CN107617317A - 一种烟气超净净化系统 - Google Patents

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冷廷双
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周子靖
高敏
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本发明实施例提供了一种烟气超净净化系统,应用于垃圾焚烧中,所述系统包括:SNCR脱硝装置,安装在垃圾焚烧炉中,用于对烟气进行初级脱硝;脱酸塔,与所述垃圾焚烧炉相连,所述脱酸塔用于脱除所述焚烧炉输出的烟气中的酸性气体;袋式除尘器,通过所述烟道与所述脱酸塔相连,所述袋式除尘器用于脱除所述脱酸塔输出的烟气中的酸性气体;静态混合器,与所述袋式除尘器相连,所述静态混合器用于将所述烟气与臭氧进行高效混合,将所述烟气中的NO氧化成高价态氮氧化物;臭氧发生器,与所述静态混合器相连,用于向所述静态混合器中提供臭氧;洗涤塔,与所述静态混合器相连,所述洗涤塔用于脱除所述静态混合器输出的烟气中的酸性气体。

Description

一种烟气超净净化系统
技术领域
本发明属于烟气净化技术领域,尤其涉及一种烟气超净净化系统。
背景技术
垃圾焚烧烟气中主要污染物可以分为粉尘(颗粒物)、酸性气体(HCl、HF、SOx、NOx等)、重金属(Hg、Pb、Cr等)和有机剧毒性污染物(二噁英等)等几大类,必须进行净化处理,防止产生二次污染。
现有技术中,基本上采用组合净化处理工艺,虽然能够满足国家排放标准GB18485-2014,但是很难达到欧盟2010/75/EU规定的排放标准。在一些执行特别排放限值的区域,虽然可以达到欧盟排放标准,但是其利用的净化工艺二次耗能较大,导致净化成本增加。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明实施例提供了一种烟气超净净化系统,用于解决现有技术中在净化垃圾焚烧烟气时,虽然能够达到欧盟排放标准,但是二次耗能较大,导致净化成本增加的技术问题。
本发明实施例提供一种烟气超净净化系统,,应用于垃圾焚烧中,所述系统包括:
非催化还原(SNCR,selective non-catalytic reduction)脱硝装置,安装在垃圾焚烧炉中,用于对烟气进行初级脱硝;
脱酸塔,与所述垃圾焚烧炉相连,所述脱酸塔用于脱除所述焚烧炉输出的烟气中的酸性气体;
袋式除尘器,通过所述烟道与所述脱酸塔相连,所述袋式除尘器用于脱除所述脱酸塔输出的烟气中的酸性气体;
静态混合器,与所述袋式除尘器相连,所述静态混合器用于将所述烟气与臭氧进行混合,将所述烟气中的NO氧化成高价态氮氧化物,对所述烟气进行二次脱硝;
臭氧发生器,与所述静态混合器相连,用于向所述静态混合器中提供臭氧;
洗涤塔,与所述静态混合器相连,所述洗涤塔用于脱除所述静态混合器输出的烟气中的酸性气体。
上述方案中,所述系统还包括:
第一喷射装置,与所述烟道相连,用于向所述烟道内喷射消石灰粉末;
第二喷射装置,与所述烟道相连,用于向所述烟道内喷射活性炭。
上述方案中,所述系统还包括:
雾化器,与所述脱酸塔的一端相连;
储罐,与所述雾化器相连,所述储罐用于储存石灰浆液。
上述方案中,进入所述脱酸塔中的烟气温度为200~230℃。
上述方案中,所述静态混合器中的臭氧氧化反应温度为100~200℃。
上述方案中,所述系统还包括:换热器,所述换热器安装在所述袋式除尘器与所述静态混合器之间。
上述方案中,所述系统还包括:风机;其中,
所述换热器的第一端与所述袋式除尘器的出口相连;
所述换热器的第二端与所述洗涤塔的出口相连;
所述换热器的第三端与所述风机相连。
上述方案中,进入所述洗涤塔内的烟气温度为110~115℃。
上述方案中,所述洗涤塔内烟气的流速小于2m/s。
上述方案中,所述洗涤塔包括:上层洗涤层及下层洗涤层;所述上层洗涤层中碱液的PH值为7;所述下层洗涤层中碱液的PH值为6。
本发明实施例提供了一种烟气超净净化系统,应用于垃圾焚烧中,所述系统包括:SNCR脱硝装置,安装在垃圾焚烧炉中,用于对烟气进行初级脱硝;脱酸塔,与所述垃圾焚烧炉相连,所述脱酸塔用于脱除所述焚烧炉输出的烟气中的酸性气体;袋式除尘器,通过所述烟道与所述脱酸塔相连,所述袋式除尘器用于脱除所述脱酸塔输出的烟气中的酸性气体;静态混合器,与所述袋式除尘器相连,所述静态混合器用于将所述烟气与臭氧进行混合,将所述烟气中的NO氧化成高价态氮氧化物,对所述烟气进行二级脱硝;臭氧发生器,与所述静态混合器相连,用于向所述静态混合器中提供臭氧;洗涤塔,与所述静态混合器相连,所述洗涤塔用于脱除所述静态混合器输出的烟气中的酸性气体;如此,针对烟气中的硝污染物,采用SNCR脱硝+臭氧氧化脱硝+洗涤塔的组合,可以确保NOx浓度低于50mg/Nm3;针对烟气中的酸污染物,采用脱酸塔+袋式除尘器+洗涤塔的组合可以确保烟气中HCl、SO2、HF的浓度分别低于5mg/Nm3、10mg/Nm3、1mg/Nm3;针对粉尘,采用袋式除尘器+洗涤塔,可以控制粉尘浓度低于10mg/Nm3;以上无需像现有技术一样,需要加入大量的催化剂才可以去除烟气中的NOx,因此可以降低净化成本,并可以达到欧盟烟气超净排放的要求。
附图说明
图1为本发明实施例提供的烟气超净净化系统的整体结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中在净化垃圾焚烧烟气时,虽然能够达到欧盟排放标准,但是二次耗能较大,导致净化成本增加的技术问题,本发明实施例提供了一种烟气超净净化系统,应用于垃圾焚烧中,所述系统包括:SNCR脱硝装置,安装在垃圾焚烧炉中,用于对烟气进行初级脱硝;脱酸塔,与所述垃圾焚烧炉相连,所述脱酸塔用于脱除所述焚烧炉输出的烟气中的酸性气体;袋式除尘器,通过所述烟道与所述脱酸塔相连,所述袋式除尘器用于脱除所述脱酸塔输出的烟气中的酸性气体;静态混合器,与所述袋式除尘器相连,所述静态混合器用于将所述烟气与臭氧进行混合,将所述烟气中的NO氧化成高价态氮氧化物,对所述烟气进行二级脱硝;臭氧发生器,与所述静态混合器相连,用于向所述静态混合器中提供臭氧;洗涤塔,与所述静态混合器相连,所述洗涤塔用于脱除所述静态混合器输出的烟气中的酸性气体。
下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
本实施例提供一种烟气净化系统,应用于垃圾焚烧中,所述系统包括:SNCR脱硝装置,安装在垃圾焚烧炉中,用于对烟气进行初级脱硝。
具体地,采用8%的尿素作为还原剂,经喷枪喷入垃圾焚烧炉的炉膛,雾化后的尿素溶液在炉膛内分解,生成的分解产物为NH3、H2O、CO2,NH3在850~1050℃高温下将NOx还原成N2
这里,如图1所示,所述系统还包括:脱酸塔1、雾化器2、储罐3、第一喷射装置4、第二喷射装置5、袋式除尘器6、换热器7、风机8、烟囱9、静态混合器10、臭氧发生器11及洗涤塔12;
脱酸塔1与所述垃圾焚烧炉相连,所述脱酸塔1用于脱除所述焚烧炉输出的烟气中的酸性气体。具体地,还原后的烟气经锅炉的省煤器冷却至200~230℃后,由脱酸塔1的烟气入口进入脱酸塔1中。为了保证产生良好的涡流和均匀的烟气分配所述烟气入口是蜗壳形的,烟气进入烟气入口后,呈螺旋形向下运动。其中,所述脱酸塔1为干法脱酸塔。
为了防止可能发生的堵塞,所述脱酸塔的底部锥体部分中还设置电伴热和空气炮,所述电伴热的温度为135~145℃。
所述雾化器2的一端与所述脱酸塔1的一端(顶端)相连,所述储罐3与所述雾化器2的另一端相连,所述储罐3用于储存石灰浆液。
当烟气进入脱酸塔1后,石灰浆在雾化器2的高速旋转下形成直径约50μm的小液滴,该液滴与螺旋下降的烟气形成顺流,充分混合,烟气中的酸性气体(HCl、SO2、HF等)与石灰浆发生中和反应,同时水分蒸发使烟气的温度降低。固体颗粒落到椎体底部排除,烟气从出口进入烟道。
第一喷射装置4与烟道相连,用于向所述烟道内喷射消石灰粉末;所述第一喷射装置4包括:料仓、给料机及鼓风机,消石灰料仓内通过螺旋给料机输送到鼓风机,鼓风机将消石灰吹进袋式除尘器之前的烟道里与烟气中的酸性气体进行中和反应。其中,所述给料机可以为螺旋给料机,所述鼓风机可以为罗茨鼓风机。
第二喷射装置5,与所述烟道相连,用于向所述烟道内喷射活性炭;所述第二喷射装置5包括:料仓、给料机及鼓风机,活性炭料仓内通过螺旋给料机输送到鼓风机,鼓风机将活性炭吹进烟道里,吸附烟气中的重金属和二噁英等有机物。其中,所述给料机可以为螺旋给料机,所述鼓风机可以为罗茨鼓风机。
袋式除尘器6的烟气入口通过所述烟道与所述脱酸塔1的烟气出口相连,此时,烟气从脱酸塔1出来之后的温度为160℃左右。所述袋式除尘器6用于脱除所述脱酸塔输出的烟气中的酸性气体。具体地,从垃圾焚烧炉、脱酸塔1、第一喷射装置4和第二喷射装置5带来的粉尘和飞灰等附着于袋式除尘器6滤袋的表面,形成一层均匀的滤饼,烟气中的酸性气体与滤饼中过量的消石灰进一步发生中和反应,提高脱除效率。并且活性炭对重金属和二噁英的吸附作用也有所提高。
需要说明的是,从脱酸塔1和袋式除尘器6出来的飞灰输送到飞灰处理车间进行固化处理,抗压强度和浸出性检测合格后进行填埋处理。
中和反应完毕之后,通过压缩空气反吹,将飞灰反吹进入除尘器灰斗,输送到飞灰至固化处理车间进行处理。这里,所述袋式除尘器6的滤袋采用PTFE材质,耐温190~200℃,并具有良好的耐酸耐碱性。
进一步地,当烟气从袋式除尘器出来之后,温度为155℃左右。所述换热器7的第一端与所述袋式除尘器6的出口相连,所述换热器7的第二端与所述洗涤塔10的出口相连。
所述换热器7用于对烟气进行降温。具体地,洗涤塔12内的低温气体进入换热器7中,对烟气进行换热,所述洗涤塔10内的低温气体为65℃。经换热后,烟气温度降至105℃左右,低温气体的温度升为105℃左右,这些低温气体经风机8排入烟囱9中,再排向大气。这样,换热器7既回收利用了一部分烟气热能,又提高了系烟囱9出口的烟气温度,避免烟囱出现冒“白烟”的情况。
需要说明的是,风机8与所述换热器7的第三端相连,所述烟囱9与所述风机8相连。
这里,所述换热器7的出口与静态混合器10的烟气入口相连,所述静态混合器10还与臭氧发生器11相连,所述臭氧发生器11用于向静态混合器10提供臭氧,通过不锈钢管道将臭氧输送到静态混合器10中。
静态混合器10,用于将所述烟气与所述臭氧进行高效混合,将所述烟气中的NO氧化成高价态氮氧化物,对所述烟气进行二级脱硝;其中,静态混合器10兼具臭氧喷射、烟气与臭氧混合的功能,臭氧经过静态混合器10后与烟气充分均匀混合,将烟气中的NO氧化成NO2、N2O5等高价态的氮氧化物,反应段长度大于10米。臭氧氧化反应在100-200℃温度范围内,甚至更低的温度下都可以进行,比如80~100℃。
经静态混合器10反应后的烟气进入洗涤塔12,进入洗涤塔12内的烟气温度为110~115℃;洗涤塔12用于脱除所述静态混合器输出的烟气中的酸性气体。其中,所述洗涤塔12为湿法洗涤塔。
所述洗涤塔12包括:上层洗涤层及下层洗涤层;所述上层洗涤层与所述下层洗涤层之间设置有气水隔离器。所述上层洗涤层与所述下层洗涤层中都放置有碱液,所述上层洗涤层中碱液的PH值为7,主要是用于进一步去除酸性气体,控制出气指标,并在上层洗涤层顶部设置有降温减湿装置,用于给烟气降温减湿,有效降低烟气含水率;减湿形成的凝结水还可以用于稀释下层碱液浓度,补充循环碱液。
所述下层洗涤层中碱液的PH值为6,主要是去除烟气中高价态NOx、HCl、SO2、HF等,烟气中的高价态NOx、HCl、SO2与烧碱反应生成NaNO3、NaCl、NaF、Na2SO3、Na2SO4等盐类;当含盐量达到预设的标准时,向外排放含盐废水。该含盐废水一部分用来制备石灰浆,其余的送入渗滤液处理站处理。
具体地,每层洗涤层都配备循环泵、喷雾喷嘴、集箱管、格栅、除雾物等,形成两个单独的循环。循环泵将下层洗涤层的碱液输送至下层的喷雾喷嘴,向下喷洒,烟气从洗涤塔12的下部进入下层洗涤层中,这样烟气与碱液可以逆流充分接触。烧碱溶液稀释后通过烧碱输送泵输送至循环管道中。
烟气经下层碱液反应后,再进入上层洗涤层,与上层碱液进行反应,进一步去除酸性气体。
这里,洗涤塔12初次运行需要加水,运行后顶部除湿的冷凝水可满足补充下层排放出的含盐水水量,运行中除需要补充少量的稀释氢氧化钠溶液的除盐水外,不需要其他补水。洗涤塔12同时可以进一步降低烟气粉尘含量,净化后约65℃的烟气从塔顶的出口管道进入换热器7中进行换热。
本发明实施例提供的烟气超净净化系统能带来的有益效果至少是:
本发明实施例提供了一种烟气超净净化系统,应用于垃圾焚烧中,所述系统包括:SNCR脱硝装置,安装在垃圾焚烧炉中,用于对烟气进行初级脱硝;脱酸塔,与所述垃圾焚烧炉相连,所述脱酸塔用于脱除所述焚烧炉输出的烟气中的酸性气体;袋式除尘器,通过所述烟道与所述脱酸塔相连,所述袋式除尘器用于脱除所述脱酸塔输出的烟气中的酸性气体;静态混合器,与所述袋式除尘器相连,所述静态混合器用于将所述烟气与臭氧进行高效混合,将所述烟气中的NO氧化成高价态氮氧化物,对所述烟气进行二级脱硝;臭氧发生器,与所述静态混合器相连,用于向所述静态混合器中提供臭氧;洗涤塔,与所述静态混合器相连,所述洗涤塔用于脱除所述静态混合器输出的烟气中的酸性气体;如此,针对烟气中的硝污染物,采用SNCR脱硝+臭氧氧化脱硝+洗涤塔的组合,可以确保NOx浓度低于50mg/Nm3;针对烟气中的酸污染物,采用脱酸塔+袋式除尘器+洗涤塔的组合可以确保烟气中HCl、SO2、HF的浓度分别低于5mg/Nm3、10mg/Nm3、1mg/Nm3;针对二噁英和重金属污染物,在脱酸塔和袋式除尘器之间的烟气管道内喷射活性炭,确保达到欧盟标准;针对粉尘,采用袋式除尘器+洗涤塔,可以控制粉尘浓度低于10mg/Nm3;针对烟囱白烟的脱除,在洗涤塔上层利用减湿装置对烟气进行降温减湿,并通过换热器加热需要排出的净化烟气,使得需要排出的烟气进入非饱和温度区间,提高烟气的温度,进而减少白烟;并且以上方式无需加入大量的催化剂就可以去除烟气中的NOx,达到烟气超净排放的要求,降低净化成本,又避免了由于使用催化剂带来的二次污染。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种烟气超净净化系统,其特征在于,应用于垃圾焚烧中,所述系统包括:
非催化还原SNCR脱硝装置,安装在垃圾焚烧炉中,用于对烟气进行初级脱硝;
脱酸塔,与所述垃圾焚烧炉相连,所述脱酸塔用于脱除所述焚烧炉输出的烟气中的酸性气体;
袋式除尘器,通过所述烟道与所述脱酸塔相连,所述袋式除尘器用于脱除所述脱酸塔输出的烟气中的酸性气体;
静态混合器,与所述袋式除尘器相连,所述静态混合器用于将所述烟气与臭氧进行混合,将所述烟气中的NO氧化成高价态氮氧化物,对所述烟气进行二次脱硝;
臭氧发生器,与所述静态混合器相连,用于向所述静态混合器中提供臭氧;
洗涤塔,与所述静态混合器相连,所述洗涤塔用于脱除所述静态混合器输出的烟气中的酸性气体。
2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:
第一喷射装置,与所述烟道相连,用于向所述烟道内喷射消石灰粉末;
第二喷射装置,与所述烟道相连,用于向所述烟道内喷射活性炭。
3.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:
雾化器,与所述脱酸塔的一端相连;
储罐,与所述雾化器相连,所述储罐用于储存石灰浆液。
4.如权利要求1所述的系统,其特征在于,进入所述脱酸塔中的烟气温度为200~230℃。
5.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述静态混合器中的臭氧氧化反应温度为100~200℃。
6.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:换热器,所述换热器安装在所述袋式除尘器与所述静态混合器之间。
7.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:风机;其中,
所述换热器的第一端与所述袋式除尘器的出口相连;
所述换热器的第二端与所述洗涤塔的出口相连;
所述换热器的第三端与所述风机相连。
8.如权利要求1所述的系统,其特征在于,进入所述洗涤塔内的烟气温度为110~115℃。
9.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述洗涤塔内烟气的流速小于2m/s。
10.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述洗涤塔包括:上层洗涤层及下层洗涤层;所述上层洗涤层中碱液的PH值为7;所述下层洗涤层中碱液的PH值为6。
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