CN107655008A - 一种降低垃圾焚烧中二噁英含量的烟气处理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低垃圾焚烧中二噁英含量的烟气处理方法及系统，烟气处理方法包括控制锅炉负荷量的步骤；控制二次风量的步骤；控制活性炭添加量的步骤；控制布袋压差的步骤。本发明研究发现锅炉负荷、二次风量、活性炭的添加量以及布袋压差这四个运行参数对二噁英的排放量产生关联的影响，若共同控制在一定范围内，能够得出一种最佳的控制工况参数，保证烟气二噁英的含量能够持续达到达标的排放标准。

Description

一种降低垃圾焚烧中二噁英含量的烟气处理方法及系统
技术领域
本发明涉及一种生活垃圾焚烧处理技术，尤其涉及一种降低垃圾焚烧中二噁英含量的烟气处理方法及系统。
背景技术
目前，随着我国经济建设的持续高速增长和人民生活水平的不断提高,日益增长的生活垃圾和生产过程废弃物已成为一个污染环境、影响人民健康的社会问题。二噁英实际上是两类三环芳香族有机化合物的统称,由2个或1个氧原子联接2个被多个氯原子取代的苯环,分别称为多氯二苯并对二噁英(简称PCDDS)和多氯二苯并呋喃(简称PCDFs),环境科学界把这两类结构和性质都很相似的化合物统称为二噁英或二噁英类。在二噁英的分子结构中,每个苯环上都可以取代1-4个氯原子,所以二噁英拥有众多的异构体,其中PCDDs有75种异构体,PCDFS有135种异构体。其中2,3,7,8-四氯二苯并对二噁英(2,3,7,8-TCDD),它是最毒的二噁英异构体。1988年北大西洋公约组织以2,3,7,8-TCDD的毒性为基准,规定了17种有毒二噁英的国际毒性当量因子(I-TEFs),我国《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)亦采用此因子进行毒性当量计算。
《生活垃圾焚烧污染控制标准》实施以来，我国对生活垃圾焚烧烟气中二噁英的生成浓度也规定在0.1ngTEQ/m3以内。但是，由于二噁英的生成过程及其复杂，目前大部分生活垃圾焚烧厂实际排放烟气中的二噁英浓度难以做到始终达标排放。目前我国垃圾焚烧过程的二噁英排放形势十分严峻。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种降低垃圾焚烧中二噁英含量的烟气处理方法。本发明结合二噁英形成机理，通过在运行过程中调整相应的运行参数来抑制燃烧中二噁英形成，从而降低二噁英的排放量。
本发明的目的之二在于一种降低垃圾焚烧中二噁英含量的烟气处理系统。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：一种降低垃圾焚烧中二噁英含量的烟气处理方法，采用烟气处理系统进行烟气净化处理，具体包括，
控制锅炉负荷量的步骤：将垃圾从料斗卸入垃圾焚烧炉内，并落入炉排上，同时通入一次风和二次风，垃圾在足够的燃烧气体下进行焚烧1-2h，在焚烧的过程中控制锅炉负荷量为47.5-53.5t/h；
控制二次风量的步骤：垃圾在焚烧过程中，还需要控制二次风量的大小为15000-28000m3/h；
控制活性炭添加量的步骤：垃圾在垃圾焚烧炉内焚烧时产生焚烧烟气，所述焚烧烟气通过管道输送至旋转喷雾塔进行脱硫净化处理，然后通过粘附有活性炭的水平烟道对烟气中污染物进行吸附净化处理，控制水平烟道内活性炭添加量为0.45-0.6kg/t；
控制布袋压差的步骤：经过吸附净化处理的烟气输送至布袋除尘器进行进一步吸附与除尘净化处理，在此过程中控制布袋除尘器中进口与出口的布袋压差为1100-1600Pa；经过布袋除尘器后的烟气可以通过烟囱排出。
进一步地，在控制锅炉负荷量的步骤中，所述锅炉负荷量为50t/h。
进一步地，在控制二次风量的步骤中，所述二次风量的大小为25000-28000m3/h。
进一步地，在控制活性炭添加量的步骤中，所述活性炭采用木质活性炭粉末，碘吸附值1000mg/g以上；所述活性炭添加量为0.45kg/t。
进一步地，在控制布袋压差的步骤中，所述布袋压差为1500-1600Pa。
进一步地，还包括控制垃圾焚烧炉的温度大于850℃，烟气在垃圾焚烧炉内停留的时间大于2s，以及一次风量与二次风量的用量比例为3:1。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：一种烟气处理系统，包括用于焚烧垃圾的垃圾焚烧炉和用于将垃圾焚烧炉产生的烟气进行净化处理的烟气优化系统；所述垃圾焚烧炉包括炉排、与炉排连通的炉膛；所述炉排底部设有一次风管；所述炉膛上设有二次风管；所述烟气优化系统包括用于除去烟气中酸性气体的旋转喷雾塔、用于除去烟气中粉尘颗粒的布袋除尘器、连接所述旋转喷雾塔和布袋除尘器之间的水平烟道以及设置在水平烟道上的活性炭混合器。
进一步地，还包括用于将垃圾焚烧炉内的余热进行热量转化的余热锅炉和省煤器；所述垃圾焚烧炉的烟气出口与余热锅炉的入口连通；所述余热锅炉的出口与省煤器的入口相连，所述省煤器的出口通过烟道与旋转喷雾塔相连。
进一步地，所述余热锅炉、省煤器、旋转喷雾塔、布袋除尘器产生的飞灰通过埋刮板输送机输送至飞灰库中。
进一步地，所述布袋除尘器出口的烟气通过风机与烟囱连通。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
二噁英生成于垃圾焚烧工艺流程各个环节中，所以要对二噁英进行综合控制，不但要重视末端排放控制，更要对各个工艺环节进行全过程控制。本发明结合二噁英形成机理，通过在运行过程中调整相应的运行参数来抑制燃烧中二噁英形成，从而降低二噁英的排放量。本发明研究发现锅炉负荷、二次风量、活性炭的添加量、布袋压差、垃圾焚烧炉的温度、烟气在垃圾焚烧炉内停留的时间以及一次风量与二次风量的用量比例等这几个垃圾焚烧设施运行参数对二噁英的排放量产生较大的影响，尤其是锅炉负荷、二次风量、活性炭的添加量以及布袋压差这四个运行参数对二噁英的排放量产生关联的影响，若共同控制在一定范围内，能够得出一种最佳的控制工况参数，保证烟气二噁英的含量能够持续达到达标的排放标准。
附图说明
图1为降低垃圾焚烧中二噁英含量的烟气处理系统的结构示意图；
图中：1、垃圾焚烧炉；11、炉排；12、炉膛；2、一次风管；3、二次风管；4、烟气优化系统；41、旋转喷雾；42、水平烟道；43、活性炭混合器；44、布袋除尘器；5、余热锅炉；6、省煤器；7、埋刮板输送机；8、风机；9、烟囱。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
一种降低垃圾焚烧中二噁英含量的烟气处理方法，采用烟气处理系统进行烟气净化处理，具体包括，
控制锅炉负荷量的步骤：将垃圾从料斗卸入垃圾焚烧炉内，并落入炉排上，同时通入一次风和二次风，垃圾在足够的燃烧气体下进行焚烧1-2h，在焚烧的过程中控制锅炉负荷量为47.5-53.5t/h；其中，垃圾焚烧炉为单台处理能力500t/d的三菱马丁逆推式炉排炉，还配置有15MW的汽轮机发电机组。
控制二次风量的步骤：垃圾在焚烧过程中，还需要控制二次风量的大小为15000-28000m3/h；
控制活性炭添加量的步骤：垃圾在垃圾焚烧炉内焚烧时产生焚烧烟气，所述焚烧烟气通过管道输送至旋转喷雾塔进行脱硫净化处理，然后通过粘附有活性炭的水平烟道对烟气中的二噁英和重金属等污染物进行吸附净化处理，控制水平烟道内活性炭添加量为0.45-0.6kg/t；
控制布袋压差的步骤：经过吸附净化处理的烟气输送至布袋除尘器进行进一步吸附与除尘净化处理，在此过程中控制布袋除尘器中进口与出口的布袋压差为1100-1600Pa；经过布袋除尘器后的烟气可以通过烟囱排出。
二噁英生成于垃圾焚烧工艺流程各个环节中，所以要对二噁英进行综合控制，不但要重视末端排放控制，更要对各个工艺环节进行全过程控制。本发明结合二噁英形成机理，通过在运行过程中调整相应的运行参数来抑制燃烧中二噁英形成，从而降低二噁英的排放量。本发明研究发现锅炉负荷、二次风量、活性炭的添加量、布袋压差、垃圾焚烧炉的温度、烟气在垃圾焚烧炉内停留的时间以及一次风量与二次风量的用量比例等这几个垃圾焚烧设施运行参数对二噁英的排放量产生较大的影响，尤其是锅炉负荷、二次风量、活性炭的添加量以及布袋压差这四个运行参数对二噁英的排放量产生关联的影响，若共同控制在一定范围内，能够得出一种最佳的控制工况参数，保证烟气二噁英的含量能够持续达到达标的排放标准。
进一步地，在控制锅炉负荷量的步骤中，所述锅炉负荷量为50t/h。
进一步地，在控制二次风量的步骤中，所述二次风量的大小为25000-28000m3/h。
进一步地，在控制活性炭添加量的步骤中，所述活性炭采用木质活性炭粉末，碘吸附值1000mg/g以上；所述活性炭添加量为0.45kg/t。
进一步地，在控制布袋压差的步骤中，所述布袋压差为1500-1600Pa。
进一步地，还包括控制垃圾焚烧炉的温度大于850℃，烟气在垃圾焚烧炉内停留的时间大于2s，以及一次风量与二次风量的用量比例为3:1。
如图1所示，一种烟气处理系统，包括用于焚烧垃圾的垃圾焚烧炉和用于将垃圾焚烧炉产生的烟气进行净化处理的烟气优化系统；所述垃圾焚烧炉1包括炉排11、与炉排连通的炉膛12；所述炉排底部设有一次风管2；所述炉膛上设有二次风管3；所述烟气优化系统4包括用于除去烟气中酸性气体的旋转喷雾塔41、用于除去烟气中粉尘颗粒的布袋除尘器44、连接所述旋转喷雾塔和布袋除尘器之间的水平烟道42以及设置在水平烟道上的活性炭混合器43。
作为本申请优选方案，还包括用于将垃圾焚烧炉内的余热进行热量转化的余热锅炉5和省煤器6；所述垃圾焚烧炉的烟气出口与余热锅炉的入口连通；所述余热锅炉的出口与省煤器的入口相连，所述省煤器的出口通过烟道与连接旋转喷雾塔相连。
作为本申请优选方案，所述余热锅炉、省煤器、旋转喷雾塔、布袋除尘器产生的飞灰通过埋刮板输送机7输送至飞灰库中。
作为本申请优选方案，所述布袋除尘器出口的烟气通过风机8与烟囱9连通。
实施例1
一种降低垃圾焚烧中二噁英含量的烟气处理方法，采用烟气处理系统进行烟气净化处理，具体包括，
控制锅炉负荷量的步骤：将垃圾从料斗卸入垃圾焚烧炉内，并落入炉排上，同时通入一次风和二次风，垃圾在足够的燃烧气体下进行焚烧1.5h，在焚烧的过程中控制锅炉负荷量为50t/h；还包括控制垃圾焚烧炉的温度大于850℃，烟气在垃圾焚烧炉内停留的时间大于2s，以及一次风量与二次风量的用量比例为3:1。
其中，垃圾焚烧炉为单台处理能力500t/d的三菱马丁逆推式炉排炉，还配置有15MW的汽轮机发电机组。
控制二次风量的步骤：垃圾在焚烧过程中，还需要控制二次风量的大小为25000-28000m3/h；
控制活性炭添加量的步骤：垃圾在垃圾焚烧炉内焚烧时产生飞灰与烟气，所述飞灰从垃圾焚烧炉底部排出；所述烟气通过烟管输送至旋转喷雾塔进行脱硫净化处理，然后通过粘附有活性炭的水平烟管进行吸附净化处理，控制水平烟管内活性炭添加量为0.45kg/t；
控制布袋压差的步骤：经过吸附净化处理的烟气输送至布袋除尘器进行进一步吸附与除尘净化处理，在此过程中控制布袋除尘器中进口与出口的布袋压差为1500-1600Pa；经过布袋除尘器后的烟气可以通过烟囱排出。
实施例2-3以及对比例1-4
实施例2-3以及对比例1-4的运行步骤参照上述实施例1的处理方法，其中运行参数的设计参照表1，“-”标示该参数不进行控制。
表1各实施例的运行参数
效果评价及性能检测
1.对实施例1-3以及对比例1-4的排放烟气中二噁英浓度进行检测，检测项目及结果参见表2。
表2排放烟气中二噁英浓度结果
二噁英浓度ng TEQ/m3
实施例1 0.0037
实施例2 0.0048
实施例3 0.03
对比例1 0.012
对比例2 0.038
对比例3 0.025
对比例4 0.051
研究发现，虽然垃圾焚烧二噁英的生成较复杂，但是在坚持控制垃圾焚烧炉的温度大于850℃，烟气在垃圾焚烧炉内停留的时间大于2s，以及一次风量与二次风量的用量比例为3:1前期控制下，对实际工况参数仍能进一步优化(如进行锅炉负荷、二次风量、活性炭的添加量、布袋压差的控制)，找到一个最佳的控制参数，即锅炉负荷50t/h、二次风量大小为25000-28000m3/h、活性炭添加量0.45kg/t、布袋压差为1500-1600Pa，实施例1的排放烟气中二噁英浓度可控制在0.1ngTEQ/m3以内，其控制二噁英浓度可以达到最小，而且能够持续的控制二噁英浓度保持在0.1ngTEQ/m3以内。
此外，从对比例1-4，可见，锅炉负荷、二次风量、活性炭的添加量以及布袋压差这四个运行参数对二噁英的排放量产生关联的影响，其中缺少一个运行参数的调整，都会对二噁英的排放量产生较大的影响。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种降低垃圾焚烧中二噁英含量的烟气处理方法，其特征在于，采用烟气处理系统烟气净化处理，具体包括，
控制锅炉负荷量的步骤：将垃圾从料斗卸入垃圾焚烧炉内，并落入炉排上，同时通入一次风和二次风，垃圾在足够的燃烧气体下进行焚烧1-2h，在焚烧的过程中控制锅炉负荷量为47.5-53.5t/h；
控制二次风量的步骤：垃圾在焚烧过程中，还需要控制二次风量的大小为15000-28000m3/h；
控制活性炭添加量的步骤：垃圾在垃圾焚烧炉内焚烧时产生焚烧烟气，所述焚烧烟气通过管道输送至旋转喷雾塔进行脱硫净化处理，然后通过粘附有活性炭的水平烟道对烟气中的污染物进行吸附净化处理，控制水平烟道内活性炭添加量为0.45-0.6kg/t；
控制布袋压差的步骤：经过吸附净化处理的烟气输送至布袋除尘器进行进一步吸附与除尘净化处理，在此过程中控制布袋除尘器中进口与出口的布袋压差为1100-1600Pa；经过布袋除尘器后的烟气可以通过烟囱排出。
2.如权利要求1所述的烟气处理方法，其特征在于，在控制锅炉负荷量的步骤中，所述锅炉负荷量为50t/h。
3.如权利要求1所述的烟气处理方法，其特征在于，在控制二次风量的步骤中，所述二次风量的大小为25000-28000m3/h。
4.如权利要求1所述的烟气处理方法，其特征在于，在控制活性炭添加量的步骤中，所述活性炭采用木质活性炭粉末，碘吸附值1000mg/g以上；所述活性炭添加量为0.45kg/t。
5.如权利要求1所述的烟气处理方法，其特征在于，在控制布袋压差的步骤中，所述布袋压差为1500-1600Pa。
6.如权利要求1所述的烟气处理方法，其特征在于，还包括控制垃圾焚烧炉的温度大于850℃，烟气在垃圾焚烧炉内停留的时间大于2s，以及一次风量与二次风量的用量比例为3:1。
7.一种如权利要求1所述的烟气处理系统，其特征在于，包括用于焚烧垃圾的垃圾焚烧炉和用于将垃圾焚烧炉产生的烟气进行净化处理的烟气优化系统；所述垃圾焚烧炉包括炉排、与炉排连通的炉膛；所述炉排底部设有一次风管；所述炉膛上设有二次风管；所述烟气优化系统包括用于除去烟气中酸性气体的旋转喷雾塔、用于除去烟气中粉尘颗粒的布袋除尘器、连接所述旋转喷雾塔和布袋除尘器之间的水平烟道以及设置在水平烟道上的活性炭混合器。
8.如权利要求7所述的烟气处理系统，其特征在于，还包括用于将垃圾焚烧炉内的余热进行热量转化的余热锅炉和省煤器；所述垃圾焚烧炉的烟气出口与余热锅炉的入口连通；所述余热锅炉的出口与省煤器的入口相连，所述省煤器的出口通过烟道与旋转喷雾塔相连。
9.如权利要求8所述的烟气处理系统，其特征在于，所述余热锅炉、省煤器、旋转喷雾塔、布袋除尘器产生的飞灰通过埋刮板输送机输送至飞灰库中。
10.如权利要求7所述的烟气处理系统，其特征在于，所述布袋除尘器出口的烟气通过风机与烟囱连通。
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