气罐，布袋除尘器的右侧壁上靠近顶端处通过管道连接湿式脱酸塔，湿式脱酸塔右侧壁上靠近顶端处通过管道与烟气再热器的一端连接，烟气再热器的一端通过管道连接引风机，引风机通过管道连接烟囱，烟囱的侧壁上设有在线监测系统。

2.根据权利要求1所述的一种处理固体废物焚烧废气的组合式成套装置，其特征在于：旋风除尘器和半干调温脱酸塔的底端均通过管道连接，灰螺旋输送机通过管道连接灰仓。

3.根据权利要求1所述的一种处理固体废物焚烧废气的组合式成套装置，其特征在于：半干调温脱酸塔与布袋除尘器之间的连接活性炭储仓和消石灰储仓，活性炭储仓和消石灰储仓通过管道分别连接罗茨风机。

4.根据权利要求1所述的一种处理固体废物焚烧废气的组合式成套装置，其特征在于：布袋除尘器的底部通过管道连接灰螺旋输送机，灰螺旋输送机通过管道连接废料仓。

5.根据权利要求1所述的一种处理固体废物焚烧废气的组合式成套装置，其特征在于：湿式脱酸塔自下而上分别为脱酸段和降温段，分别设有填料层和洗涤水喷淋装置，洗涤水喷淋装置位于填料层下方。

6.根据权利要求1所述的一种处理固体废物焚烧废气的组合式成套装置，其特征在于：湿式脱酸塔的下部是循环水槽。

7.根据权利要求1所述的一种处理固体废物焚烧废气的组合式成套装置，其特征在于：在湿式脱酸塔内腔的上部有第一喷淋装置和第二喷淋装置，第一喷淋装置的下面为第二喷淋装置。

8.一种处理固体废物焚烧废气的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)、烟气首先进入旋风除尘器，用于去除大部分粉尘；旋风除尘器的阻力损失不大于500Pa，除尘效率约90％；旋风除尘器收集的灰作为一般固体废物进行处置，收集后外运填埋；

步骤2)、经旋风除尘器处理后的烟气进入半干调温脱酸塔，先经过半干调温脱酸塔脱除部分酸性气体；半干调温脱酸塔中配置碱液，根据半干法脱酸塔出口温度控制碱液的喷入量，再根据烟气中SO₂浓度，在线的烟气分析仪给出信号，自动调节消石灰的喷入量，使药剂消耗量维持在最经济的水平；烟气经过半干调温脱酸塔后温度降至200℃，再进入布袋除尘器；

步骤3)、在半干调温脱酸塔后、袋式除尘器前的烟气管道中，分别通过罗茨风机喷入粉末活性炭和石灰粉作为吸附剂，以吸附Hg重金属有机化合物；吸附杂质后的活性炭及反应后的石灰粉在袋式除尘器收集后进入灰斗，设有活性炭再循环装置，部分回流喷入烟气管道再吸附，部分输送至废料仓，废料作为危险废弃物外运处置；

步骤4)、烟气经过半干调温脱酸塔后再进入布袋除尘器，袋式除尘器的除尘效率大于99％，阻力损失不大于1500Pa；袋式除尘器清灰采用压缩空气脉冲反吹方式，飞灰由除尘器灰斗收集，飞灰和部分活性炭通过废料灰输送系统装入废料仓，作为危险废弃物外运处置；

步骤5)、经袋式除尘器处理后的烟气进入湿式脱酸塔中进行降温、脱酸处理；烟气首先经过脱酸段，将烟气和NaOH溶液充分接触，用NaOH吸收、中和并去除烟气中的HCl、SOx酸性气体；烟气中含硫酸性气体经过NaOH碱液脱除，脱除效率可达到95％以上；降温段即为水洗塔，主要用于降低烟气温度，有两层喷淋步骤；烟气经袋式除尘器后的温度降至40℃左右；

步骤6)、湿式脱酸塔出来的低温烟气在进入引风机前，通过与饱和蒸汽热交换被加热，以防止羽烟的产生；饱和蒸汽的参数为1.0MPa、185℃，热交换以后形成冷凝水，参数为0.5MPa、158℃，进入软水箱，循环利用；湿式脱酸塔出来的低温烟气经热交换器后温度由40℃升至100℃左右；

步骤7)、经过热交换器后的烟气再通过引风机和烟囱高空排放；经上述处理系统，烟气达到排放标准。

9.根据权利要求8所述的一种处理固体废物焚烧废气的方法，其特征在于：湿式脱酸塔的循环水槽收集来自吸收湿式脱酸塔内的循环碱液，碱液通过循环泵循环使用，当循环碱液的pH值超过6.5～7，排泄部分超标碱液并补充新鲜的碱液。

10.根据权利要求8所述的一种处理固体废物焚烧废气的方法，其特征在于：步骤1的进入旋风除尘器的烟气温度为255℃。