CN112316712A - 垃圾焚烧烟气处理系统及处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了垃圾焚烧烟气处理系统及处理方法，以解决现有技术中垃圾焚烧烟气处理存在的二次污染严重、脱硝效率低、成本高及设备寿命短的技术问题。垃圾焚烧烟气处理系统包括：第一换热单元，所述第一换热单元处理垃圾焚烧锅炉烟气并输出温度为350～500℃的第一烟气；第一除尘单元，所述第一烟气穿过金属膜后得到含尘量≤20mg/Nm3第二烟气；脱硝单元，脱硝效率≥90％，所述第二烟气穿过所述脱硝单元后得到第三烟气；所述第三烟气穿过所述第二换热单元后得到第四烟气；所述吸附单元采用固体状的吸收剂处理所述第四烟气并输出第五烟气；所述第五烟气穿过所述第二除尘单元的过滤介质后得到第六烟气；所述第六烟气穿过所述脱硫单元后通过烟囱排放。

Description

垃圾焚烧烟气处理系统及处理方法
技术领域
本发明涉及垃圾焚烧烟气处理的技术领域，尤其涉及降低垃圾焚烧排放烟气中二噁英排放量的技术领域，具体而言，涉及垃圾焚烧烟气处理系统及处理方法。
背景技术
目前的生活垃圾焚烧锅炉烟气净化的典型工艺为：首先，在生活垃圾焚烧锅炉采用炉内SNCR脱硝后的烟气经换热后与吸收剂混合，在高尘条件下吸收剂对烟气中的二噁英、重金属等产生吸附，吸附后的烟气与烟尘一并在袋式除尘器中被拦截下来，实现粉尘、二噁英、重金属等的脱除；然后，净化后的烟气进入GGH1进行热交换后入湿法脱硫系统，在此由碱性吸收液对二氧化硫等酸性物质进行脱除；脱酸后烟气返回GGH1进行升温后进入GGH2及SGH(或DGH)进一步升温达到低温SCR脱硝反应温度后进入低温SCR反应器进行脱硝反应，实现对排放烟气NOx的进一步脱除以达到环保排放要求，二次脱硝后烟气经GGH2换热回收热量后经烟囱排放。
该工艺主要存在的问题：
1.该工艺对垃圾焚烧产生的二噁英采用“产生后进行吸附治理”的被动方式，利用活性炭将二噁英进行吸附，将污染进行了集中，减少了烟气中二噁英的排放，但并未消除或减少二噁英，由此将产生大量的固体危废，形成二次污染；
2.为实现NOx的达标排放，采用SNCR+低温SCR组合工艺，但该两种工艺脱硝效率有限，需经两工艺组合才能达到60～80％的脱硝效率，以满足当前环保排放对NOx的要求，如果排放要求进一步提升，将较难实现达标排放；
3.为实现两级脱硝，特别是低温SCR脱硝及降低能源消耗，采用两级GGH对烟温热量进行回收，设备投资及占地面积大幅上升；并且采用SGH(或DGH)将烟温升到低温SCR所需的操作温度，从而消耗大量的能源，运行费用高；
4.换热器均在高尘环境下工作，一方面烟尘对此类单元设备的冲刷、磨损较为严重，另一方面已影响了此类单元设备的换热效率，从而影响锅炉热效率。
发明内容
本发明的主要目的在于提供垃圾焚烧烟气处理系统及处理方法，以解决现有技术中垃圾焚烧烟气处理存在的二次污染严重、脱硝效率低、成本高及设备寿命短的技术问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了垃圾焚烧烟气处理系统。该垃圾焚烧烟气处理系统包括：
第一换热单元，所述第一换热单元处理垃圾焚烧锅炉烟气并输出温度为350～500℃的第一烟气；
第一除尘单元，所述第一除尘单元的过滤介质为金属膜，所述第一烟气穿过所述金属膜后得到含尘量≤20mg/Nm3第二烟气；
脱硝单元，所述脱硝单元的脱硝效率≥90％，所述第二烟气穿过所述脱硝单元后得到第三烟气；
第二换热单元，所述第三烟气穿过所述第二换热单元后得到第四烟气；
吸附单元，所述吸附单元采用固体状的吸收剂处理所述第四烟气并输出第五烟气；
第二除尘单元，所述第五烟气穿过所述第二除尘单元的过滤介质后得到第六烟气；
脱硫单元，所述第六烟气穿过所述脱硫单元后通过烟囱排放。
进一步地是，所述第一换热单元为锅炉过热器。
进一步地是，所述第一烟气穿过所述金属膜后得到含尘量≤10mg/Nm3第二烟气。
进一步地是，所述脱硝单元为采用钒系催化剂的一级SCR脱硝单元。
进一步地是，所述第二换热单元包括省煤器和/或空预器；所述第三烟气穿过所述第二换热单元后得到温度为140～180℃的第四烟气。
进一步地是，所述吸附单元包括：
加料机构，所述加料机构向所述第四烟气中输入吸收剂；
吸收塔，所述吸收塔处理吸收剂与第四烟气的混合物并输出第五烟气。
进一步地是，所述第二除尘单元截留的颗粒物部分或全部返回至所述第四烟气中；所述第二除尘单元的过滤介质对所述吸收剂的拦截率≥99％。
进一步地是，所述脱硫单元为湿法脱硫单元或半干法脱硫单元。
进一步地是，还包括使气体逐级流动的牵引单元。
为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，还提供了垃圾焚烧烟气处理方法。该垃圾焚烧烟气处理方法采用上述的垃圾焚烧烟气处理系统。
可见，本发明的垃圾焚烧烟气处理系统及处理方法具有以下优点：
(1)在烟气高温区将碳源、铜铁氯化物氧化物等对二噁英生成起催化作用的这些固态物质及反应物碳源有效去除，可有效减少和避免低温异相催化生成和低温从头合成二噁英的生成，从而实现“源头治理、源头减量”，使在此排出的烟气中二噁英的含量大幅度的降低，同时防止二噁英在后续工艺中再生成。
(2)在SCR前进行高温除尘，使SCR在高温及微尘环境下工作，因此采用一级SCR脱硝即可提升脱硝效率至90％以上，脱硝效率进一步显著提高可完全满足排放要求持续提升的要求，并且可采用更大开孔隙率、更少用量的脱硝催化剂。
(3)在锅炉常规工艺中的锅炉过热器与省煤器之间设置高温除尘及脱硝，充分利用了锅炉烟气温度梯度条件，无需另耗能源。
(4)微尘烟气进行省烟器、空预器换热时，可减少烟尘对换热设备的冲刷，实现对省煤器、空预器的保护，同时提升换热效率。
(5)由于烟气中的含尘量显著减少，此时再采用固体状的吸附剂对微尘烟气中已产生的微量二噁英充分吸收可显著提高其吸附效率，实现高效吸附；吸附后的吸附剂无飞灰混合，可循环吸附，从而提升吸附剂使用效率，减少吸附剂用量及由此产生的固体危废量。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来辅助对本发明的理解，附图中所提供的内容及其在本发明中有关的说明可用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例1的垃圾焚烧烟气处理系统的结构示意图。
上述附图中的有关标记为：
110-焚烧锅炉，120-锅炉过热器，200-第一除尘单元，300-脱硝单元，410-省煤器，420-空预器，510-第一加料塔，520-第二加料塔，530-吸收塔，610-第二除尘单元，620-中间罐，700-脱硫单元，800-烟囱，900-牵引单元。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：
本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。
此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
实施例1
图1为本实施例的垃圾焚烧烟气处理系统的结构示意图。
如图1所示，该垃圾焚烧烟气处理系统包括：
第一换热单元，所述第一换热单元处理垃圾焚烧锅炉110烟气并输出温度为350～500℃的第一烟气；所述第一换热单元为锅炉过热器120。
第一除尘单元200，所述第一除尘单元200的过滤介质为金属膜，所述第一烟气穿过所述金属膜后得到含尘量≤10mg/Nm3第二烟气；所述的过滤介质是以金属或以金属为基体的金属膜，金属膜为金属纤维毡、烧结金属多孔薄膜或金属网，其中，优选采用申请人已提交的专利公开号为CN104759630A、CN104759629A、CN104874798A、CN104959611A、CN104959612A和CN104874801A等中国发明专利申请公开的烧结金属多孔薄膜。
脱硝单元300，所述脱硝单元300的脱硝效率≥90％，所述第二烟气穿过所述脱硝单元300后得到第三烟气；所述脱硝单元300为采用钒系催化剂的一级SCR脱硝单元300。
第二换热单元，所述第三烟气穿过所述第二换热单元后得到温度为140～180℃的第四烟气；所述第二换热单元包括省煤器410和空预器420。
吸附单元，所述吸附单元采用固体状的吸收剂处理所述第四烟气并输出第五烟气；所述吸附单元包括加料机构和吸收塔530；其中，所述加料机构包括向所述第四烟气中输入活性炭、硅藻土等对二噁英进行物理吸附的吸收剂的第一加料塔510以及向所述第四烟气中输入生石灰、石灰、熟石灰等对酸性气体进行干式预吸收脱硫的吸收剂的第二加料塔520；所述吸收塔530处理吸收剂与第四烟气的混合物并输出第五烟气，所述混合物从吸收塔530的下方进入，所述第五烟气从吸收塔530的上方排出。
第二除尘单元610，所述第五烟气穿过所述第二除尘单元610的过滤介质后得到第六烟气；所述第二除尘单元610的过滤介质对所述吸收剂的拦截率≥99％；所述第二除尘单元610采用滤袋；所述第二除尘单元610截留的颗粒物排入中间罐620，然后中间罐620再将颗粒物部分或全部返回至所述第四烟气中，当循环到预设条件时排入再生单元。
脱硫单元700，所述第六烟气穿过所述脱硫单元700后通过烟囱800排放，所述脱硫单元700为湿法脱硫单元。
牵引单元900，用于使气体逐级流动，所述牵引单元900采用风机，所述风机设于第二除尘单元610与脱硫单元700之间。
实施例2
本实施例的垃圾焚烧烟气处理方法采用上述的垃圾焚烧烟气处理系统。
以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本发明的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.垃圾焚烧烟气处理系统，其特征在于：包括
第一换热单元，所述第一换热单元处理垃圾焚烧锅炉(110)烟气并输出温度为350～500℃的第一烟气；
第一除尘单元(200)，所述第一除尘单元(200)的过滤介质为金属膜，所述第一烟气穿过所述金属膜后得到含尘量≤20mg/Nm3第二烟气；
脱硝单元(300)，所述脱硝单元(300)的脱硝效率≥90％，所述第二烟气穿过所述脱硝单元(300)后得到第三烟气；
第二换热单元，所述第三烟气穿过所述第二换热单元后得到第四烟气；
吸附单元，所述吸附单元采用固体状的吸收剂处理所述第四烟气并输出第五烟气；
第二除尘单元(610)，所述第五烟气穿过所述第二除尘单元(610)的过滤介质后得到第六烟气；
脱硫单元(700)，所述第六烟气穿过所述脱硫单元(700)后通过烟囱(800)排放。
2.如权利要求1所述的垃圾焚烧烟气处理系统，其特征在于：所述第一换热单元为锅炉过热器(120)。
3.如权利要求1所述的垃圾焚烧烟气处理系统，其特征在于：所述第一烟气穿过所述金属膜后得到含尘量≤10mg/Nm3第二烟气。
4.如权利要求1所述的垃圾焚烧烟气处理系统，其特征在于：所述脱硝单元(300)为采用钒系催化剂的一级SCR脱硝单元(300)。
5.如权利要求1所述的垃圾焚烧烟气处理系统，其特征在于：所述第二换热单元包括省煤器(410)和/或空预器(420)；所述第三烟气穿过所述第二换热单元后得到温度为140～180℃的第四烟气。
6.如权利要求1所述的垃圾焚烧烟气处理系统，其特征在于：所述吸附单元包括：
加料机构，所述加料机构向所述第四烟气中输入吸收剂；
吸收塔(530)，所述吸收塔(530)处理吸收剂与第四烟气的混合物并输出第五烟气。
7.如权利要求6所述的垃圾焚烧烟气处理系统，其特征在于：所述第二除尘单元(610)截留的颗粒物部分或全部返回至所述第四烟气中；所述第二除尘单元(610)的过滤介质对所述吸收剂的拦截率≥99％。
8.如权利要求1所述的垃圾焚烧烟气处理系统，其特征在于：所述脱硫单元(700)为湿法脱硫单元或半干法脱硫单元。
9.如权利要求1所述的垃圾焚烧烟气处理系统，其特征在于：还包括使气体逐级流动的牵引单元(900)。
10.垃圾焚烧烟气处理方法，其特征在于：采用权利要求1-9之一所述的垃圾焚烧烟气处理系统。
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