CN112503540A - 一种适用于城市可燃固废的处置系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于城市可燃固废的处置系统及方法，本发明利用再循环烟气的热量在干燥装置中降低可燃固废中的水分，同时再循环烟气可增加风温、减少用来流化的一次风量，达到分级燃烧的目的，减少炉膛内氮氧化物的产生；同时在炉膛和高温烟道内设置两级SNCR喷枪，将氨溶液喷入炉膛内脱硝实现氮氧化物达标排放。本发明在烟囱入口处设置活性炭吸收床，进一步吸收二噁英，使二噁英含量满足环保排放标准，此装置中活性炭可实现在线更换。
Description
技术领域
本发明属于环保和固废综合利用领域，具体涉及一种适用于城市可燃固废的处置系统及方法。
背景技术
我国的城市垃圾产量正以每年9％的速度增长，城市生活垃圾成分逐年产生变化，无机物大量减少，有机物、可燃物大量增加，低位热值逐年提高；目前城市生活垃圾的处置方式主要是层燃炉焚烧处理、回转炉焚烧处理和流化床焚烧处理；层燃炉焚烧处理技术比较成熟，不需要对垃圾进行前处理，可以燃烧成分变化比较大和热值比较低的垃圾，热效率可以达到85％以上，同时处理容量也比较大，运行费用高；回转炉焚烧处理技术也比较成熟，处理能力较小，可以燃烧成分变化比较大，热值比较低的垃圾热效率可以达到80％以上，目前该技术使用不是很广；流化床焚烧处理技术投资低、运行费用少、燃烧效率可以达到90％、适用面广，需要对垃圾进行预处理，处理能力大。
流化床焚烧处理技术具有燃烧效率高，运行费用低，处理能力大等特点，拥有更好的应用前景，同时可取得更大的经济和环保效益。
城市可燃固废热值低，燃烧成分不稳定，灰熔点低，燃料中含有较多的Cl元素，在燃烧过程中会存在燃烧温度低、燃烧不稳定，受热面结焦及腐蚀，生成二噁英等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种适用于城市可燃固废的处置系统及方法，解决了城市可燃固废燃烧过程中存在的诸多问题。
为了达到上述目的，一种适用于城市可燃固废的处置系统，包括干燥装置，干燥装置用于对可燃固废进行加热干燥，干燥装置连接CFB锅炉的绝热炉膛，绝热炉膛的混合烟气送入旋风分离器，旋风分离器将烟气和床料分离，床料返回绝热炉膛，烟气送入过热器，过热器连接省煤器，省煤器连接烟气换热器，烟气换热器连接空气预热器，空气预热器连接半干法吸收塔，半干法吸收塔脱除烟气中的SO2，经过半干法吸收塔脱酸后的烟气送入布袋除尘器，布袋除尘器处理后的烟气被分为再循环烟气和排放烟气，再循环烟气经过调节挡板门后送入增压风机，增压风机将再循环烟气送入烟气换热器吸收热量后一部分从炉膛底部进入炉膛，另一部分经干燥装置后进入绝热炉膛，排放烟气送入主引风机，主引风机将排放烟气送入烟囱，烟囱入口处设置有活性炭吸收床，在绝热炉膛以及绝热炉膛连接旋风分离器间的烟道内布置两级SNCR喷枪。
绝热炉膛的水冷壁采用耐火材料浇筑。
绝热炉膛的燃烧温度为850℃以上。
绝热炉膛的出口处设置有凝渣管束。
半干法吸收塔的下半段喷入消石灰，上半段喷入水雾。
空气预热器通过送风机提供风源，空气预热器排出的一次风和二次风与从烟气换热器吸收热量后的再循环烟气混合。
旋风分离器通过高压鼓风机提供风源。
旋风分离器将烟气和床料分离后，床料经过返料器后返回绝热炉膛，烟气进去尾部烟道经过热器。
一种适用于城市可燃固废的处置系统的工作方法，包括以下步骤：
S1，利用再循环烟气的热量在干燥装置中降低可燃固废中的水分，之后进入CFB锅炉的绝热炉膛进行燃烧，并通过SNCR喷枪进行脱硝处理；
S2，绝热炉膛的混合烟气通过SNCR喷枪进行脱硝处理后，送入旋风分离器；
S3，旋风分离器将烟气和床料分离，床料返回绝热炉膛，烟气送入过热器；
S4，通过过热器的烟气依次通过、省煤器、烟气换热器、空气预热器后进入半干法吸收塔；
S5，半干法吸收塔脱除烟气中的SO2使烟气达标排放；
S6，布袋除尘器收集烟气中的消石灰，之后将烟气被分为再循环烟气和排放烟气；
S7，再循环烟气经过调节挡板门后送入增压风机，增压风机将再循环烟气送入烟气换热器吸收热量后一部分从炉膛底部进入炉膛，另一部分经干燥装置后进入绝热炉膛；
S8，排放烟气送入主引风机，主引风机将排放烟气通过活性炭吸收床脱除烟气中的二噁英后，送入烟囱排出。
送风机持续对空气预热器通过提供风源，空气预热器排出的一次风和二次风与从烟气换热器吸收热量后的再循环烟气混合后，送入干燥装置。
与现有技术相比，本发明的系统利用再循环烟气的热量在干燥装置中降低可燃固废中的水分，同时再循环烟气可增加风温、减少用来流化的一次风量，达到分级燃烧的目的，减少炉膛内氮氧化物的产生；同时在炉膛和高温烟道内设置两级SNCR喷枪，将氨溶液喷入炉膛内脱硝实现氮氧化物达标排放。本发明在烟囱入口处设置活性炭吸收床，进一步吸收二噁英，使二噁英含量满足环保排放标准，此装置中活性炭可实现在线更换。
进一步的，本发明中绝热炉膛采用耐火材料浇筑水冷壁，减少炉膛内受热面的吸热量，使可燃固废具有较高的燃烧温度，在炉膛内稳定燃烧。
进一步的，本发明的炉膛出口处设置有凝渣管束，能够避免尾部受热面结焦和高温腐蚀，对尾部受热面起到保护作用，减少锅炉运行的故障率。
本发明的方法将可燃固废经过干燥处置后进入CFB锅炉的绝热炉膛，利用再循环烟气的热量在干燥装置中降低可燃固废中的水分，同时循环烟气可增加风温、减少用来流化的一次风量，达到分级燃烧的目的，减少炉膛内氮氧化物的产生；在绝热炉膛以及绝热炉膛连接旋风分离器间的烟道内设置两级SNCR喷枪，将氨溶液喷入炉膛内脱硝实现氮氧化物达标排放；烟囱入口处设置活性炭吸收床，吸收烟气中二噁英等污染物，该吸收装置可实现在线更换活性炭。本发明相对于常规城市可燃固废处置方法具有燃烧稳定、助燃料用量少；炉膛内氮氧化物产生量少；运行过程中故障率低，烟气污染物处理更彻底等特点。
附图说明
图1为本发明的布置示意图；
其中，1、干燥装置，2、绝热炉膛，3、旋风分离器，4、SNCR喷枪，5、过热器，6、省煤器，7、烟气换热器，8、高压鼓风机，9、半干法吸收塔，10、布袋除尘器，11、增压风机，12、调节挡板门，13、主引风机，14、活性炭吸收床，15、烟囱，16、空气预热器，17、送风机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图1，一种适用于城市可燃固废的处置系统，包括干燥装置1，干燥装置1用于对可燃固废进行加热干燥，干燥装置1连接CFB锅炉的绝热炉膛2，绝热炉膛2的混合烟气送入旋风分离器3，旋风分离器3通过高压鼓风机8提供风源。旋风分离器3将烟气和床料分离后，床料经过返料器后返回绝热炉膛2，烟气进去尾部烟道经过热器5。过热器5连接省煤器6，省煤器6连接烟气换热器7，烟气换热器7连接空气预热器16，空气预热器16通过送风机17提供风源，空气预热器16连接半干法吸收塔9，半干法吸收塔9的下半段喷入消石灰，上半段喷入水雾，半干法吸收塔9脱除烟气中的SO2，经过半干法吸收塔9脱酸后的烟气送入布袋除尘器10，布袋除尘器10处理后的烟气被分为再循环烟气和排放烟气，再循环烟气经过调节挡板门12后送入增压风机11，增压风机11将再循环烟气送入烟气换热器7吸收热量，并与空气预热器16排出的一次风和二次风混合后，将一部分从炉膛底部进入炉膛2，另一部分经干燥装置1后进入绝热炉膛2，排放烟气送入主引风机13，主引风机13将排放烟气送入烟囱15，烟囱15入口处设置有活性炭吸收床14，在绝热炉膛2以及绝热炉膛2连接旋风分离器3间的烟道内布置两级SNCR喷枪4。绝热炉膛2的水冷壁采用耐火材料浇筑。绝热炉膛2的燃烧温度为850℃以上。绝热炉膛2的出口处设置有凝渣管束。
本发明在工作时，可燃固废燃料经过干燥装置1被再循环烟气加热干燥后，进入CFB锅炉的绝热炉膛2，炉膛内水冷壁吸热量相比于常规CFB锅炉较少，可燃固废可在炉内稳定燃烧，燃烧稳定保持在850℃以上，烟气经过炉膛出口处的凝渣管束，其中大部分液态渣被凝渣管束补集，避免尾部受热面结焦及高温腐蚀。旋风分离器3将烟气和床料分离，床料经过返料器后返回炉膛，烟气进去尾部烟道经过热器5、省煤器6、烟气换热器7、空气预热器16进入半干法吸收塔9，在半干法吸收塔9的下半段喷入消石灰，上半段喷入水雾，脱除烟气中的SO2达标排放，消石灰被布袋除尘器10收集，脱酸后的烟气通过布袋除尘器10后再经主引风机，在烟囱入口活性炭吸收床脱除烟气中的二噁英等污染物排入烟囱。再循环烟气从主引风机13入口引出，经过调节挡板门12后进入增压风机，进一步流经烟气换热器7吸收热量和一、二次风混合后一部分从炉膛底部进入绝热炉膛2，一部分经干燥装置1后进入绝热炉膛2，再循环烟气量通过调节挡板门12的开度来控制。在绝热炉膛2和高温烟道内布置两级SNCR喷枪4，将氨溶液喷入炉膛内脱硝实现氮氧化物达标排放。为防止烟气冷却过程中，在300℃左右时微量残余有机物与HCl在金属氧化物表面反应再次生成二噁英，在尾部烟道布置大量受热面，使得烟气温度急速下降，减少二噁英的再次产生。
本发明采用再循环烟气干燥城市可燃固废，同时减少炉内氮氧化物产生；采用绝热炉膛提高可燃固废的燃烧温度，达到稳定燃烧的目的；炉膛出口设置凝渣管束，避免尾部受热面结焦和高温腐蚀，减少锅炉运行的故障率；炉膛和高温烟道内设置两级SNCR喷枪，可实现氮氧化物达标排放；在尾部烟道布置大量受热面，使得烟气温度急速下降，减少二噁英的再次产生；在烟囱入口处设置活性炭吸收床，活性炭可实现在线更换。
Claims (10)
1.一种适用于城市可燃固废的处置系统，其特征在于，包括干燥装置(1)，干燥装置(1)用于对可燃固废进行加热干燥，干燥装置(1)连接CFB锅炉的绝热炉膛(2)，绝热炉膛(2)的混合烟气送入旋风分离器(3)，旋风分离器(3)将烟气和床料分离，床料返回绝热炉膛(2)，烟气送入过热器(5)，过热器(5)连接省煤器(6)，省煤器(6)连接烟气换热器(7)，烟气换热器(7)连接空气预热器(16)，空气预热器(16)连接半干法吸收塔(9)，半干法吸收塔(9)脱除烟气中的SO2，经过半干法吸收塔(9)脱酸后的烟气送入布袋除尘器(10)，布袋除尘器(10)处理后的烟气被分为再循环烟气和排放烟气，再循环烟气经过调节挡板门(12)后送入增压风机(11)，增压风机(11)将再循环烟气送入烟气换热器(7)吸收热量后一部分从炉膛底部进入炉膛(2)，另一部分经干燥装置(1)后进入绝热炉膛(2)，排放烟气送入主引风机(13)，主引风机(13)将排放烟气送入烟囱(15)，烟囱(15)入口处设置有活性炭吸收床(14)，在绝热炉膛(2)以及绝热炉膛(2)连接旋风分离器(3)间的烟道内布置两级SNCR喷枪(4)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于城市可燃固废的处置系统，其特征在于，绝热炉膛(2)的水冷壁采用耐火材料浇筑。
3.根据权利要求1所述的一种适用于城市可燃固废的处置系统，其特征在于，绝热炉膛(2)的燃烧温度为850℃以上。
4.根据权利要求1所述的一种适用于城市可燃固废的处置系统，其特征在于，绝热炉膛(2)的出口处设置有凝渣管束。
5.根据权利要求1所述的一种适用于城市可燃固废的处置系统，其特征在于，半干法吸收塔(9)的下半段喷入消石灰，上半段喷入水雾。
6.根据权利要求1所述的一种适用于城市可燃固废的处置系统，其特征在于，空气预热器(16)通过送风机(17)提供风源，空气预热器(16)排出的一次风和二次风与从烟气换热器(7)吸收热量后的再循环烟气混合。
7.根据权利要求1所述的一种适用于城市可燃固废的处置系统，其特征在于，旋风分离器(3)通过高压鼓风机(8)提供风源。
8.根据权利要求1所述的一种适用于城市可燃固废的处置系统，其特征在于，旋风分离器(3)将烟气和床料分离后，床料经过返料器后返回绝热炉膛(2)，烟气进去尾部烟道经过热器(5)。
9.权利要求1所述的一种适用于城市可燃固废的处置系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，利用再循环烟气的热量在干燥装置(1)中降低可燃固废中的水分，之后进入CFB锅炉的绝热炉膛(2)进行燃烧，并通过SNCR喷枪进行脱硝处理；
S2，绝热炉膛(2)的混合烟气通过SNCR喷枪进行脱硝处理后，送入旋风分离器(3)；
S3，旋风分离器(3)将烟气和床料分离，床料返回绝热炉膛(2)，烟气送入过热器(5)；
S4，通过过热器(5)的烟气依次通过、省煤器(6)、烟气换热器(7)、空气预热器(16)后进入半干法吸收塔(9)；
S5，半干法吸收塔(9)脱除烟气中的SO2使烟气达标排放；
S6，布袋除尘器(10)收集烟气中的消石灰，之后将烟气被分为再循环烟气和排放烟气；
S7，再循环烟气经过调节挡板门(12)后送入增压风机(11)，增压风机(11)将再循环烟气送入烟气换热器(7)吸收热量后一部分从炉膛底部进入炉膛(2)，另一部分经干燥装置(1)后进入绝热炉膛(2)；
S8，排放烟气送入主引风机(13)，主引风机(13)将排放烟气通过活性炭吸收床(14)脱除烟气中的二噁英后，送入烟囱(15)排出。
10.根据权利要求1所述的一种适用于城市可燃固废的处置系统的工作方法，其特征在于，送风机(17)持续对空气预热器(16)通过提供风源，空气预热器(16)排出的一次风和二次风与从烟气换热器(7)吸收热量后的再循环烟气混合后，送入干燥装置(1)。
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