CN112111302B - 一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化工艺及装置与应用 - Google Patents

一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化工艺及装置与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化工艺及装置与应用，属于固废处理与烟气净化领域。通过干燥机干燥，送至循环流化床气化炉深度热解气化，实现减量化，同时产生热解气送至燃烧炉燃烧，燃烧温度高，二噁英降解完全；燃烧炉在炉膛设置分级燃烧，烟气出口NOX浓度低于50mg/Nm3；利用高温烟气余热通过高温换热器产生的高温空气作为低阶物料气温热源。余热利用后的原烟气通过臭氧氧化，彻底分解原烟气中二次产生的二噁英；通过CFB吸收塔和布袋除尘器解决原烟气中酸化物、重金属等污染物排放问题。通过气化+高温分级燃烧+余热利用+氧化降解二噁英+烟气净化装置等一系列工艺装置，实现了低阶物料减量化、能源化、无害化，应用前景好。

Description

一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化工艺及装 置与应用
技术领域
本发明属于固废处理与烟气净化技术领域，特别是涉及一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化工艺及装置。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
城市水处理污泥、制革污泥、垃圾等含水率通常在60～80％，并且存在大量有机物及多种重金属和致病微生物。随着我国经济快速发展、城镇化的加快以及皮革制品需求量不断增加，水处理污泥、制革污泥、生活和工业垃圾的产量也急剧增加，如何将数量巨大、成分复杂且污染严重的这些水处理污泥、制革污泥、生活和工业垃圾等低阶物料进行无害化处理和资源化利用成为社会深为关注的问题。
污泥、垃圾等低阶物料的处理方法目前主要有填埋、农用、焚烧等。与前两种处理方法相比，焚烧处理具有减量化、无害化和资源化的显著优点。焚烧后剩余的灰体积只有原体积的10％左右，焚烧过程中所有的病菌、病原体均被彻底杀灭，有毒有害的有机物被彻底氧化分解，重金属的稳定性大大提高，焚烧灰经适当的物理和化学方法处理后可作为建筑原材料、土地改良剂甚至吸附剂使用。因此，焚烧处理方法已得到了相当广泛的应用。
目前普遍应用的焚烧处理方案有直接焚烧和烘干焚烧。直接焚烧是将高湿(含水率60～80％)的低阶物料在辅助燃料作为热源的情况下直接在焚烧炉内焚烧，由于低阶物料含水率高、热值低，只有加入辅助燃料的情况下才能燃烧，能源耗费量很大，并且含水率高燃烧温度低，焚烧后产生大量二噁英，环保治理难度很大；烘干焚烧是将低阶物料干化再焚烧，虽然能够实现低阶物料的高热值化，但是发明人发现：目前常采用的循环流化床、固定床、活动床以及回转窑直接焚烧，燃烧温度也很难达到1000℃以上，焚烧产生的二噁英和NOX治理成本依旧居高不下，并且稳定达标排放也很困难。后续烟气进入湿法喷淋塔洗涤将烟气从500℃直接降到150℃，大量热量被浪费，热量利用率很低。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供了一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化工艺及装置。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面，提供了一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化装置，包括；干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45；所述干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45依次相连；
所述低温原烟气风箱30上设置有臭氧投加管道；
所述旋风分离器13底部设置L型返料阀14和流化风箱15，顶部设有低尘热解气出口风箱16与燃烧炉24相连。
本发明通过气化+高温分级燃烧+余热利用+氧化降解二噁英+烟气净化装置等一系列工艺装置，实现了低阶物料减量化、能源化、无害化，具有广阔的市场推广应用前景。
本发明的第二个方面，提供了一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化工艺，包括：
将低阶湿物料烘干除水后进行深度热解气化，反复多次循环，形成热解气，剩余残渣排出；
热解气除尘后进行燃烧产生高温烟气；
高温烟气依次分别与冷空气、除盐水交换热量，产生高温空气和低压蒸汽；
高温空气为低阶物料提供热量，低压蒸汽外供；
冷却后烟气中的污染物与臭氧混合反应，将二噁英被彻底氧化分解，并进一步脱除酸化物、重金属；除尘后排放。
本发明通过深度热解气化使二噁英降解完全；采用分级燃烧，在满足系统自身能量平衡的前提下，还可以对外输出蒸汽；余热利用后的原烟气通过臭氧氧化，彻底分解原烟气中二次产生的二噁英；通过CFB吸收塔和布袋除尘器解决原烟气中酸化物、重金属等污染物排放问题。
本发明的第三个方面，提供了任一上述的装置在固废处理领域中的应用。
由于本发明的装置实现了低阶物料减量化、能源化、无害化，因此，在固废处理领域具有广阔的市场推广应用前景。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明首先通过干燥机干燥，使低阶湿物料含水率降至为20～30％，温度110～160℃，送至循环流化床气化炉深度热解气化，实现减固量可达80％以上，并且产生800～900℃的热解气送至燃烧炉燃烧，燃烧温度可在1200℃以上，持续时间大于2S，使二噁英降解完全；燃烧炉在炉膛设置分级燃烧，使炉膛处于还原性气氛，使炉膛烟气出口NOX浓度低于50mg/Nm3；燃烧炉在炉膛设置水冷壁，水冷壁产生的蒸汽温度为120～180℃作为物料干燥热源以及利用高温烟气余热通过高温换热器产生的700～950℃的高温空气作为低阶物料气温热源和余热锅炉产生的150～250℃的外供饱和蒸汽，在满足系统自身能量平衡的前提下，还可以对外输出蒸汽。余热利用后的原烟气通过臭氧氧化，彻底分解原烟气中二次产生的二噁英；通过CFB吸收塔和布袋除尘器解决原烟气中酸化物、重金属等污染物排放问题。通过气化+高温分级燃烧+余热利用+氧化降解二噁英+烟气净化装置等一系列工艺装置，实现了低阶物料减量化、能源化、无害化，具有广阔的市场推广应用前景。
(2)本发明的结构简单、操作方便、实用性强，易于推广。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，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。
图1为一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化系统示意图；
其中：1为蒸汽进口、2为物料进口、3为排气口、4为物料出口、5为干燥机、6为压缩空气风箱、7为物料喷射器、8为湍动床层、9为布风装置、10为排渣管、11为循环流化床气化炉、12为高尘热解气出口风箱、13为旋风分离器、14为L型返料阀、15为流化风箱、16为低尘热解气出口风箱、17为燃烧器热解气入口风箱、18为炉膛热解气入口风箱、19为助燃风入口总风箱、20为一次助燃风风箱、21为二次助燃风风箱、22为炉膛助燃风入口风箱、23为水冷壁、24为燃烧炉、25为燃烧炉灰斗、26为高温空气换热器、27为冷空气入口风箱、28为中温烟箱、29为余热锅炉、30为低温原烟气风箱、31为CFB吸收塔、32为吸收塔出口烟箱、33为臭氧投加管道、34为布袋除尘器、35为净烟气风箱、36为引风机、37为燃烧器、38为余热锅炉汽包、39为余热锅炉灰斗、40为高温空气风箱、41为水冷壁汽包、42为高温换热器灰斗、43为高温原烟气风箱、44为外供蒸汽管道、45为烟囱、46为在线监测系统。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件需要具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
正如背景技术所介绍的，针对目前在低价湿物料烘干后直接焚烧存在的燃烧温度低、二噁英无法焚烧降解、NOX浓度高，治理难度大、成本高，湿法喷淋能耗高等的问题。因此，本发明提出一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化装置，包含低价物料干燥装置、物料气化装置、热解气燃烧及高温烟气余热利用装置、原烟气净化装置。低价物料干燥装置包含干燥机、物料喷射器、压缩空气风箱组成；物料气化装置由循环流化床锅炉、旋风分离器、L型返料阀组成；热解气燃烧及高温烟气余热利用装置包含燃烧炉、高温换热器、预热锅炉组成；原烟气净化装置包含臭氧投加管道、CFB吸收塔、布袋除尘器、引风机、烟囱、在线监测系统等。
干燥机设置蒸汽进口、物料进口、排气口、物料出口，湿物料从物料进口进入干燥机，燃烧炉水冷壁汽包蒸汽从蒸汽进口通入，与物料换热蒸发水份，水汽从排气口排出，物料从物料出口进入物料喷射器，由压缩空气风箱提供的压缩空气输送至循环流化床锅炉。
循环流化床锅炉包括湍动床层、布风装置、排渣管组成，干燥的物料落入湍动床层，由高温空气风箱提供的高温空气通过布风装置将落在湍动床层的物料吹起流化，并热解气化，物料随热解气进入旋风除尘器，分离后的物料通过L型返料阀和流化风箱提供的流化风回送在循环流化床锅炉继续循环热解气化，热解气去往燃烧炉。
燃烧炉由燃烧器、水冷壁、灰斗、炉膛助燃风入口风箱、炉膛热解气入口风箱组成，热解气一部分进入燃烧器和一次风、二次风混合燃烧，另一部分经过炉膛热解气入口风箱进入炉膛与从炉膛助燃风入口风箱通入的助燃风实现分级燃烧；燃烧产生的热量一部分通过水冷壁辐射换热产生蒸汽给物料干燥提供热源，其余以高温烟气形式进入高温换热器和余热锅炉，热解气中的固体颗粒物部分落入燃烧炉灰斗内。
高温空气换热器设置冷空气入口风箱和灰斗，冷空气与高温烟气在换热器内交换热量，产生的高温空气送至循环流化床，为物料气化提供热源。烟气中的固体颗粒在换热器内进一步沉降，落入底部高温换热器灰斗内。
余热锅炉设有灰斗、汽包、外供蒸汽管道，除盐水与中温烟气交换热量，在汽包内产生外供蒸汽，通过外供蒸汽管道输出。烟气中的固体颗粒在余热锅炉内沉降后，落入底部余热锅炉灰斗内。
降温后的原烟气经过臭氧氧化分解脱除二噁英，进入CFB吸收塔脱除酸化物、重金属等，后经布袋除尘器除尘后有引风机送至烟囱排放。
一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化工艺如下：
低阶物料首先通过干燥机干燥，使低阶湿物料含水率降至为20～30％，温度110～160℃，送至循环流化床气化炉深度热解气化，实现减固量可达80％以上，并且产生800～900℃的热解气送至燃烧炉燃烧，燃烧温度可在1200℃以上，持续时间大于2S，使二噁英降解完全。
燃烧炉在炉膛设置分级燃烧，使炉膛处于还原性气氛，使炉膛烟气出口NOX浓度低于50mg/Nm3；燃烧炉在炉膛设置水冷壁，水冷壁产生的蒸汽温度为120～180℃作为物料干燥热源以及利用高温烟气余热通过高温换热器产生的700～950℃的高温空气作为低阶物料气化热源和余热锅炉产生的150～250℃的外供饱和蒸汽，在满足系统自身能量平衡的前提下，还可以对外输出蒸汽。
余热利用后的原烟气通过臭氧氧化，彻底分解原烟气中二次产生的二噁英；通过CFB吸收塔和布袋除尘器解决原烟气中酸化物、重金属等污染物排放问题。
一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化装置，包括：干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45；所述循环流化床气化炉11与干燥机5的物料出口4与相连，上部与旋风分离器13相连；所述旋风分离器13底部设置L型返料阀14，顶部设有低尘热解气出口风箱16与燃烧炉24相连；所述燃烧炉24顶部设置有燃烧器37，底部设有燃烧炉灰斗25，下部设高温原烟气风箱43与高温空气换热器26相连；所述高温空气换热器26上部设置冷空气入口风箱27，下部设置高温空气风箱40，顶部与余热锅炉29；所述余热锅炉29上部设置余热锅炉汽包38，底部设置余热锅炉灰斗39，余热锅炉29与CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45依次相连。
在一些实施例中，干燥机5设有蒸汽进口1、物料进口2、排气口3、物料出口4。
在一些实施例中，所述物料出口4与物料喷射器7、压缩空气风箱6、循环流化床气化炉11依次相连。
在一些实施例中，循环流化床气化炉11底部依次设置湍动床层8、排渣管10和布风装置9，上部设置高尘热解气出口风箱12。
在一些实施例中，所述高尘热解气出口风箱12与旋风分离器13相连。
在一些实施例中，所述布风装置9与高温空气风箱40相连。
在一些实施例中，所述旋风分离器13与低尘热解气出口风箱16相连。
在一些实施例中，所述L型返料阀14与流化风箱、循环流化床气化炉11依次相连。
在一些实施例中，燃烧炉24设置有燃烧器37、水冷壁23、水冷壁汽包41、炉膛热解气入口风箱18、炉膛助燃风入口风箱22、燃烧炉灰斗25。
在一些实施例中，所述低尘热解气出口风箱16依次与燃烧器热解气入口风箱17、炉膛热解气入口风箱18相连。
在一些实施例中，所述燃烧器37与一次助燃风风箱20、二次助燃风风箱21依次相连。
在一些实施例中，所述水冷壁23与水冷壁汽包41相连。
在一些实施例中，所述水冷壁汽包41与物料进口2相连。
在一些实施例中，所述助燃风入口总风箱19与一次助燃风风箱20、二次助燃风风箱21、炉膛热解气入口风箱18依次相连。
在一些实施例中，所述高温空气换热器26与中温烟箱28、余热锅炉29依次相连。
在一些实施例中，所述余热锅炉汽包38与外供蒸汽管道44相连。
在一些实施例中，所述CFB吸收塔31与低温原烟气风箱30、吸收塔出口烟箱32、布袋除尘器34、净烟气风箱35、引风机36、烟囱45依次相连。
在一些实施例中，所述低温原烟气风箱30设置有臭氧投加管道33。
在一些实施例中，所述烟囱45设置有在线检测分析仪46。
本发明还提供了一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化工艺，包括：
将低阶湿物料经干燥机5初步烘干除水后送至循环流化床气化炉11内气化，经过反复多次循环，低阶物料被深度热解气化，剩余残渣经排渣管10排出；热解气经过旋风除尘器初步除尘后送至燃烧炉24燃烧产生高温烟气，高温烟气在高温换热器26、余热锅炉29依次分别与冷空气、除盐水交换热量，产生高温空气和低压蒸汽；高温空气为低阶物料提供热量，低压蒸汽外供；冷却后烟气中的污染物在低温原烟气风箱30内与喷入的臭氧混合反应，二次产生的二噁英被彻底氧化分解，并在CFB吸收塔31内进一步脱除酸化物、重金属等污染物，经布袋除尘器34除尘后净烟气由引风机35送至烟囱45排放。
在一些实施例中，所述低阶湿物料烘干除水后含水率为20～30％，物料温度110～160℃。
在一些实施例中，所述低阶湿物料烘干热源采用燃烧炉水冷壁产生的120～180℃蒸汽。
在一些实施例中，所述低阶物料气温热源为高温换热器产生的700～950℃的高温空气。
在一些实施例中，所述热解气为H2、CO、CO2、H2O等主要成分的混合气，温度800～900℃。
在一些实施例中，所述低阶物料气化后减固量可达80％以上。
在一些实施例中，所述800～900℃热解气在燃烧炉燃烧温度可在1200℃以上，持续时间大于2S，二噁英降解彻底。
在一些实施例中，所述燃烧炉炉膛设置膜式水冷壁，保证炉膛出口烟气温度1100℃以下，水冷壁产生的蒸汽温度为120～180℃作为物料干燥热源。
在一些实施例中，所述燃烧炉燃烧时采用部分热解气和助燃空气在炉膛进行分级燃烧，控制炉膛处于还原性气氛，降低烟气NOX浓度，使炉膛烟气出口NOX浓度低于50mg/Nm3。
在一些实施例中，所述余热锅炉外供饱和蒸汽的温度为150～250℃。
在一些实施例中，所述原烟气中二次产生的二噁英经臭氧氧化分解，去除率可达98％。
在一些实施例中，所述原烟气中酸化物、重金属等污染物通过CFB吸收塔和布袋除尘器，净烟气可达到超净排放标准。
在一些实施例中，所述燃烧炉、高温换热器、余热锅炉均竖向布置并下部设置灰斗，有利于灰尘沉降和收集，保证系统整体运行。
下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。
实施例1：
低阶湿物料从物料进口2进入干燥机5，与通过蒸汽进口1进入的水冷壁汽包41提供的120～180℃蒸汽混合换热，将低阶湿物料的水份部分蒸发，换热后水汽从排气口3外排，干燥后的低阶湿物料含水率降至为20～30％，温度110～160℃，从物料出口4进入物料喷射器7，被压缩空气风箱提供的压缩空气送至循环流化床气化炉11。
干燥后的低阶物料落入湍动床层8上，由高温空气风箱40提供的700～950℃的高温空气通过布风装置9将落在湍动床层8的物料吹起流化，并热解气化，产生800～900℃的热解气，部分气化物料随热解气通过高尘热解气出口风箱12进入旋风除尘器13实现气料分离，分离后的物料通过L型返料阀14和流化风箱15提供的流化风回送在循环流化床锅炉11继续循环热解气化，最终减固量可达80％以上，固体废渣最终通过底部排渣管10排出，热解气去往燃烧炉24。
低尘热解气出口风箱16内的热解气分为两部分进入燃烧炉24，燃烧炉24在炉膛设置分级燃烧，一部分通过炉膛热解气入口风箱18送入燃烧器37与助燃风入口总风箱19提供的助燃风通过一次助燃风风箱20、二次助燃风风箱21进入燃烧器与热解气初燃后烟气进入燃烧炉24炉膛，另一部分通过燃烧器热解气入口风箱17去往燃烧炉24炉膛内和初燃烟气混合，炉膛内烟气气氛为还原气氛，没燃尽热解气与炉膛助燃风入口风箱22送入的助燃风进一步彻底燃烧，可以实现燃烧温度可在1200℃以上，持续时间大于2S，使二噁英降解完全；通过调整一次助燃风风箱20、二次助燃风风箱21、炉膛助燃风入口风箱22的送风量，使炉膛处于还原性气氛，使炉膛烟气出口NOX浓度低于50mg/Nm3；为了防止炉膛燃烧温度过高，在燃烧炉24炉膛内设置水冷壁23，燃烧产生的高温烟气部分热量通过水冷壁23辐射换热产生120～180℃蒸汽，并在水冷壁汽包41内实现汽水分离，并将蒸汽给物料干燥提供热源，其余以高温烟气形式进入高温换热器26；热解气内的固体颗粒物燃烧后部分落入燃烧炉灰斗25。
高温烟气通过高温原烟气风箱43进入高温空气换热器26，与冷空气入口风箱27送入的常温冷空气进行热量交换，产生的700～950℃的高温空气送至循环流化床，作为低阶物料气化热源；烟气中的固体颗粒物在高温空气换热器26进一步沉降，并落入底部高温换热器灰斗42；进一步降温后的中温烟气通过中温烟箱28进入余热锅炉29，除盐水与中温烟气交换热量，在余热锅炉汽包38内产生并分离得到150～250℃蒸汽，在满足系统自身能量平衡的前提下，还可以通过外供蒸汽管道44输出。烟气中的固体颗粒在余热锅炉29内沉降后，落入底部余热锅炉灰斗39内。
余热利用后的低温烟气通过低温原烟气风箱30进入CFB吸收塔31，在低温原烟气风箱30上设置臭氧投加管道33，对烟气中二次产生的二噁英通过臭氧氧化，达到彻底分解脱除二噁英的目的；在CFB吸收塔31内脱除酸化物、重金属等，后经吸收塔出口烟箱32进入布袋除尘器34除尘后通过净烟气风箱35至引风机36送至烟囱45排放，在烟囱45上设置有在线检测系统46，实时监测烟气二噁英、颗粒物、NOX等污染物。
实施例2
一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化装置，包括；干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45；所述干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45依次相连；
所述低温原烟气风箱30上设置有臭氧投加管道；
所述旋风分离器13底部设置L型返料阀14和流化风箱15，顶部设有低尘热解气出口风箱16与燃烧炉24相连。
实施例3
一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化装置，包括；干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45；所述干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45依次相连；
所述低温原烟气风箱30上设置有臭氧投加管道；
所述旋风分离器13底部设置L型返料阀14和流化风箱15，顶部设有低尘热解气出口风箱16与燃烧炉24相连。
所述燃烧炉24顶部设置有燃烧器37，底部设有燃烧炉灰斗25，下部设高温原烟气风箱43与高温空气换热器26相连。
实施例4
一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化装置，包括；干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45；所述干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45依次相连；
所述低温原烟气风箱30上设置有臭氧投加管道；
所述旋风分离器13底部设置L型返料阀14和流化风箱15，顶部设有低尘热解气出口风箱16与燃烧炉24相连。
所述燃烧器37上部设置有一次助燃风风箱20与助燃风入口总风箱19相连，所述燃烧器37下部设置有二次助燃风风箱21与助燃风入口总风箱19相连；所述助燃风入口总风箱19还设置有炉膛助燃风入口风箱22与燃烧炉24炉膛相连。
实施例5
一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化装置，包括；干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45；所述干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45依次相连；
所述低温原烟气风箱30上设置有臭氧投加管道；
所述旋风分离器13底部设置L型返料阀14和流化风箱15，顶部设有低尘热解气出口风箱16与燃烧炉24相连。
所述低尘热解气出口风箱16依次与燃烧器热解气入口风箱17、炉膛热解气入口风箱18相连。
实施例6
一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化装置，包括；干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45；所述干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45依次相连；
所述低温原烟气风箱30上设置有臭氧投加管道；
所述旋风分离器13底部设置L型返料阀14和流化风箱15，顶部设有低尘热解气出口风箱16与燃烧炉24相连。
所述高温空气换热器26上部设置冷空气入口风箱27，下部设置高温空气风箱40，顶部设置有中温烟箱28与余热锅炉29，底部设置有高温换热器灰斗42。
实施例7
一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化装置，包括；干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45；所述干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45依次相连；
所述低温原烟气风箱30上设置有臭氧投加管道；
所述旋风分离器13底部设置L型返料阀14和流化风箱15，顶部设有低尘热解气出口风箱16与燃烧炉24相连。
所述燃烧器37外壁上设置有水冷壁23，所述水冷壁与水冷壁汽包41相连，所述水冷壁汽包41与干燥机5的物料进口2相连。
实施例8
一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化装置，包括；干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45；所述干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45依次相连；
所述低温原烟气风箱30上设置有臭氧投加管道；
所述旋风分离器13底部设置L型返料阀14和流化风箱15，顶部设有低尘热解气出口风箱16与燃烧炉24相连。
所述CFB吸收塔31与低温原烟气风箱30、吸收塔出口烟箱32、布袋除尘器34、净烟气风箱35、引风机36、烟囱45依次相连。
实施例9
一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化装置，包括；干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45；所述干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45依次相连；
所述低温原烟气风箱30上设置有臭氧投加管道；
所述旋风分离器13底部设置L型返料阀14和流化风箱15，顶部设有低尘热解气出口风箱16与燃烧炉24相连。
所述烟囱45设置有在线检测分析仪46。
实施例10
一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化工艺，包括：
将低阶湿物料烘干除水后进行深度热解气化，反复多次循环，形成热解气，剩余残渣排出；
热解气除尘后进行燃烧产生高温烟气；
高温烟气依次分别与冷空气、除盐水交换热量，产生高温空气和低压蒸汽；
高温空气为低阶物料提供热量，低压蒸汽外供；
冷却后烟气中的污染物与臭氧混合反应，将二噁英被彻底氧化分解，并进一步脱除酸化物、重金属；除尘后排放。
最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化工艺，其特征在于，所述工艺通过低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化装置进行，所述低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化装置包括；干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45；所述干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45依次相连；
所述低温原烟气风箱30上设置有臭氧投加管道；
所述旋风分离器13底部设置L型返料阀14和流化风箱15，顶部设有低尘热解气出口风箱16与燃烧炉24相连；
所述燃烧炉24顶部设置有燃烧器37，底部设有燃烧炉灰斗25，下部设高温原烟气风箱43与高温空气换热器26相连；
所述燃烧器37上部设置有一次助燃风风箱20与助燃风入口总风箱19相连，所述燃烧器37下部设置有二次助燃风风箱21与助燃风入口总风箱19相连；所述助燃风入口总风箱19还设置有炉膛助燃风入口风箱22与燃烧炉24炉膛相连；
所述低尘热解气出口风箱16依次与燃烧器热解气入口风箱17、炉膛热解气入口风箱18相连；
所述高温空气换热器26上部设置冷空气入口风箱27，下部设置高温空气风箱40，顶部设置有中温烟箱28与余热锅炉29，底部设置有高温换热器灰斗42；
所述燃烧器37外壁上设置有水冷壁23，所述水冷壁与水冷壁汽包41相连，所述水冷壁汽包41与干燥机5的物料进口2相连；
所述工艺为：将低阶湿物料经干燥机5初步烘干除水后送至循环流化床气化炉11内气化，经过反复多次循环，低阶物料被深度热解气化；热解气经过旋风除尘器初步除尘后送至燃烧炉24燃烧产生高温烟气，高温烟气在高温换热器26、余热锅炉29依次分别与冷空气、除盐水交换热量，产生高温空气和低压蒸汽；高温空气为低阶物料提供热量，低压蒸汽外供；冷却后烟气中的污染物在低温原烟气风箱30内与喷入的臭氧混合反应，二次产生的二噁英被彻底氧化分解，并在CFB吸收塔31内进一步脱除酸化物、重金属污染物，经布袋除尘器34除尘后净烟气由引风机35送至烟囱45排放；
其中，所述低阶湿物料烘干除水后含水率为20～30%，物料温度110～160℃；
所述低阶湿物料烘干热源采用燃烧炉水冷壁产生的120～180℃蒸汽；
所述低阶物料气温热源为高温换热器产生的700～950℃的高温空气；
所述热解气为以H2、CO、CO2、H2O为主要成分的混合气，温度800～900℃；
所述低阶物料气化后减固量达80%以上；
所述800～900℃热解气在燃烧炉燃烧温度在1200℃以上，持续时间大于2S，二噁英降解彻底；
所述燃烧炉炉膛水冷壁，保证炉膛出口烟气温度1100℃以下，水冷壁产生的蒸汽温度为120～180℃作为物料干燥热源；
所述燃烧炉燃烧时采用部分热解气和助燃空气在炉膛进行分级燃烧，控制炉膛处于还原性气氛，降低烟气NOX浓度，使炉膛烟气出口NOX浓度低于50mg/Nm3；
所述余热锅炉外供饱和蒸汽的温度为150～250℃。
2.如权利要求1所述的低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化工艺，其特征在于，所述CFB吸收塔31与低温原烟气风箱30、吸收塔出口烟箱32、布袋除尘器34、净烟气风箱35、引风机36、烟囱45依次相连。
3.如权利要求1所述的低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化工艺，其特征在于，所述烟囱45设置有在线检测分析仪46。
4.权利要求1-3任一项所述的工艺在固废处理领域中的应用。
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