CN112999858A - 一种烟气净化系统及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种烟气净化系统及装置，所述烟气净化系统包括以下步骤：除去烟气中的颗粒物；除去烟气中的酸性物质；对烟气管道中喷射活性炭；利用布袋除尘器除去烟气中的烟尘和活性炭颗粒；除去烟气中的硝；利用烟气排放连续监测系统对处理后的烟气进行监测，达标后排放；本发明通过设置烟气排放连续监测系统，实现了污染物排放的实时监测，提高了监测结果的实时性与准确性，通过设置半干法脱酸工艺，适应烟气范围宽，处理更彻底，而且无需处理脱酸废水，通过设置低温SCR工艺，处理成本低，检修成本更低，节省设备占用空间。

Description

一种烟气净化系统及装置
技术领域
本发明涉及工业污染处理技术领域,具体涉及一种烟气净化系统及装置。
背景技术
烟气净化系统作为垃圾焚烧项目必不可少的环保辅机，随着垃圾焚烧项目一起快速发展，而且工艺技术变化速度更快，已建项目采用的烟气净化处理工艺，从脱硫脱酸的角度有单纯的干法、循环流化床(CFB)改性半干法、旋转喷雾半干法(SDA)、湿法工艺等；脱硝方面的工艺有选择性非催化还原(SNCR)工艺、SCR工艺等，都是正在实际工程应用的成熟工艺，一些新的工艺技术也正在研发和试点之中，总体上，这些工艺技术都是由简单到复杂、由低效到高效的方向发展。
排放标准的趋严，促使烟气净化工艺发展，各科研单位和专业企业，不断探索和研究新的烟气净化处理工艺，在新的工艺技术尚未成熟之前，从这两年的工程实践来看，当前的烟气净化处理技术主要是以工艺组合为主，其中主流技术是以旋转喷雾半干法(SDA)脱酸工艺为基础，增加湿法洗涤设备和SCR设备，实现烟气脱硫脱酸脱硝的综合功能。
随着排放标准的趋严，焚烧后的烟气净化设施已不能满足最新的环保标准，而且现有的烟气净化工艺功能不齐全、投资大、运行费用高，基于此，需要对其进行适应性改造，除了焚烧工艺，最关键的是改造烟气净化系统，保证其排放的烟气能满足相关排放标准要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种烟气净化系统及装置，其用于解决现有技术中的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种烟气净化系统，所述烟气净化系统包括以下步骤：
采用湿式静电除尘器将混合烟气中的颗粒物除去；
采用半干法脱酸工艺将混合烟气中的酸性物质吸收沉淀；
对烟气管道中喷射活性炭，吸附烟气中的重金属、重金属化合物和有机物；
利用布袋除尘器除去混合烟气中的烟尘和活性炭颗粒；
利用低温SCR技术除去混合烟气中的硝；
利用烟气排放连续监测系统对处理后的烟气进行监测，达标后排放。
在上述任一方案中优选的是，除去烟气中的颗粒物包括以下步骤：将混合烟气通入急冷塔，利用急冷塔对混合烟气进行降温，将降温后的混合烟气通入湿式静电除尘装置，利用静电除尘装置除去烟气中的颗粒物。
在上述任一方案中优选的是，除去烟气中的酸性物质包括以下步骤：采用固定喷嘴法烟气脱酸净化工艺，将纯度为90％的Ca(OH)2粉末调制成石灰浆，由浆泵将石灰浆送入反应塔，通过塔顶的双相流固定喷头是的石灰浆液雾化成为100微米大小的雾滴，将经过湿式静电除尘装置除尘的混合烟气通入反应塔，固体反应物从塔底排出，脱酸后的混合烟气从反应塔下部烟道排出反应塔。
在上述任一方案中优选的是，对烟气管道中喷射活性炭包括以下步骤：混合烟气经过半干法脱酸工艺处理后，当混合烟气在管道中时，向管道中喷入活性炭粉。
在上述任一方案中优选的是，活性炭中加入有氧化锌粉末，在喷射活性炭的烟道处也设置有消石灰喷射装置。
在上述任一方案中优选的是，利用低温SCR技术除去烟气中的硝，在低温和外加催化剂的条件下，反应器内氨自由基不被O2氧化，而是有选择性的与NOx反应生成水和N2，反应式为：
4NH3+4NO+O2＝＝4N2+6H2O 8NH3+4NO+O2＝＝6N2+12H2O。
在上述任一方案中优选的是，除去烟气中的硝包括以下步骤：将催化剂安放在反应器中，烟气与氨气均匀混合后通过反应器入口进入反应器中，反应器入口设置有气流均布装置。
在上述任一方案中优选的是，所述烟气排放连续监测系统安装于烟囱内部，监测内容有烟气流速、烟气压力、烟气温度和烟气湿度，其中烟气流速利用皮托管流速计实现测量，烟气压力利用压力变送器实现测量，烟气湿度利用高分子薄膜法测量，烟气温度利用智能温度变送器实现测量。
在上述任一方案中优选的是，一种烟气净化装置，所述烟气净化装置包括：
静电除尘装置，包括急冷塔和湿式静电除尘器，用于对混合烟气进行降温并除去混合烟气中的颗粒物；
烟气脱酸装置，包括反应塔和废料收集仓，废料收集仓安装于反应塔底部，用于除去烟气中的酸性物质；
活性炭吸附装置，包括活性炭喷射装置和消石灰喷射装置，用于对烟气管道中喷射活性炭，除去烟气中的重金属、二恶英以及硫化物；
布袋除尘装置，用于利用布袋除尘器除去烟气中的烟尘和活性炭颗粒；
除硝装置，包括反应器和气流均布装置，气流均布装置设置于反应器入口，用于利用低温SCR技术除去烟气中的硝；
监测装置，其安装于烟囱内部，用于监测经处理后烟气的烟气流速、烟气压力、烟气温度和烟气湿度。
控制装置，用于控制急冷塔、反应塔和反应器的工作温度。
在上述任一方案中优选的是，所述控制装置包括截止阀、第一温度监测模块、第二温度监测模块、第三温度监测模块、第一积尘监测装置、第二积尘监测装置，所诉截止阀安装于主管道上，所述第一温度监测模块安装于急冷塔内部，所述第二温度监测模块安装于所述反应塔内部，所述第三温度监测模块安装于所述反应器内部，所述第一积尘监测装置安装于所述湿式静电除尘器内部，所述第二积尘监测装置安装于所述布袋除尘装置内部。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明通过设置半干法脱酸工艺，适应烟气范围宽，尤其充分利用SO2的特点，有助二恶英及HCl等有害物质的脱除，而且无需处理脱酸废水；本发明通过设置低温SCR工艺，相较高温脱硝工艺，不改变原有的烟气排放工艺，无需对焦炉本体以及余热回收装置进行任何改造，从投资上比高温SCR工艺降低20％以上，引风机负荷降低30％左右，氨氮比降低10％，反应器吹灰和反冲洗频次降低40％，由于烟气线速度、含尘量及温度的大幅度降低，对于反应器及催化剂模块的磨损也大大减少；本工艺中脱硝装置可进行模块化安装和检修，独立于原有烟气系统之外，根据现场实际情况灵活布置，节约设备占用空间；本发明通过设置烟气排放连续监测系统，实现了污染物排放的实时监测，并对烟气净化装置的脱硫效果进行了有效监控，规避了人力监测容易产生失误的弊端，提高了监测结果的实时性与准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实施例提供的一种烟气净化系统的流程图；
图2为本实施例提供的一种烟气净化装置的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置或元件必须具有特定的方位、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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图及具体实施方式对本发明技术方案进行详细说明。
实施例一
一种烟气净化系统，所述烟气净化系统包括以下步骤：
步骤一,除去烟气中的颗粒物。
具体的，针对烟尘中氧化锌和氧化镍含量较高的实际状况，为了防止烟尘与脱酸石膏混合，从而导致脱酸石膏重金属含量超标，在对烟尘进行脱酸处理之前需要对混合烟气进行除尘，湿式静电除尘技术的工作原理主要是将水雾喷向通电的集尘板，在放电电极的作用下，水雾形成强大的电晕，在场内电荷作用后进一步雾化，其中电场力以及荷电水雾的碰撞拦截和吸附凝并共同对颗粒物进行收集，最终在电场力的作用之下达到集尘板被捕获收集，从锅炉排出的烟气温度可达到850摄氏度-1050摄氏度，直接通入到湿式静电除尘器中会损伤静电除尘器，所以需要利用急冷塔进行冷却，具体步骤为：将混合烟气通入急冷塔，利用急冷塔对混合烟气进行降温，将降温后的混合烟气通入湿式静电除尘装置，利用静电除尘装置除去烟气中的颗粒物。
步骤二，除去烟气中的酸性物质。
在现有的技术中，通常是利用湿法脱酸净化工艺将烟气中的酸性物质进行除去，但是在实际工艺中，利用湿法脱酸净化工艺对烟气进行净化的时候，会产生脱酸废水、湿烟羽、石膏雨等废料，所以将脱酸工艺由湿法脱酸净化工艺改为半干法脱酸工艺。
具体的，采用固定喷嘴法烟气脱酸净化工艺，将纯度为90％的Ca(OH)2粉末调制成石灰浆，由浆泵将石灰浆送入反应塔，通过塔顶的双相流固定喷头是的石灰浆液雾化成为100微米大小的雾滴，将经过湿式静电除尘装置除尘的混合烟气通入反应塔，混合烟气中的酸性气体与由石灰浆雾化而成的碱性雾滴发生化学反应被吸收，同时由于混合烟气的温度较高，反应塔内的浆液和雾滴在高温的作用下得到干燥，在到达反应塔塔底之前水分充分蒸发，10％的固体反应物从塔底排出，脱酸后的混合烟气从反应塔下部烟道排出反应塔。
步骤三，对烟气管道中喷射活性炭，除去烟气中的重金属、二恶英以及硫化物。
在混合烟气中通常含有一定浓度的二恶英，因此在烟气净化系统中考虑通过喷入活性炭的方式来来吸附烟气中的二恶英，具体步骤如下：混合烟气经过半干法脱酸工艺处理后，当混合烟气在管道中时，向管道中喷入活性炭粉。
作为进一步的，活性炭中加入有氧化锌粉末，在喷射活性炭的烟道处也设置有消石灰喷射装置，活性炭中加入氧化锌粉末，可以有效分解混合烟气中的有机物，在喷射活性炭的烟道处也设置有消石灰喷射装置，以保证在混合烟气中酸性气体含量很高时也能通过在此处喷射消石灰后达标。
步骤四，利用布袋除尘器除去烟气中的烟尘和活性炭颗粒。
烟尘主要是烟气中夹带的不可燃物质及燃烧产物，垃圾中可燃组分因燃烧不完全会形成黑烟,黑烟中含有大量的碳粒子,对人体危害大的重金属主要集中于小于3μm的颗粒物中，据资料介绍,在20世纪70年代中期,芝加哥地区垃圾焚烧炉排放的粉尘中含铅量达6.9％左右,其中粉尘粒度小于2μm的固体铅含量大于95％，由于一般存在于烟气的化合物,均同时包含于焚烧炉的灰烬和其它残余物内,故飞灰及底灰均需妥善处理，除尘器是烟气净化系统的末端设备，而静电除尘装置对烟气中细小颗粒的收集不如袋式除尘器效果好，而且静电除尘装置的最佳工作温度时二恶英的最佳合成温度，袋式除尘器不仅能够捕获一般颗粒物，而且能够收集除去混合烟气中挥发性重金属或其氯化物、硫酸盐或者氧化物凝结成直径≤0.5μm的气溶胶,而且还能除去吸附在活性炭颗粒上的二恶英等有机类污染物。
布袋除尘器的工作原理为：布袋除尘器主要是利用滤料(织物或者毛毡)对含尘气体进行过滤，以达到除尘的目的，过滤的过程分为两个阶段，首先时含尘气体通过清洁的滤料，此时起过滤作用的主要是滤料纤维的阻留，其次，当阻留的粉尘不断增加，一部分粉尘嵌在滤料内部，一部分覆盖在滤料表面形成粉尘层，此时主要依靠粉尘层过滤含尘气体，含尘气体进入除尘器后，气流速度下降，烟尘中较大颗粒直接沉淀至会都，其余尘粒从外至内穿过滤袋进行过滤，清洁烟气从滤袋内侧排放，飞灰被阻留在滤袋外侧，当积灰不断积累，除尘滤袋内外侧的压差逐步增加，当压差达到设定值时，脉冲阀膜片自动打开，脉冲空气通过喷嘴喷进滤袋，滤袋膨胀，从而使附着在滤袋上的粉尘脱落，达到除尘的效果。
步骤五，除去烟气中的硝。
具体的，利用低温SCR技术除去烟气中的硝，在低温和外加催化剂的条件下，反应器内氨自由基不被O2氧化，而是有选择性的与NOx反应生成水和N2，反应式为：
4NH3+4NO+O2＝＝4N2+6H2O 8NH3+4NO+O2＝＝6N2+12H2O。
具体步骤为：将催化剂安放在反应器中，烟气与氨气均匀混合后通过反应器入口进入反应器中，反应器入口设置有气流均布装置。
步骤六，利用烟气排放连续监测系统对处理后的烟气进行监测，达标后排放。
具体的，所述烟气排放连续监测系统安装于烟囱内部，监测内容有烟气流速、烟气压力、烟气温度和烟气湿度，其中烟气流速利用皮托管流速计实现测量，烟气压力利用压力变送器实现测量，烟气湿度利用高分子薄膜法测量，烟气温度利用智能温度变送器实现测量。
实施例二
一种烟气净化装置，所述烟气净化装置包括：
静电除尘装置，其包括急冷塔和湿式静电除尘器，用于对混合烟气进行降温并除去混合烟气中的颗粒物；
烟气脱酸装置，其包括反应塔和废料收集仓，废料收集仓安装于反应塔底部，用于除去烟气中的酸性物质；
活性炭吸附装置，其包括活性炭喷射装置和消石灰喷射装置，用于对烟气管道中喷射活性炭，除去烟气中的重金属、二恶英以及硫化物；
布袋除尘装置，其用于利用布袋除尘器除去烟气中的烟尘和活性炭颗粒；
除硝装置，其包括反应器和气流均布装置，气流均布装置设置于反应器入口，用于利用低温SCR技术除去烟气中的硝；
监测装置，其安装于烟囱内部，用于监测经处理后烟气的烟气流速、烟气压力、烟气温度和烟气湿度。
控制装置，其用于控制急冷塔、反应塔和反应器的工作温度。
作为进一步的，所述控制装置包括截止阀、第一温度监测模块、第二温度监测模块、第三温度监测模块、第一积尘监测装置、第二积尘监测装置，所诉截止阀安装于主管道上，所述第一温度监测模块安装于急冷塔内部，所述第二温度监测模块安装于所述反应塔内部，所述第三温度监测模块安装于所述反应器内部，所述第一积尘监测装置安装于所述湿式静电除尘器内部，所述第二积尘监测装置安装于所述布袋除尘装置内部。
从锅炉排出的烟气温度可达到850摄氏度-1050摄氏度，直接通入到湿式静电除尘器中会损伤静电除尘器，所以需要利用急冷塔进行冷却，在急冷塔内部设置有第一温度监测模块，对急冷塔内部温度进行实时监测，布袋除尘器入口温度通常控制在150℃以下(跟所烧物料的热值相关，若热值较高，控制温度也可适当提高)，当温度较高时，会损坏布袋除尘器，从而影响净化效果，脱酸塔所用材质为碳钢，内衬玻璃鳞片，最高耐受温度150℃，温度过高会破坏脱酸塔的内衬防腐层，直接影响脱酸塔的安全运行，因此必须严格控制入塔温度。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明通过设置半干法脱酸工艺，适应烟气范围宽，尤其充分利用SO2的特点，有助二恶英及HCl等有害物质的脱除，而且无需处理脱酸废水；本发明通过设置低温SCR工艺，相较高温脱硝工艺，不改变原有的烟气排放工艺，无需对焦炉本体以及余热回收装置进行任何改造，从投资上比高温SCR工艺降低20％以上，引风机负荷降低30％左右，氨氮比降低10％，反应器吹灰和反冲洗频次降低40％，由于烟气线速度、含尘量及温度的大幅度降低，对于反应器及催化剂模块的磨损也大大减少；本工艺中脱硝装置可进行模块化安装和检修，独立于原有烟气系统之外，根据现场实际情况灵活布置，节约设备占用空间；通过设置烟气排放连续监测系统，实现了污染物排放的实时监测，并对烟气净化装置的脱硫效果进行了有效监控，规避了人力监测容易产生失误的弊端，提高了监测结果的实时性与准确性。
以上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，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。

Claims (10)

1.一种烟气净化系统，其特征在于，所述烟气净化系统包括以下步骤：
采用湿式静电除尘器将混合烟气中的颗粒物除去；
采用半干法脱酸工艺将混合烟气中的酸性物质吸收沉淀；
对烟气管道中喷射活性炭，吸附烟气中的重金属、重金属化合物和有机物；
利用布袋除尘器除去混合烟气中的烟尘和活性炭颗粒；
利用低温SCR技术除去混合烟气中的硝；
利用烟气排放连续监测系统对处理后的烟气进行监测，达标后排放。
2.根据权利要求1所述的一种烟气净化系统，其特征在于，除去烟气中的颗粒物包括以下步骤：将混合烟气通入急冷塔，利用急冷塔对混合烟气进行降温，将降温后的混合烟气通入湿式静电除尘装置，利用静电除尘装置除去烟气中的颗粒物。
3.根据权利要求2所述的一种烟气净化系统，其特征在于，除去烟气中的酸性物质包括以下步骤：采用固定喷嘴法烟气脱酸净化工艺，将纯度为90％的Ca(OH)2粉末调制成石灰浆，由浆泵将石灰浆送入反应塔，通过塔顶的双相流固定喷头是的石灰浆液雾化成为100微米大小的雾滴，将经过湿式静电除尘装置除尘的混合烟气通入反应塔，固体反应物从塔底排出，脱酸后的混合烟气从反应塔下部烟道排出反应塔。
4.根据权利要求3所述的一种烟气净化系统，其特征在于，对烟气管道中喷射活性炭包括以下步骤：混合烟气经过半干法脱酸工艺处理后，当混合烟气在管道中时，向管道中喷入活性炭粉。
5.根据权利要求4所述的一种烟气净化系统，其特征在于，活性炭中加入有氧化锌粉末，在喷射活性炭的烟道处也设置有消石灰喷射装置。
6.根据权利要求5所述的一种烟气净化系统，其特征在于，利用低温SCR技术除去烟气中的硝，在低温和外加催化剂的条件下，反应器内氨自由基不被O2氧化，而是有选择性的与NOx反应生成水和N2，反应式为：
4NH3+4NO+O2＝＝4N2+6H2O 8NH3+4NO+O2＝＝6N2+12H2O。
7.根据权利要求6所述的一种烟气净化系统，其特征在于，除去烟气中的硝包括以下步骤：将催化剂安放在反应器中，烟气与氨气均匀混合后通过反应器入口进入反应器中，反应器入口设置有气流均布装置。
8.根据权利要求7所述的一种烟气净化系统，其特征在于，所述烟气排放连续监测系统安装于烟囱内部，监测内容有烟气流速、烟气压力、烟气温度和烟气湿度，其中烟气流速利用皮托管流速计实现测量，烟气压力利用压力变送器实现测量，烟气湿度利用高分子薄膜法测量，烟气温度利用智能温度变送器实现测量。
9.根据权利要求1所述的一种烟气净化装置，其特征在于，所述烟气净化装置包括：
静电除尘装置，其包括急冷塔和湿式静电除尘器，用于对混合烟气进行降温并除去混合烟气中的颗粒物；
烟气脱酸装置，其包括反应塔和废料收集仓，废料收集仓安装于反应塔底部，用于除去烟气中的酸性物质；
活性炭吸附装置，其包括活性炭喷射装置和消石灰喷射装置，用于对烟气管道中喷射活性炭，除去烟气中的重金属、二恶英以及硫化物；
布袋除尘装置，其用于利用布袋除尘器除去烟气中的烟尘和活性炭颗粒；
除硝装置，其包括反应器和气流均布装置，气流均布装置设置于反应器入口，用于利用低温SCR技术除去烟气中的硝；
控制装置，用于控制急冷塔、反应塔和反应器的工作温度。
10.根据权利要求9所述的一种烟气净化装置，其特征在于，所述控制装置包括截止阀、第一温度监测模块、第二温度监测模块、第三温度监测模块、第一积尘监测装置、第二积尘监测装置，所诉截止阀安装于主管道上，第一温度监测模块安装于急冷塔内部，第二温度监测模块安装于反应塔内部，第三温度监测模块安装于反应器内部，第一积尘监测装置安装于湿式静电除尘器内部，第二积尘监测装置安装于布袋除尘装置内部。
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