CN108404654A - 一种垃圾焚烧发电厂烟气净化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种垃圾焚烧发电厂烟气净化系统，包括喷淋鼓泡塔、臭氧发生装置、烟囱、锅炉引风机、氨水输送装置、铵盐处理系统、烟气螺旋装置、烟气进口和烟气出口，喷淋鼓泡塔包括上仓、中仓和下仓，上仓的顶部设置有水膜拦截装置和除雾器，中仓内设置有喷淋装置、烟气管道和鼓泡器，臭氧发生装置通过管道与烟气进口相连接后，一并接入中仓，氨水输送装置与喷淋装置连通，通过结合喷淋塔和鼓泡塔的优势，设计出喷淋鼓泡塔，结合臭氧对氮氧化物和汞蒸气等重金属物质进行氧化，实现在同一反应器内对烟气进行除尘、脱酸、脱NOx和脱重金属处理，简化了烟气处理系统的结构，有效降低能耗和生产成本，具有更好的发展和应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及烟气治理领域，特别是一种垃圾焚烧发电厂烟气净化系统。
背景技术
在“垃圾围城”日益严峻的形势下，垃圾焚烧发电作为“减量化、无害化、资源化”处置生活垃圾的最佳方式，已经逐步超越填埋、堆肥等传统垃圾处理方式，但垃圾在焚烧的过程中会产生大量含污染物的烟气，如果不当，同样会给环境造成二次污染，目前的垃圾焚烧发电厂对于烟气的处理一般都是针对单一污染物进行单一处理，无法做到多污染物在一个反应器内同时脱除，导致除烟系统复杂，投资和运行成本高；也有采用臭氧或过氧化氢等对烟气进行处理，如公开号为“CN101485957A”的专利文献公开了“臭氧氧化结合双塔洗涤对烟气同时脱硫脱硝的装置及方法”，其采用的技术方案是：在高温烟道内添加臭氧氧化二氧化硫和氮氧化物，然后在烟道尾部用碱液洗涤脱除；但由于采用双塔洗涤的结构，导致系统结构复杂化，能耗高，导致烟气治理所耗费的经济成本较高，此外，该专利文献只能实现对二氧化硫和氮氧化物进行脱除，却无法有效地对烟气中的汞和其他重金属进行脱除，烟气治理效果较差。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种结构简单，生产成本低，能耗低，能够实现对烟气的全面治理且效果显著的垃圾焚烧发电厂烟气净化系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种垃圾焚烧发电厂烟气净化系统，包括喷淋鼓泡塔、臭氧发生装置、烟囱、锅炉引风机、氨水输送装置、铵盐处理系统、烟气螺旋装置、烟气进口和烟气出口，所述喷淋鼓泡塔包括自上而下依次连接的上仓、中仓和下仓，所述上仓的顶部由下往上依次设置有水膜拦截装置和除雾器，所述烟囱的一端与所述除雾器连通，所述烟囱的另一端与所述烟气出口连通，所述中仓内设置有喷淋装置、烟气管道和鼓泡器，所述喷淋装置安装在所述中仓的顶壁和侧壁，所述烟气管道和鼓泡器的一端位于所述中仓内，另一端伸入所述下仓中，所述臭氧发生装置通过管道与所述烟气进口相连接后，一并接入所述中仓，所述氨水输送装置与所述喷淋装置连通，所述下仓内为浆液吸收池。
所述下仓外部设置有浆液循环泵，所述下仓通过所述浆液循环泵与所述喷淋装置连接。
所述锅炉引风机设置在所述臭氧发生装置和所述烟气进口的连接处与所述中仓之间。
所述烟气螺旋装置与所述锅炉引风机与所述中仓之间。
所述铵盐处理系统与所述下仓连接。
所述臭氧发生装置包括液氧罐、汽化器和臭氧发生器，所述液氧罐与所述汽化器连接，所述汽化器和所述臭氧发生器连接。
所述烟气螺旋装置包括喷嘴和若干导流板。
所述氨水输送装置包括氨水储存罐和氨水输送泵，所述氨水储存罐与所述氨水输送泵相连通。
所述铵盐处理系统包括依次连接的铵盐排出泵、板框压滤机、氧化结晶罐、铵盐输送泵、水力旋流器和离心脱水机，所述氧化结晶罐连接有一氧化风机，所述水力旋流器和离心脱水机通过输水管道与所述下仓相连接。
本发明的有益效果是：本发明的充分利用了喷淋塔和鼓泡塔的优势，设计出喷淋鼓泡塔，结合臭氧对氮氧化物和汞蒸气等重金属物质进行氧化，实现在同一反应器内对烟气进行除尘、脱酸、脱NOx和脱重金属处理，简化了烟气处理系统的结构，有效降低能耗和生产成本，具有更好的发展和应用前景。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明喷淋鼓泡塔的结构示意图；
图2是本发明的结构示意图。
具体实施方式
参照图1、图2，一种垃圾焚烧发电厂烟气净化系统，包括喷淋鼓泡塔1、臭氧发生装置2、烟囱3、锅炉引风机15、氨水输送装置16、铵盐处理系统17、烟气螺旋装置37、烟气进口4和烟气出口5，所述喷淋鼓泡塔1包括自上而下依次连接的上仓6、中仓7和下仓8，所述上仓6的顶部由下往上依次设置有水膜拦截装置9和除雾器10，所述烟囱3的一端与所述除雾器10连通，所述烟囱3的另一端与所述烟气出口5连通，所述中仓7内设置有喷淋装置11、烟气管道12和鼓泡器13，所述喷淋装置11安装在所述中仓7的顶壁和侧壁，所述烟气管道12和鼓泡器13的一端位于所述中仓7内，另一端伸入所述下仓8中，所述臭氧发生装置2通过管道与所述烟气进口4相连接后，一并接入所述中仓7，所述氨水输送装置16与所述喷淋装置11连通，所述下仓8内为浆液吸收池。
所述下仓8外部设置有浆液循环泵14，所述下仓8通过所述浆液循环泵14与所述喷淋装置11连接。
所述锅炉引风机15设置在所述臭氧发生装置2和所述烟气进口4的连接处与所述中仓7之间。
所述烟气螺旋装置37与所述锅炉引风机15与所述中仓7之间。
所述铵盐处理系统17与所述下仓8连接。
本实施例中，锅炉烟气首先从烟气进口4进入，通过电除尘器30进行第一次除尘处理，能够除去一些灰尘和固体颗粒（如颗粒态汞），经过除尘处理后的烟气首先与所述臭氧发生装置2产生的臭氧相结合，通过利用臭氧的强氧化性将氮氧化物从低价态氧化为高价态，本实施例中，所述臭氧发生装置2包括液氧罐18、汽化器19和臭氧发生器20，所述液氧罐18与所述汽化器19连接，所述汽化器19和所述臭氧发生器20连接，所述臭氧发生器20为放电式臭氧发生器，使用时，液氧罐18内的氧气通过所述汽化器19转变为气态氧，再通过所述臭氧发生器20制得臭氧，经过处理后的烟气通过管道输送至所述中仓7，本实施例中，为了提高臭氧对氮氧化物的氧化效果，在所述臭氧发生装置2和所述烟气进口的连接处与所述中仓之间设置所述锅炉引风机15，通过利用所述锅炉引风机15的涡流作用，能够使臭氧与氮氧化物反应更加充分；为了进一步延长烟气与臭氧的反应时间，在所述锅炉引风机15与所述中仓7之间设置有烟气螺旋装置37，所述烟气螺旋装置37包括喷嘴和若干导流板，从所述锅炉引风机15输送过来的烟气进入所述烟气螺旋装置37，所述喷嘴使烟气气流旋转，使得烟气的接触面积增大，旋转的烟气在导流板内能够进行充分反应，从而提高后续的脱酸效率；烟气进入中仓7后，所述氨水输送装置16输送氨水给所述喷淋装置11，所述喷淋装置11将氨水喷出，臭氧与氨水混合，形成臭氧-水混合液，能够将低价硫氧化物氧化为高价硫氧化物，高价态的氮氧化物和硫氧化物更容易与氨水反应，生成的反应物最终通过所述鼓泡器13流入浆液吸收池内，实现脱酸和脱NOx，本实施例中，所述喷淋装置11的喷嘴由陶瓷、石英等耐腐蚀材料制成，具有生产成本低，使用寿命长等优点，所述氨水输送装置16包括氨水储存罐21和氨水输送泵22，所述氨水储存罐21与所述氨水输送泵22相连通，所述氨水储存罐21通过所述氨水输送泵22将氨水输送给所述喷淋装置11，结构简单，操作方便。
由于锅炉内的汞主要是由颗粒态汞、气态二价汞和气态零价汞组成，其中气态零价汞占大比例，电除尘器30只能除去颗粒态汞，绝大部分的气态汞仍存留在烟气当中，由于气态二价汞能溶于水，很容易被氨水吸收，因此，在本实施例中，通过利用烟气中氯离子催化氧化气态零价汞，将其转变为气态二价汞，气态二价汞与氨水反应产生不溶于水的沉淀物沉淀在浆液吸收池中，最终通过浆液循环泵过滤实现脱汞。
烟气通过所述鼓泡器13流入所述浆液吸收池，所述浆液吸收池能够吸收掉绝大部分粉尘，经过处理过后的烟气通过上升烟道流向所述水膜拦截装置9和除雾器10，通过利用水膜拦截装置9表面水膜的张力，能够有效地与烟气中的液态分子融合，实现除尘除水；所述除雾器10用于除去烟气中剩下的少量“雾水”（主要成分为水，以及溶于水中的少量硫酸和硫酸盐等污染物），最终，烟气通过所述烟囱流出烟气出口，实现达标排放。
为了更好地优化系统，在本实施例中，所述下仓8连接有铵盐处理系统17，所述铵盐处理系统17包括依次连接的铵盐排出泵23、板框压滤机24、氧化结晶罐25、铵盐输送泵26、水力旋流器27和离心脱水机28，所述氧化结晶罐25连接有一氧化风机29，所述水力旋流器27和离心脱水机28通过输水管道与所述下仓8相连接。所述铵盐排出泵23与所述下仓8连接，用于排出浆液吸收池内的部分浆液（含硫酸铵、亚硫酸铵等），用于制作铵盐，例如制取亚硫酸铵，首先通过所述板框压滤机24对浆液进行固、液两相分离，并将固体向外运输处理31，然后通过氧化风机29进行氧化结晶，并将得到的大部分铵盐存储于所述氧化结晶罐25中，所述水力旋流器27和离心脱水机28对浆液进行彻底脱水处理，得到剩下的少部分铵盐，并将水输送回下仓8，制得的铵盐被包装外销32，变废为宝，实现资源的充分利用；当浆液吸收池内的亚硫酸铵含量过高，虽然能够提高对二氧化硫等物质的吸收，但却需要消耗更加大量的氨水，造成除烟成本增加，通过所述铵盐处理系统制取亚硫酸铵，一方面能够减少氨水输送装置16的氨水输送量，有效控制烟气出口中的逸氨以及硫酸铵气溶胶，避免造成二次污染，另一方面，能够控制好浆液吸收池内亚硫酸铵的浓度，使其保持较高的脱酸率。
所述水膜拦截装置9连接有循环水箱33，所述循环水箱33能够收集并过滤所述水膜拦截装置9上的带灰尘的污水，并通过循环水泵34将过滤后的清水送回至所述水膜拦截装置9，实现循环利用。
所述除雾器10连接有工艺水箱35，所述工艺水箱35通过冲洗水泵36向所述除雾器10喷洒工艺水，有效清洗除雾器10以及所述喷淋鼓泡塔1的内壁，防止除雾器10结垢，同时也能防止喷淋鼓泡塔1的内壁被腐蚀。
本发明的充分利用了喷淋塔和鼓泡塔的优势，设计出喷淋鼓泡塔，结合臭氧对氮氧化物和汞蒸气等重金属物质进行氧化，实现在同一反应器内对烟气进行除尘、脱酸、脱NOx和脱重金属处理，申请人在应用该系统后，测试得到，本系统对1μm以下的粉尘脱除效率可达80%，1～10μm的粉尘脱除效率为99.99%，脱酸效率可达99%以上，烟气治理效果显著；另外，喷淋鼓泡塔的塔高是喷淋塔的五分之三，扬程是喷淋塔的四分之一，鼓泡器插入吸收液的深度只是鼓泡塔插入深度的1/2，经计算烟气喷淋鼓泡塔比鼓泡塔的节能率高达30%以上，比喷淋塔的节能率高达35%以上，具有造价低、能耗低等特点，具有更好的发展和应用前景。
以上的实施方式不能限定本发明创造的保护范围，专业技术领域的人员在不脱离本发明创造整体构思的情况下，所做的均等修饰与变化，均仍属于本发明创造涵盖的范围之内。
Claims (9)
1.一种垃圾焚烧发电厂烟气净化系统，其特征在于它包括喷淋鼓泡塔（1）、臭氧发生装置（2）、氨水输送装置（16）、烟囱（3）、烟气进口（4）和烟气出口（5），所述喷淋鼓泡塔（1）包括自上而下依次连接的上仓（6）、中仓（7）和下仓（8），所述上仓（6）的顶部由下往上依次设置有水膜拦截装置（9）和除雾器（10），所述烟囱（3）的一端与所述除雾器（10）连通，所述烟囱（3）的另一端与所述烟气出口（5）连通，所述中仓（7）内设置有喷淋装置（11）、烟气管道（12）和鼓泡器（13），所述喷淋装置（11）安装在所述中仓（7）的顶壁和侧壁，所述烟气管道（12）和鼓泡器（13）的一端位于所述中仓（7）内，另一端伸入所述下仓（8）中，所述臭氧发生装置（2）通过管道与所述烟气进口（4）相连接后，一并接入所述中仓（7），所述氨水输送装置（16）与所述喷淋装置（11）连通，所述下仓（8）内为浆液吸收池。
2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧发电厂烟气净化系统，其特征在于所述下仓（8）外部设置有浆液循环泵（14），所述下仓（8）通过所述浆液循环泵（14）与所述喷淋装置（11）连接。
3.根据权利要求2所述的垃圾焚烧发电厂烟气净化系统，其特征在于它还包括锅炉引风机（15），所述锅炉引风机（15）设置在所述臭氧发生装置（2）和所述烟气进口（4）的连接处与所述中仓（7）之间。
4.根据权利要求3所述的垃圾焚烧发电厂烟气净化系统，其特征在于它还包括烟气螺旋装置（37），所述烟气螺旋装置（37）与所述锅炉引风机（15）与所述中仓（7）之间。
5.根据权利要求4所述的垃圾焚烧发电厂烟气净化系统，其特征在于它还包括铵盐处理系统（17），所述铵盐处理系统（17）与所述下仓（8）连接。
6.根据权利要求5所述的垃圾焚烧发电厂烟气净化系统，其特征在于所述臭氧发生装置（2）包括液氧罐（18）、汽化器（19）和臭氧发生器（20），所述液氧罐（18）与所述汽化器（19）连接，所述汽化器（19）和所述臭氧发生器（20）连接。
7.根据权利要求6所述的垃圾焚烧发电厂烟气净化系统，其特征在于所述烟气螺旋装置（37）包括喷嘴和若干导流板。
8.根据权利要求7所述的垃圾焚烧发电厂烟气净化系统，其特征在于所述氨水输送装置（16）包括氨水储存罐（21）和氨水输送泵（22），所述氨水储存罐（21）与所述氨水输送泵（22）相连通。
9.根据权利要求8所述的垃圾焚烧发电厂烟气净化系统，其特征在于所述铵盐处理系统（17）包括依次连接的铵盐排出泵（23）、板框压滤机（24）、氧化结晶罐（25）、铵盐输送泵（26）、水力旋流器（27）和离心脱水机（28），所述氧化结晶罐（25）连接有一氧化风机（29），所述水力旋流器（27）和离心脱水机（28）通过输水管道与所述下仓（8）相连接。
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