CN1132331A - 供焚化装置使用的废气处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的用于焚化装置的废气处理装置包括：用于冷却从焚化炉(2)排出的废气的温度调节器(11)；用于从通过温度调节器(11)冷却的废气中消除尘埃的滤尘袋(12)；用于使集尘器输送出的废气催化脱硝的脱硝器(14)，温度调节器(11)具有用于借助空气冷却从焚化炉(2)排出的高温废气的第一热交换器(21)和用于借助从焚化炉(2)排出的高温废气加热从滤尘袋(12)输送出的较低温度的废气的第二热交换器(22)。

Description

供焚化装置使用的废气处理装置
本发明涉及一种废气处理装置，例如，供废物焚化装置使用的废气处理装置。
在已知的废物焚化装置中，从焚化炉排出的废气输送到滤尘袋，通过滤尘袋汇集烟灰。
通常，输送到滤尘袋的废气的温度应该降低，因此，通过水柱式温度调节器交换柱一次冷却废气，例如从280℃降到170℃。
这样，通过滤尘袋汇集冷却废气中的烟灰之后，通过加热器再加热废气，然后在脱硝器中催化脱硝，再从烟囱排放到大气中。
因为用于催化脱硝的废气应加热到大约230℃，所以需要通过加热器对废气进行再加热。
在上述废气处理过程中，废气是在温度调节器交换柱中一次冷却的，然后通过加热器加热，这将影响废气热量的有效利用，是非常不经济的。
所以，本发明的目的是提供一种能够有效地利用废气热量的供焚化装置使用的废气处理装置。
根据本发明的一个特点，供焚化装置使用的废气处理装置包括：用于冷却从焚化炉排出的废气的温度调节器；用于从通过温度调节器冷却的废气中除去尘埃的集尘器材；用于使集尘器输送出的废气催化脱硝的脱硝器，温度调节器具有用于借助空气冷却从焚化炉排出的高温废气的第一热交换器，以及用于借助从焚化炉排出的高温废气加热从集尘器输出的较低温度的废气的第二热交换器。
在上述废气处理装置中，有一个在引导由第二热交换器到脱硝器的加热废气的管线中间设置的用于加热废气的加热器。
在上述废气处理装置中，和废气相接触的第一热交换器的部分涂以涂料，用以防止露点的酸腐蚀。
在上述废气处理装置中，用PFA树脂作涂料。用烤漆的方法在第一热交换器的部分上涂以200μm到1000μm厚的PFA树脂。
在上述废气处理装置中，第一和第二热交换器是横向多管式热交换器，第一热交换器分成整体设置的两部分，且平行于第二热交换器。
根据上述结构，借助第二热交换器利用从焚化炉排出的废气的热量，把从集尘器输出的废气加热到所需温度，用于催化处理。所以，本发明的废气处理装置比采用仅仅借助加热器加热一次冷却的废气的通常的废气处理装置更经济。
此外，和废气相接触的第一热交换器的部分用烤漆的方法涂以200μm到1000μm厚PFA树脂，所以能保证足够的抗腐蚀而不致损害第一热交换器的导热性。
另外，温度调节器包括两个热交换器，一个热交换器分成整体设置的两部分并平行于另一个热交换器，这样，温度调节器的尺寸可以缩小。
参阅的附图如下：
图1是说明根据本发明的一个实施例的废气处理装置的方框图。
图2是说明废气处理装置的温度调节器结构的示意图。
图3是说明废气处理装置的温度调节器的正视图。
图4说明废气处理装置的温度调节器的侧视图。
图5是说明导热性能和抗膨胀性能与涂PFA树脂厚度的关系的曲线图。
图6是说明温度调节器变更型的正视图。
图7是说明温度调节器的另一种变型的正视图。
图8是说明根据本发明的另一个实施例的温度调节器结构的示意图。
参照图1至图8将叙述本发明的一个实施例。
图1是说明所提供的废气处理装置1，例如在废物焚化装置中的废气处理装置。(其它典型的焚化装置包括：工业废弃物焚化装置、焦渣或烟灰熔化装置、发电装置和炼油厂设备)在废气处理装置1中，要除去从废物焚化炉2排出的废气中的烟灰和类似物并通过在废气中加入催化剂使废气脱硝，然后从烟囱3排放到大气中。
废气处理装置1包括：用于把从废物焚化炉排出的废气冷却到预定温度(例如，下面叙述的滤尘袋可以接受的大约170℃)的温度调节器11；用于从通过温度调节器11冷却的废气中除去尘埃的滤尘袋(集尘器)12、用于把从滤尘袋12通过废气管线13输送的废气使用预先确定的催化剂催化脱硝的脱硝器14和在废气管线13中间设置的用于加热废气的燃烧器(加热器)15。
温度调节器11包括用于借助空气冷却从废物焚化炉排出的高温废气的第一热交换器21和用于借助高温废气加热从滤尘袋12输出的较低温度的废气的第二热交换器22。在废气流程中第二热交换器22设置在第一热交换器21的上游。
如图2所示，热交换器21和22是横向多管式热交换器(壳管型)，如图2中由箭头所显示的废气流和空气流。
更准确地说，高温废气输入到在上游一侧设置的第二热交换器22的壳体22a中，而从滤尘袋12输出的较低温度的废气输进第二热交换器22的管道22b。
从第二热交换器22的壳体22a中输出的废气被输进设置在下游一侧的第一热交换器21的壳体21a中，而冷却空气被输进第一热交换器21的管道21b。
如图2的放大图所示，与废气接触的第一热交换器21的管道21b的外表面、壳体的内表面和管板以及其它部分涂以涂料23(例如碳氟树脂涂层或陶瓷涂层)，用以防止露点的酸腐蚀。这样，就能防止管道21b的外表面和类似部分的腐蚀。在该实施例中，第一热交换器21的结构是为了使废气能流入壳体21a的内部，这是因为管道21b的外表面的涂层比其内表面的涂层更容易。
为防止露点的酸腐蚀，对涂料23特别是对用来覆盖第一热交换器21的管道21b的外表面的碳氟树脂涂层将给予说明。涂料还能应用于与废气相接触的第一热交换器21的管板和壳体以及其它部分的内表面。
更准确地说，通过烤漆的方法在第一热交换器21的管道21b的外表面涂以200μm到1000μm厚的最好是200μm到400μm厚的PFA树脂(四氟乙烯和全氟烃基乙烯基醚的共聚物)。管道21b的典型材料包括低碳钢和不锈钢。
参照表1说明以使用PFA树脂作涂料为基准以及涂层厚度的范围最好从200μm到400μm的情况。
表一
树脂         抗酸腐蚀           抗热性          脱硝
 PFA           极好             极好            极好
 FEP           较佳             较佳            极好
 PTFE          不好             较佳            极好
 PCTFE         极好             不好            极好
在钢管上(25.4mmφ)涂以各种不同的碳氟树脂进行抗腐蚀试验、热循环负载试验和弯曲试验。用作碳氟树脂的参照物是四氟乙烯和六氟丙烯共聚物(FEP)、聚四氟乙烯(PTFE)和聚三氟氯乙烯(PCTFE)。在80％的硫酸(在140℃温度下)和20％氯酸(沸点)的条件下模似最剧烈的使用场合进行抗腐蚀试验。通过反复冷却(至0℃)和加热(至200℃)进行热循环负载试验。试验结果如表1所示，从表1中可以看出，PFA树脂在抗酸腐蚀、抗热性和脱硝方面都是极好的。
其次，在试验温度升降和导热性能条件下，在酸浸渍中观察PFA树脂的厚度如何影响防膨胀性能。在这种情况下，以具有1.5mm厚的不锈钢用作底金属涂以PFA树脂进行试验，其试验结果如图5所示。
从图5可以看出，PFA树脂涂层的厚度最好是200μm到400μm，更好是300μm到400μm，它能在不考虑导热性能情况下满足抗腐蚀和防膨胀性能的需要。
在实际使用场合的模拟条件下进行抗腐蚀试验，在该试验中，涂以200μm到400μm厚的PFA树脂的钢管(25.4mmφ)外表面经受80％的硫酸(140℃)和20％的氯酸(沸点)的浸渍，而由空气冷却其内表面。另外，在实际使用场合的模拟条件下进行热循环试验，在该试验中，钢管的外表面反复地冷却到室温和加热到180℃，而用空气冷却其内表面。这些试验揭示具有200μm到400μm厚的PFA树脂涂层呈现极好的性能。
另一种呈现优良的抗腐蚀的典型导热管是用机械的方法涂以PTFE树脂的钢管，但是，PTFE树脂涂层对钢管具有较差的粘附性能，结果导致降低导热率和抗腐蚀作用。此外，对PTFE树脂涂层即使是小的机械损伤，也将导致树脂涂层的大的撕裂。另外，如果受到热循环，PTFE树脂也易于松弛。
参照图3和图4将更准确地叙述温度调节器11的结构。
在温度调节器11中，在框架31内的上部设置第二热交换器22，第一热交换器21分成相互串连地连接的两部分21A和21B，并平行地设置在第二热交换器22的下部。如果两个热交换器各具有相同的尺寸，那么像上述的第二热交换器用作第一热交换器21的话，第一热交换器21的长度大约是第二热交换器22的两倍。但是，在该实施例中，第一热交换器21分成平行地设置在第二热交换器22下部的两部分，以便能缩小调节器11的尺寸。
例如，已知的废气处理装置能处理从废物焚化炉以4000NM3/hr的速度排出的废气，除需要一个具有10m(高)×2.5m至3m(直径)的水柱式温度调节器交换柱外，还需要一个具有2×2×5(高)大小的热交换器。与此相比，根据本实施例的两个热交换器21、22的温度调节器仅占2.5m×1.8m×2.5m(高)的空间。因此，与已知的温度调节器交换柱和热交换器相比能缩小温度调节器11的尺寸。
在第一热交换器21中已经从废器中吸热的空气输送到从脱硝器14排出的废气中，使排放的废气不致像白烟那样从烟囱3中排出。(此处所谓“白烟”的定义是指在废气中包含有水蒸气，因其温度较低，所以看上去呈白色。由于对环境的影响，对白烟采取预防措施)。
从废物焚化炉排出的高温废气(例如280℃)，流经第二热交换器22和第一热交换器21，因此其温度较低。例如，氢氧化钙加入冷却的废气中，在热交换器22、21到滤尘袋12的途中大约是170℃。利用滤尘袋12从废气中除去烟灰后，废气在第二热交换器22中加热。此后，废气再加热，例如通过设置在废气管线13中间的加热器15加热到大约230℃，并输送到脱硝器14催化脱硝。
为了预防白烟的产生，在第一热交换器21中通过冷却废气吸热的空气被输送到从脱硝器14排出的废气中，然后废气从烟囱3排出。
通过第二热交换器利用从废物焚化炉排出的废气的热量把从滤尘袋12排出的废气加热到所需温度用于催化脱硝。因此，本发明的废气处理装置要比采用只利用加热器加热一次冷却废气的普通的废气处理装置经济得多。
另外，由于温度调节器11具有在其中竖直地设置的两个热交换器21、22，一个热交换器21分成相互平行设置的两部分，并平行于另一个热交换器22，所以温度调节器11的尺寸可以大大地缩小。
在上述实施例中，虽然第一热交换器分成平行地设置在第二热交换器下部的两部分，但第一热交换器21的两部分21A和21B可以平行地设置在第二热交换器的上部，如图6所示，或者两部分21A和21B可以相互平行并竖直地设置在第二热交换器的22的一侧，如图7所示。
另外，虽然上述实施例采用的是把高温废气输送到第二热交换器22的壳体22a，但是高温废气也可以输送到第二热交换器22的管道22b，如图8所示。然而，为清除在第二热交换器22的内表面上的尘埃，例如在废气中粘附的烟灰，如图2所示的结构使流动在管道22b外面的废气能易于清除操作。
此外，在上述实施例中，虽然在用于引导废气从第二热交换器到脱硝器的废气管线13中间设置燃烧器(加热器)，但燃烧器可以不一定需要。
尽管上面已经通过本发明的具体实施例叙述了本发明，但必须明白可以对本发明作出种种改变而不超出本发明的范围。

Claims (7)

1.用于焚化装置的废气处理装置包括：用于冷却从焚化炉排出的废气的温度调节器；用于从通过温度调节器冷却的废气中清除尘埃的集尘器；用于使集尘器输送出的废气催化脱硝的脱硝器，其特征在于；温度调节器具有用于借助空气冷却从焚化炉排出的高温废气的第一热交换器和用于借助从焚化炉排出的高温废气加热从集尘器输送出的较低温度的废气的第二热交换器。
2.根据权利要求1所述的废气处理装置，其特征在于：在把通过第二热交换器加热的废气引导到脱硝器的管线中设置用于加热废气的加热器。
3.根据权利要求1所述的废气处理装置，其特征在于：与废气相接触的第一热交换器的部分涂上涂料，以防止露点的酸腐蚀。
4.根据权利要求2所述的废气处理装置，其特征在于：与废气相接触的第一热交换器的部分涂上涂料，以防止露点的酸腐蚀。
5.根据权利要求3所述的废气处理装置，其特征在于：PFA树脂用作涂料，与废气相接触的第一热交换器的部分通过烤漆的方法涂上200μm到1000μm厚的PFA树脂。
6.根据权利要求4所述的废气处理装置，其特征在于：PFA树脂用作涂料，与废气相接触的第一热交换器的部分通过烤漆的方法涂上200μm到1000μm厚的PFA树脂。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的废气处理装置，其特征在于：第一和第二热交换器是横置多管式热交换器，第一热交换器分成整体设置的两部分，并平行于第二热交换器。
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