CN112619406A - 一种垃圾焚烧中酸性气体的去除系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种垃圾焚烧中酸性气体的去除系统。脱酸反应塔增加二流体雾化喷枪后，可有效保证在旋转雾化器故障的情况下，保证酸性气体达标排放，减少停炉次数，保证电厂长期经济运行。该装置实时监测排出半干法除酸的效率，可以实时的发现系统的故障，而在设置了酸性气体浓度检测器之后，可以根据实际需要的用料的量进行下一步的熟石灰的处理，节省了不必要的浪费，保护环境，节省资源。此外温度检测器一器多用，既可以为下一步的处理提供温度参考又可以实时的为酸性气体检测器提供温度校正量。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾处理领域，尤其涉及垃圾焚烧中酸性气体的去除系统。
背景技术
目前垃圾焚烧发电行业酸性气体去除的主要工艺有干法、半干法和湿法。
（1）干法净化工艺
干法是将熟石灰通过专用喷头喷入反应器内，
让熟石灰微粒表面直接和烟气中的酸性气体接触，产生化学中和反应，反应要有一个合适的温度，一般为140℃，生成无害的中性盐粒子，再进人下游的粒状物去除设备。在除尘器里，反应产物连同烟气粉尘和未反应的吸收剂一起被捕集下来，达到净化酸性气体的目的。干法净化工艺流程简单，操作简便，不产生废液，但药剂消耗量大，过量系数一般达到3以上；HC1和SO2去除效率低；目前，国内城市垃圾焚烧厂较少单一采用此法。
（2）湿法净化工艺
湿法净化工艺一般采用湿式洗涤塔脱酸，系统由湿式洗涤塔、循环水(液)喷射系统、循环冷却水(液)系统、NaOH储存与制备系统等组成。
湿法净化工艺HC1去除效率高，一般在98％左右；SO2去除效率高，一般在90％左右；适应范围广、钙硫比低、技术成熟，在发达国家的垃圾焚烧发电厂中应用广泛。但投资大、动力消耗大、占地面积大、设备复杂、运行费用和技术要求高，在国内常规火电的应用比例较高，垃圾焚烧行业应用湿法工艺较少。
（3）半干法净化工艺
半干法烟气净化系统是介于湿法和干法之间的一种工艺，半干法脱酸系统是由旋转喷雾反应塔、石灰浆制备系统组成。
半干法湿法净化工艺脱酸效率较高，HC1去除率一般在97％左右；SO2去除率一般在85％左右；不产生废液；耗水量较湿法少；技术成熟可靠，己在国内大部分城市垃圾焚烧发电厂成功运用。不足之处为管道和喷嘴易堵塞，可通过良好的设计及操作管理等措施克服此问题，喷嘴也需定期更换维护。
国内使用较多的酸性气体去除组合方式为“半干法+干法”（如图1），此种组合方式工艺整体复杂性较低，经济性最好，可有效地降低工程建设费用，同时运行维护费用也较低。
但是电厂正常运行过程中如旋转雾化器出现故障，无法运行，来自锅炉的烟气无法冷却，达不到干法脱酸的反应温度，这样SO2，HCL无法去除，烟气排放极易超标，电厂只能被迫停炉。
发明内容
针对上述内容，为解决上述问题，提供一种垃圾焚烧中酸性气体的去除系统，包括控制主机、脱酸反应塔、布袋除尘器、引风机和烟囱。
脱酸反应塔设置有气体入口和气体出口，脱酸反应塔的气体出口通过第一管道连接布袋除尘器，布袋除尘器通过第二管道连接引风机，引风机将气体引入烟囱从而排出；
脱酸反应塔内部设置有旋转雾化器，旋律雾化器喷出工艺水和石灰浆混合物，从而对将烟气内的酸性气体进行去除；进入布袋除尘器之前的管道设置有熟石灰专用喷头，喷出熟石灰进行酸性气体的去除；
脱酸反应塔内还设置有二流体雾化喷枪，二流体雾化喷枪可喷出空气和水的混合水雾，对脱酸反应塔内的气体进行降温；
第一管道上设置有温度检测器和酸性气体浓度检测器，控制主机收集温度检测器和酸性气体浓度检测器的数值，并根据进行温度检测器和酸性气体浓度检测器的检测结果调节旋转雾化器的内石灰浆和工艺水的单位时间供应量、熟石灰专用喷头的熟石灰单位时间供应量以及二流体雾化喷枪的开关。
所述二流体雾化喷枪设置在脱酸反应塔的顶部，二流体雾化喷枪设置有两个物料入口，两个物料入口分别连接压缩空气罐和水箱，从而为二流体雾化喷枪供应压缩空气和水；压缩空气带动水从二流体雾化喷枪的喷口喷出。
温度检测器设置在第一管道上，且温度检测器与酸性气体浓度检测器相邻设置，从而使得温度检测器检测的温度与酸性气体检测器检测气体的温度温降在1℃以内，保证酸性气体浓度检测器的工作精度；
酸性气体检测器包括支流装置和检测盒，支流装置为一截流圆饼；截流圆饼的尺寸与第一管道内径相匹配，从而使得第一管道内的气体全部通过截流圆饼；截流圆饼内设置有多个气孔，其中一半的气孔为引流气孔连接至检测盒，另一半的气孔为直通气孔；引流气孔和直通气孔的数量相同，且都均匀分布在截流圆饼上，从而使得引流至检测盒的气体与直通的气体其酸性气体的成分相同；检测盒内的气体检测完后通过检测盒末端的出口流入第一管道；截流圆饼底部对应的第一管道上设置有集灰盒和检查开口。
检测盒内设置有红外激光酸性气体检测器，检测盒内设置长光程池，光发射器和光接收器；光发射器发出的光经过长光程池被酸性气体吸收后到达光接收器，接收器接收的特征波长的光强度表征了酸性气体的浓度；由于不同温度下酸性气体的吸收系数不同，因此根据温度检测器检测的温度实时校正酸性气体浓度检测器的检测数值。
温度检测器检测的温度数值为T，酸性气体浓度检测器检测的酸性气体浓度为D，石灰浆和工艺水的单位时间供应量为M、熟石灰专用喷头的熟石灰单位时间供应量为N，二流体雾化喷枪的开启数量为P；
其中由于石灰浆和工艺水的工作和二流体雾化喷枪的工作均会对烟气的温度T产应影响，因此控制主机检测温度T是否大于干法除酸的最适温度T0，如果T>T0，则增加二流体雾化喷枪开启的数量P；如果T<T0则减少二流体雾化喷枪开启的数量P；
此外由于石灰浆和工艺水的工作和二流体雾化喷枪的工作均会对烟气的脱酸效果产生影响，因此开启较多的二流体雾化喷枪会降低酸性气体浓度检测器检测的浓度D；此时控制主机检测酸性气体浓度检测器检测的浓度D以及温度检测器检测的温度T，并计算此温度下起到最适宜吸收效果所需的熟石灰单位时间供应量N，N为D和T的函数即N=f(D,T)；该函数关系为在当前T温度下，药剂过量系数为3所需要的熟石灰单位时间供应量N。
二流体雾化喷枪的数量为最大4个，且二流体雾化喷枪的设置需要保证在M=0、P=4的情况下其T<T0；T0的温度范围为130-150℃。
根据系统的烟气量，及反应塔的结构，通过计算需在反应塔顶部设计4个二流体雾化喷枪。在现有的反应塔顶部每个塔设计4个喷嘴，及1套喷水管路。要求改造后在旋转雾化器故障停用时，反应塔因新增冷却喷嘴而作减温塔用。
反应塔改造系统主要由冷却水雾化喷嘴、吹扫风机、管道系统和控制仪表等组成。
从锅炉省煤器出来的烟气（温度约为220℃）从反应塔顶部进入，反应塔有足够高度以确保喷入的雾化水可以完全蒸发。同时，设置合适的喷枪安装位置以防止水微粒接触塔内壁。反应塔出口的烟气温度控制在150℃左右。烟气在反应塔内被反应塔顶部圆周布置的4个雾化喷嘴喷出的水雾冷却至设定的温度后，从下部烟气出口排出，并经烟道进入袋式除尘器。
降温工艺水从烟气净化系统原有的工艺水箱引出，通过水泵输送至布置在反应塔上部圆周布置的4套二流体雾化喷枪，被压缩空气雾化后喷入反应塔内与烟气直接接触，雾化水被蒸发，同时烟气被冷却，温度被降低至设定的温度。
吹扫用空气：空气经过吹扫风机送至反应塔喷枪吹扫风分配总管，通过各支管分别进入各雾化喷枪。以防止喷嘴堵塞，及喷嘴腐蚀。
本发明的有益效果为：
首先，本发明脱酸反应塔增加二流体雾化喷枪后，可有效保证在旋转雾化器故障的情况下，保证酸性气体达标排放，减少停炉次数，保证电厂长期经济运行。
其次，该装置实时监测排出半干法除酸的效率，可以实时的发现系统的故障，而在设置了酸性气体浓度检测器之后，可以根据实际需要的用料的量进行下一步的熟石灰的处理，节省了不必要的浪费，保护环境，节省资源。
此外本发明中的温度检测器一器多用，既可以为下一步的处理提供温度参考又可以实时的为酸性气体检测器提供温度校正量。
附图说明
被包括来提供对所公开主题的进一步认识的附图，将被并入此说明书并构成该说明书的一部分。附图也阐明了所公开主题的实现，以及连同详细描述一起用于解释所公开主题的实现原则。没有尝试对所公开主题的基本理解及其多种实践方式展示超过需要的结构细节。
图1为现有技术的流程图；
图2为本发明的脱酸反应塔内部结构示意图；
图3为本发明温度检测器和酸性气体浓度检测器的结构示意图。
具体实施方式
本发明的优点、特征以及达成所述目的的方法通过附图及后续的详细说明将会明确。
实施例1：
本发明的整体脱酸流程与现在有技术的图1一致，但脱酸反应塔与管路内的设置不同。结合图2-3一种垃圾焚烧中酸性气体的去除系统，包括控制主机、脱酸反应塔1、布袋除尘器、引风机和烟囱。
脱酸反应塔1设置有气体入口和气体出口，脱酸反应塔1的气体出口通过第一管道6连接布袋除尘器，布袋除尘器通过第二管道连接引风机，引风机将气体引入烟囱从而排出；
脱酸反应塔1内部设置有旋转雾化器2，旋律雾化器喷出工艺水和石灰浆混合物，从而对将烟气内的酸性气体进行去除；进入布袋除尘器之前的管道设置有熟石灰专用喷头，喷出熟石灰进行酸性气体的去除；
脱酸反应塔1内还设置有二流体雾化喷枪3，二流体雾化喷枪3可喷出空气和水的混合水雾，对脱酸反应塔1内的气体进行降温；
第一管道6上设置有温度检测器4和酸性气体浓度检测器5，控制主机收集温度检测器4和酸性气体浓度检测器5的数值，并根据进行温度检测器4和酸性气体浓度检测器5的检测结果调节旋转雾化器2的内石灰浆和工艺水的单位时间供应量、熟石灰专用喷头的熟石灰单位时间供应量以及二流体雾化喷枪3的开关。
所述二流体雾化喷枪3设置在脱酸反应塔1的顶部，二流体雾化喷枪3设置有两个物料入口，两个物料入口分别连接压缩空气罐31和水箱32，从而为二流体雾化喷枪3供应压缩空气和水；压缩空气带动水从二流体雾化喷枪3的喷口喷出。
温度检测器4设置在第一管道6上，且温度检测器4与酸性气体浓度检测器5相邻设置，从而使得温度检测器4检测的温度与酸性气体检测器检测气体的温度温降在1℃以内，保证酸性气体浓度检测器5的工作精度；
酸性气体检测器包括支流装置51和检测盒52，支流装置51为一截流圆饼；截流圆饼的尺寸与第一管道6内径相匹配，从而使得第一管道6内的气体全部通过截流圆饼；截流圆饼内设置有多个气孔，其中一半的气孔为引流气孔连接至检测盒52，另一半的气孔为直通气孔；引流气孔和直通气孔的数量相同，且都均匀分布在截流圆饼上，从而使得引流至检测盒52的气体与直通的气体其酸性气体的成分相同；检测盒52内的气体检测完后通过检测盒52末端的出口流入第一管道6；截流圆饼底部对应的第一管道6上设置有集灰盒61和检查开口。
检测盒52内设置有红外激光酸性气体检测器，检测盒52内设置长光程池，光发射器和光接收器；光发射器发出的光经过长光程池被酸性气体吸收后到达光接收器，接收器接收的特征波长的光强度表征了酸性气体的浓度；由于不同温度下酸性气体的吸收系数不同，因此根据温度检测器4检测的温度实时校正酸性气体浓度检测器5的检测数值。
实施例2：
上述装置的使用方法为：
温度检测器4检测的温度数值为T，酸性气体浓度检测器5检测的酸性气体浓度为D，石灰浆和工艺水的单位时间供应量为M、熟石灰专用喷头的熟石灰单位时间供应量为N，二流体雾化喷枪3的开启数量为P；
其中由于石灰浆和工艺水的工作和二流体雾化喷枪3的工作均会对烟气的温度T产应影响，因此控制主机检测温度T是否大于干法除酸的最适温度T0，如果T>T0，则增加二流体雾化喷枪3开启的数量P；如果T<T0则减少二流体雾化喷枪3开启的数量P；
此外由于石灰浆和工艺水的工作和二流体雾化喷枪3的工作均会对烟气的脱酸效果产生影响，因此开启较多的二流体雾化喷枪3会降低酸性气体浓度检测器5检测的浓度D；此时控制主机检测酸性气体浓度检测器5检测的浓度D以及温度检测器4检测的温度T，并计算此温度下起到最适宜吸收效果所需的熟石灰单位时间供应量N，N为D和T的函数即N=f(D,T)；该函数关系为在当前T温度下，药剂过量系数为3所需要的熟石灰单位时间供应量N。
二流体雾化喷枪3的数量为最大4个，且二流体雾化喷枪3的设置需要保证在M=0、P=4的情况下其T<T0；T0的温度范围为130-150℃。
由此可以保证，在即使旋转雾化装置故障的情况下，可以使用二流体雾化喷枪进行降温从而仅使用干法也可以进行合格的脱酸处理，从而为设备的检修提供时间，不必在雾化装置故障的情况下必须关炉，影响生产 。
经过实际使用时的旋转雾化器变频器一次故障，导致旋转雾化器无法正常运行，投入新增加的二流体雾化喷枪后，反应塔出口烟温可降至140-150℃，投入干粉后，SO2，HCL均达到GB-18485（2014）的排放要求，避免了停炉，为长周期运行提供了有力保障。
以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种垃圾焚烧中酸性气体的去除系统，包括控制主机、脱酸反应塔（1）、布袋除尘器、引风机和烟囱，其特征在于：
脱酸反应塔（1）设置有气体入口和气体出口，脱酸反应塔（1）的气体出口通过第一管道（6）连接布袋除尘器，布袋除尘器通过第二管道连接引风机，引风机将气体引入烟囱从而排出；
脱酸反应塔（1）内部设置有旋转雾化器（2），旋律雾化器喷出工艺水和石灰浆混合物，从而对将烟气内的酸性气体进行去除；进入布袋除尘器之前的管道设置有熟石灰专用喷头，喷出熟石灰进行酸性气体的去除；
脱酸反应塔（1）内还设置有二流体雾化喷枪（3），二流体雾化喷枪（3）可喷出空气和水的混合水雾，对脱酸反应塔（1）内的气体进行降温；
第一管道（6）上设置有温度检测器（4）和酸性气体浓度检测器（5），控制主机收集温度检测器（4）和酸性气体浓度检测器（5）的数值，并根据进行温度检测器（4）和酸性气体浓度检测器（5）的检测结果调节旋转雾化器（2）的内石灰浆和工艺水的单位时间供应量、熟石灰专用喷头的熟石灰单位时间供应量以及二流体雾化喷枪（3）的开关。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧中酸性气体的去除系统，其特征在于：
所述二流体雾化喷枪（3）设置在脱酸反应塔（1）的顶部，二流体雾化喷枪（3）设置有两个物料入口，两个物料入口分别连接压缩空气罐（31）和水箱（32），从而为二流体雾化喷枪（3）供应压缩空气和水；压缩空气带动水从二流体雾化喷枪（3）的喷口喷出。
3.根据权利要求2所述的一种垃圾焚烧中酸性气体的去除系统，其特征在于：
温度检测器（4）设置在第一管道（6）上，且温度检测器（4）与酸性气体浓度检测器（5）相邻设置，从而使得温度检测器（4）检测的温度与酸性气体检测器检测气体的温度温降在1℃以内，保证酸性气体浓度检测器（5）的工作精度；
酸性气体检测器包括支流装置（51）和检测盒（52），支流装置（51）为一截流圆饼；截流圆饼的尺寸与第一管道（6）内径相匹配，从而使得第一管道（6）内的气体全部通过截流圆饼；截流圆饼内设置有多个气孔，其中一半的气孔为引流气孔连接至检测盒（52），另一半的气孔为直通气孔；引流气孔和直通气孔的数量相同，且都均匀分布在截流圆饼上，从而使得引流至检测盒（52）的气体与直通的气体其酸性气体的成分相同；检测盒（52）内的气体检测完后通过检测盒（52）末端的出口流入第一管道（6）；截流圆饼底部对应的第一管道（6）上设置有集灰盒（61）和检查开口。
4.根据权利要求3所述的一种垃圾焚烧中酸性气体的去除系统，其特征在于：
检测盒（52）内设置有红外激光酸性气体检测器，检测盒（52）内设置长光程池，光发射器和光接收器；光发射器发出的光经过长光程池被酸性气体吸收后到达光接收器，接收器接收的特征波长的光强度表征了酸性气体的浓度；由于不同温度下酸性气体的吸收系数不同，因此根据温度检测器（4）检测的温度实时校正酸性气体浓度检测器（5）的检测数值。
5.根据权利要求4所述的一种垃圾焚烧中酸性气体的去除系统，其特征在于：
温度检测器（4）检测的温度数值为T，酸性气体浓度检测器（5）检测的酸性气体浓度为D，石灰浆和工艺水的单位时间供应量为M、熟石灰专用喷头的熟石灰单位时间供应量为N，二流体雾化喷枪（3）的开启数量为P；
其中由于石灰浆和工艺水的工作和二流体雾化喷枪（3）的工作均会对烟气的温度T产应影响，因此控制主机检测温度T是否大于干法除酸的最适温度T0，如果T>T0，则增加二流体雾化喷枪（3）开启的数量P；如果T<T0则减少二流体雾化喷枪（3）开启的数量P；
此外由于石灰浆和工艺水的工作和二流体雾化喷枪（3）的工作均会对烟气的脱酸效果产生影响，因此开启较多的二流体雾化喷枪（3）会降低酸性气体浓度检测器（5）检测的浓度D；此时控制主机检测酸性气体浓度检测器（5）检测的浓度D以及温度检测器（4）检测的温度T，并计算此温度下起到最适宜吸收效果所需的熟石灰单位时间供应量N，N为D和T的函数即N=f(D,T)；该函数关系为在当前T温度下，药剂过量系数为3所需要的熟石灰单位时间供应量N。
6.根据权利要求5所述的一种垃圾焚烧中酸性气体的去除系统，其特征在于：
二流体雾化喷枪（3）的数量为最大4个，且二流体雾化喷枪（3）的设置需要保证在M=0、P=4的情况下其T<T0；T0的温度范围为130-150℃。
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