CN115990401A - 垃圾焚烧烟气的净化工艺和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种垃圾焚烧烟气的净化工艺和装置。该净化工艺包括：在焚烧炉的焚烧段上方喷洒石灰石粉末，脱除垃圾焚烧烟气中的酸性污染物；脱硝还原剂溶液经压缩空气雾化喷入焚烧炉的炉膛内，进行SNCR反应；在余热锅炉内设置中温除尘器，使烟气经过中温除尘器，除去大颗粒粉尘和部分重金属污染物；烟气再进入干法脱酸装置，干法脱酸装置中与烟气流动方向同向喷洒消石灰干粉；将活性炭通过压缩空气喷至经过干法脱酸装置的烟气中；将得到的烟气与脱硝还原剂一同进入尘硝噁一体化袋式除尘器的滤袋内，由滤袋的排风口排出；经滤袋排风口排出的气体送入湿法洗涤塔脱酸，得到净化气排出。该工艺可降低飞灰产量、缩短工艺流程、降低运行成本。
Description
技术领域
本发明涉及烟气净化处理技术领域，具体而言，涉及一种垃圾焚烧烟气的净化工艺和装置。
背景技术
垃圾焚烧发电是绿色发展背景下固废资源化利用的有效方式，但是垃圾在焚烧过程中会产生颗粒物、酸性气体、重金属和以二噁英为代表的有机污染物，对人体和环境造成了严重的危害，为满足环保要求，应对污染物采取有效治理方式，以达到排放标准。
现阶段垃圾焚烧烟气超净化低排放所采用的工艺为SNCR+旋转喷雾半干法+干法（备用）+活性炭喷射+布袋除尘器+GGH+湿法+GGH+SGH+SCR，该工艺可实现污染物的超低排放，但是仍存在较多问题：①该烟气净化工艺流程长，涉及10个单元环节，其中除尘、脱硝多段式单元独立运行会造成高成本、长流程、占地大等问题；②现有工艺中脱酸剂原料品质不稳定，为保证脱除效率，脱酸剂会过量投加，将导致飞灰产量增大；③飞灰属于危险废物，其处理难度大，处置成本高；④炉膛排出的高温酸性气体对余热锅炉设备腐蚀严重；⑤半干法中旋转喷雾器存在成本高、故障频现、结构复杂、维护难度大、寿命短、耗电量大等缺点；⑥进入SCR的烟气须经蒸汽换热器（SGH）升温，导致蒸汽能源消耗高，运营成本高。因此，有必要提出一种新工艺技术，以克服上述问题。
现有垃圾焚烧发电的烟气净化工艺中，脱酸常采用半干法处理，因此存在脱酸剂用量大的问题，未反应的脱酸剂和反应产物会进入除尘器变成飞灰，增加飞灰产量的同时提高了处理成本；此外，脱硝、脱二噁英与除尘单元独立运行，不仅场地和设备规模需求大，而且在投资、运营、过程控制和能耗的成本也较高。因此，在保证烟气净化超低排放的基础上，如何降低成本投入、缩短工艺流程、减小运行费用，是当下垃圾焚烧发电厂烟气净化领域发展的重点需求。
专利CN1422689A公开了一种垃圾焚烧炉高温烟气净化方法，在垃圾焚烧炉排放的600～800℃烟道气中投入钠碱改性石灰，与酸性气体反应并且固体反应产物与烟道气中携带的飞灰一起在高温除尘器中收集，实现烟气的净化并降低了收集的飞灰和烟气净化产物的毒性，但是该方法需对石灰粉进行改性处理，工艺繁杂。
专利CN111249895A公开了一种垃圾焚烧炉干燥段区域脱酸剂干粉喷射脱酸方法，将脱酸剂喷入焚烧炉干燥段区域与生活垃圾产生酸性气体接触反应，有效降低了焚烧炉进入余热锅炉的酸性气体浓度，减少了飞灰量，并降低对余热锅炉的腐蚀。
专利CN103604133A公开了一种多污染物一体化干法脱除的烟气净化系统及工艺，脱酸后的烟气通过一体化催化陶瓷滤袋脱除塔，实现烟气中粉尘、未反应的脱硫剂、脱酸产物以及氮氧化物的脱除，所述发明占地面积小、运行能耗低，缩短净化流程，但该工艺中酸性气体浓度高，易使催化滤袋失活。
专利CN104607015A公开了一种烧结烟气多污染物协同净化的方法，烧结烟气中喷入脱硫剂和脱硝剂，再流动至催化过滤式除尘器，粉尘在滤袋表面被过滤，氮氧化物及二噁英在滤袋内部催化剂的作用下分解，经烟囱排出，该工艺实现了烧结烟气多污染物的一次性协同净化，减少能源消耗，降低成本，但该工艺采用管道干法脱酸，酸性气体脱除效率低。
现阶段采用的烟气净化超低排放工艺技术为SNCR+旋转喷雾半干法+干法（备用）+活性炭喷射+布袋除尘器+GGH+湿法+GGH+SGH+SCR，该工艺技术存在诸多缺点：①工艺流程长，单元环节冗余，除尘、脱硝独立运行造成的成本高、流程长、占地大等问题；②脱酸剂原料品质不稳定，反应效率低，过量投加将导致飞灰产量增大；③飞灰属于危险废物，存在处理难度大，处置成本高的问题；④炉膛排出的高温酸性气体对余热锅炉设备腐蚀严重；⑤半干法中旋转喷雾器存在成本高、故障频现、结构复杂、维护难度大、寿命短、耗电量大等缺点，喷射的石灰浆容易造成喷口结垢堵塞；⑥进入SCR装置前烟气须经蒸汽换热器（SGH）升温，存在蒸汽消耗高，运营成本高的缺点。飞灰量主要来自于塔式干法脱酸反应中的酸性污染物反应产物、未反应完全的脱酸原料以及吸附二噁英的活性炭粉末，以及烟气中携带的烟尘。该工艺中脱酸剂和活性炭的用量大，因此飞灰的产量大，占到垃圾入炉量的3%-5%左右，鉴于飞灰被列入《国家危险废物名录》，属于危险废物，因而其处置工序复杂，处置成本高，在北京上海深圳浙江等垃圾焚烧量大的地域处置成本高达2000元/t；现有工艺中所采用的旋转喷雾器振动较大，易出现故障而停止工作，不利于工艺的稳定运行，此外旋转喷雾器结构复杂，不利于安装维护和使用；现有工艺所采用的装置设备和流程路线都将增加系统的运行成本。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种垃圾焚烧烟气的净化工艺和装置，以解决现有技术中垃圾焚烧发电烟气净化工艺流程长、功耗大和成本高的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种垃圾焚烧烟气的净化工艺，其中，垃圾焚烧烟气来自于垃圾焚烧装置，垃圾焚烧装置包括通过管道连接的焚烧炉和余热锅炉，该净化工艺包括：步骤S1，在焚烧炉的焚烧段上方喷洒石灰石粉末，脱除垃圾焚烧烟气中的酸性污染物；步骤S2，脱硝还原剂溶液经压缩空气雾化喷入焚烧炉的炉膛内，高温气氛下产生NH3并与垃圾焚烧烟气中的NOx进行SNCR反应，从而脱除NOx；步骤S3，在余热锅炉内设置中温除尘器，使经过SNCR反应的烟气经过中温除尘器，除去大颗粒粉尘和部分重金属污染物；步骤S4，使经过中温除尘器的烟气进入干法脱酸装置，干法脱酸装置中与烟气流动方向同向喷洒消石灰干粉；步骤S5，将活性炭通过压缩空气喷至经过干法脱酸装置的烟气中；步骤S6，将步骤S5得到的烟气与脱硝还原剂一同进入尘硝噁一体化袋式除尘器的滤袋内，经过滤袋内的SCR脱硝催化剂床层后，由滤袋的排风口排出；步骤S7，经滤袋排风口排出的气体送入湿法洗涤塔脱酸，得到净化气排出。
进一步地，步骤S1中，石灰石粉末的细度为300~500目，优选的，石灰石粉末与酸性污染物的钙硫比为1.1-1.5；优选的，焚烧段上方的温度区间为800~1000℃。
进一步地，步骤S2中的脱硝还原剂溶液为浓度为5wt%～10wt%的尿素溶液。
进一步地，中温除尘器的工作温度为300~400℃，优选的，中温除尘器包括高温陶瓷过滤器、金属丝网过滤器和静电除尘器中的任意一种或者多种；优选的，中温除尘器的除尘率≥90%。
进一步地，步骤S4中干法脱酸装置为塔式结构，
优选的，烟气在干法脱酸装置内停留10-30s，优选的，干法脱酸装置内烟气的温度为180~220℃，
优选的，消石灰干粉为超细氢氧化钙，颗粒粒度大于300目，优选的，消石灰干粉的比表面积大于35m2/g，优选的，消石灰干粉中氢氧化钙的纯度大于95%；
优选的，消石灰干粉与烟气中酸性污染物的钙硫比为1.3~1.8。
进一步地，步骤S5中，活性炭的喷嘴位于干法脱酸装置和尘硝噁一体化袋式除尘器之间的烟道上，优选的，通过烟道的烟气温度为190℃～195℃，优选的，活性炭与烟气的接触时间为0.5~3秒；
优选的，活性炭的纯度大于等于90%，比表面积大于900m2/g。
进一步地，步骤S6中，尘硝噁一体化袋式除尘器的滤袋的材质为PTFE，优选的，通过尘硝噁一体化袋式除尘器的烟气温度为180~200℃；优选的，烟气经过SCR脱硝催化剂床层的速度小于0.65m/min；优选的，SCR脱硝催化剂的负载量大于等于180g/m2。
进一步地，将SCR脱硝催化剂制备成催化剂涂覆浆液涂覆至滤袋上，再进行干燥，
优选的，催化剂涂覆浆液由以下制备方法制备得到，制备方法包括：将SCR脱硝催化剂与浸渍液混合后，依次进行搅拌、超声，得到催化剂涂覆浆液；SCR脱硝催化剂选自（1~5）wt%V2O5-（6~10）wt%MoO3/TiO2、（1~5）wt%V2O5-（6~10）wt%MoO3-（1~10）wt%CeO2/TiO2、（1~5）wt%V2O5-（6~10）wt%WO3/TiO2中的任意一种或多种；浸渍液包括0.3~12wt%的PTFE颗粒、0.1~5wt%的发泡剂和83~99.6wt%的水，优选的，发泡剂为烷基糖苷，烷基的碳原子数为8~16，优选的，PTFE颗粒的粒径为D90=150~170nm；
优选的，SCR脱硝催化剂的粒径为D90=15~58µm，优选的，SCR脱硝催化剂与浸渍液的质量比为1：15~25；
优选的，搅拌的的转速为400~800r/min，时间为5~10分钟；
优选的，超声的频率为15000~20000Hz，时间为10~20分钟。
进一步地，步骤S7还包括将净化气与滤袋排风口排出的气体通过换热装置进行热量交换后排出至大气。
根据本申请的另一个方面，提供了一种垃圾焚烧烟气的净化装置，其中，垃圾焚烧烟气来自于垃圾焚烧装置，垃圾焚烧装置包括通过管道连接的焚烧炉和余热锅炉，上述净化装置包括：炉内干法脱酸单元，配置为在焚烧炉的焚烧段上方喷洒石灰石粉末；炉内SNCR脱硝单元，配置为将脱硝还原剂溶液经压缩空气雾化喷入焚烧炉的炉膛内；中温预除尘单元，配置为在余热锅炉内经过滤除去大颗粒粉尘和部分重金属污染物；塔式干法脱酸单元，配置为与烟气流动方向同向喷洒消石灰干粉；活性炭喷射单元，配置为通过压缩空气向经过塔式干法脱酸单元的烟气中喷洒活性炭；尘硝噁一体化袋式除尘器，设置有SCR脱硝催化剂床层，配置为向经过活性炭喷射单元的烟气中喷射脱硝还原剂，经过SCR脱硝催化剂床层，由排风口排出；和湿法洗涤脱酸塔单元，配置为将排风口排出的气体进行湿法洗涤。
进一步地， 炉内干法脱酸单元包括石灰石粉储料仓、石灰石粉计量料仓、螺旋输送机、原料气力输送系统、喷射泵，石灰石粉储料仓内的石灰石粉可经石灰石粉计量料仓计量后经螺旋输送机输送至原料气力输送系统加压后由喷射泵喷入焚烧炉焚烧段上方；
优选的，炉内SNCR脱硝单元包括储罐、输送系统、喷射泵和喷氨口，经设置储罐内的脱硝还原剂溶液经输送系统和喷射泵雾化后经喷氨口送入炉膛；
优选的，中温预除尘单元包括箱体、滤网、飞灰输送系统，烟气进入箱体经滤网过滤，滤网上的粉尘经飞灰输送系统运离；
优选的，塔式干法脱酸单元包括消石灰储仓、给料机调控系统、脱酸塔筒体、气力运输系统、喷射系统，塔式干法脱酸单元位于余热锅炉省煤器的后端，消石灰储仓的消石灰干粉在给料机调控系统的调控下经气力运输系统在喷射系统作用下采用广角向上喷洒，与脱酸塔筒体内的烟气顺流；
优选的，活性炭喷射单元包括活性炭储仓、给料机调控系统、气力输送系统、喷料泵，经设置将活性炭喷射至塔式干法脱酸单元和尘硝噁一体化袋式除尘器之间的管道内；
优选的，尘硝噁一体化袋式除尘器包括脱硝还原剂喷射系统、除尘器箱体、尘硝噁一体化滤袋、喷吹清灰装置、卸灰传送系统，脱硝还原剂喷射系统喷出脱硝还原剂与烟气混合后，进入除尘器箱体内的尘硝噁一体化滤袋内，烟气经过尘硝噁一体化滤袋内的SCR脱硝催化剂床层，并经尘硝噁一体化滤袋过滤后，进入除尘器箱体，从其排风口排出，喷吹清灰装置向尘硝噁一体化滤袋内喷入压缩空气，通过卸灰传送系统将吹落的粉尘排出；
优选的，湿法洗涤脱酸塔单元包括湿式洗涤塔、液相循环系统、换热系统、碱液制备储存系统、废液排放系统，经设置将尘硝噁一体化袋式除尘器排出的气体经碱液中和洗涤后排出净化气。
应用本发明的技术方案，采用炉内干法+SNCR+中温预除尘+干法脱酸+活性炭喷射+尘硝噁一体化布袋除尘器+湿法洗涤的工艺，不设置独立的SCR脱硝装置单元与额外的蒸汽换热单元，极大缩减土地占用面积，减少设备投入和运营费用，解决了现有的垃圾焚烧烟气净化工艺流程长、占地广、危险废物飞灰产量大、装置成本高、工艺运行费用高等问题。采用尘硝噁一体化布袋除尘器替代传统布袋和SCR装置，省去了蒸汽加热升温SGH装置，可有效缩短工艺流程、减小占地面积并降低成本投入，此外，尘硝噁一体化布袋内置SCR催化剂，能够同时催化去除NOx和二噁英，故可适当减少活性炭的喷射量，从而减少飞灰量；采用炉内干法去除烟气中大量酸性气体，并抑制二噁英、HCL等污染物的生成，从源头削减污染物，降低干法单元中脱酸剂和管道喷射活性炭的用量，进而减少飞灰产量；采用中温预除尘分离固体颗粒和部分重金属，也可减少后端活性炭的喷射量，从而减少飞灰量。本工艺在实现三级脱酸、三级除尘、二级脱硝的净化效果的同时，可显著降低飞灰产量、缩短工艺流程、减少脱酸剂和活性炭的用量、降低整套装置的运行成本。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明实施例1的垃圾焚烧烟气的净化装置示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：1、石灰石粉储料仓；2、石灰石粉计量料仓；3、变频双螺杆出料装置；4、喷射泵；5、炉内干粉喷嘴；6、焚烧炉；7、尿素溶液储罐；8、第一输送泵；9、喷氨口；10、中温预除尘箱体；11、超细消石灰喷嘴；12、第二输送泵；13、活性炭喷射口；14、脱硝还原剂喷射口；15、尘硝噁一体化袋式除尘器；16、卸灰传送系统；17、气相换热器；18、湿法洗涤脱酸减湿塔；19、吸收减湿部；20、烟囱；21、干法脱酸塔；22、中温预除尘设备；23、飞灰输送系统；24、尘硝噁一体化滤袋。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如本申请背景技术所分析的，现有技术中存在垃圾焚烧发电烟气净化工艺流程长、功耗大和成本高的问题，为了解决该问题，本申请提供了一种垃圾焚烧烟气的净化工艺和装置。
根据本申请的一种典型的实施方式，提供了一种垃圾焚烧烟气的净化工艺，垃圾焚烧烟气来自于垃圾焚烧装置，垃圾焚烧装置包括通过管道连接的焚烧炉和余热锅炉，该净化工艺包括：步骤S1，在焚烧炉的焚烧段上方喷洒石灰石粉末，脱除垃圾焚烧烟气中的酸性污染物；步骤S2，脱硝还原剂溶液经压缩空气雾化喷入焚烧炉的炉膛内，高温气氛下产生NH3并与垃圾焚烧烟气中的NOx进行SNCR反应，从而脱除NOx；步骤S3，在余热锅炉内设置中温除尘器，使经过SNCR反应的烟气经过中温除尘器，除去大颗粒粉尘和部分重金属污染物；步骤S4，使经过中温除尘器的烟气进入干法脱酸装置，干法脱酸装置中与烟气流动方向同向喷洒消石灰干粉；步骤S5，将活性炭通过压缩空气喷至经过干法脱酸装置的烟气中；步骤S6，将步骤S5得到的烟气与脱硝还原剂一同进入尘硝噁一体化袋式除尘器的滤袋内，经过滤袋内的SCR脱硝催化剂床层后，由滤袋的排风口排出；步骤S7，经滤袋排风口排出的气体送入湿法洗涤塔脱酸，得到净化气排出。
本发明采用炉内干法+SNCR+中温预除尘+干法脱酸+活性炭喷射+尘硝噁一体化布袋除尘器+湿法洗涤的工艺，不设置独立的SCR脱硝装置单元与额外的蒸汽换热单元，极大缩减土地占用面积，减少设备投入和运营费用，解决了现有的垃圾焚烧烟气净化工艺流程长、占地广、危险废物飞灰产量大、装置成本高、工艺运行费用高等问题。采用尘硝噁一体化布袋除尘器替代传统布袋和SCR装置，省去了蒸汽加热升温SGH装置，可有效缩短工艺流程、减小占地面积并降低成本投入，此外，尘硝噁一体化布袋内置SCR催化剂，能够同时催化去除NOx和二噁英，故可适当减少活性炭的喷射量，从而减少飞灰量；采用炉内干法去除烟气中大量酸性气体，并抑制二噁英、HCL等污染物的生成，从源头削减污染物，降低干法单元中脱酸剂和管道喷射活性炭的用量，进而减少飞灰产量；采用中温预除尘分离固体颗粒和部分重金属，也可减少后端活性炭的喷射量，从而减少飞灰量。本工艺在实现三级脱酸、三级除尘、二级脱硝的净化效果的同时，可显著降低飞灰产量、缩短工艺流程、减少脱酸剂和活性炭的用量、降低整套装置的运行成本。
上述步骤S1通过在焚烧炉的焚烧段上方喷洒石灰石粉末，依靠炉内的热量使石灰石粉高温分解生成具有活性的CaO，这些粒子与烟气中的SO2以及HCl等酸性气体反应生成CaSO3和CaSO4以及CaCl2等，反应产物部分落入炉渣，部分随烟气进入除尘器被捕集下来，转化为无害的固体粉末；通过上述炉内干粉喷射脱酸工艺，脱酸效率约为50%，有效降低进入干法脱酸装置的烟气中酸性污染物浓度，从而减少后续流程消石灰干粉的使用量以及酸性污染物反应产物量，可避免酸性气体对余热锅炉的腐蚀，延长余热锅炉的使用寿命。为了增大石灰石粉与烟气的接触面积，提高石灰石粉的利用率，同时提高酸性污染物的脱除效率，在本申请的一些实施例中，石灰石粉末的细度为300~500目，优选的，石灰石粉末与酸性污染物的钙硫比为1.1-1.5，可以更好的兼顾酸性气体的脱除效率和石灰石粉末的消耗量。在本申请的一些实施例中，焚烧段上方的温度区间为800~1000℃，在该区域喷洒上述石灰石粉末，烟气中酸性污染物的脱除率较高。
上述步骤S2在焚烧炉的炉膛内喷入脱硝还原剂，脱除烟气中的氮氧化合物，具体实施方式可以参考现有技术，本申请没有特别的要求，在本申请的一些实施例中，脱硝还原剂溶液为浓度为5wt%～10 wt %的尿素溶液。在本申请的一些实施例中，为了提高烟气的处理效率，通过上述SNCR反应的装置将烟气中的NOx浓度降低并确保烟气中NOx在的余热锅炉出口的浓度控制在200mg/Nm3以下。
上述步骤S3，通过设置于余热锅炉内的中温除尘器过滤除去大颗粒粉尘以及部分重金属污染物。在本申请的一些实施例中，中温除尘器的工作温度为300~400℃，在300~400℃的中高温条件下直接进行气固分离，能够有效降低后端飞灰量，以及减少后续工艺中活性炭的喷射量，以更低的成本实现气体净化。在本申请的一些实施例中，通过上述的中温除尘器，粉尘的脱除效率≥90%。在本申请的一些实施例中，上述中温除尘器包括高温陶瓷过滤器、金属丝网过滤器和静电除尘器中的任意一种或者多种，在中温段的除尘效果较好，且使用寿命较长。
上述步骤S4通过干法脱酸装置进一步脱除烟气中的酸性污染物，在本申请的一些实施例中，干法脱酸装置为塔式结构，采用塔式干法替代传统管道干法，增大消石灰粉和酸性气体的接触时间和接触面积，可实现酸性气体的高效脱除，进一步降低进入尾部的飞灰量，同时省去旋转喷雾器，可降低电耗50%左右。在本申请的一些实施例中，干法脱酸装置内烟气的温度为180~220℃。为了进一步提高上述塔式干法脱酸装置对烟气中酸性污染物的脱除率，优选烟气在干法脱酸装置内停留10-30s。
在本申请的一些实施例中，干法脱酸装置中使用的消石灰干粉为超细氢氧化钙，颗粒粒度大于300目，消石灰干粉的比表面积大于35m2/g，消石灰干粉中氢氧化钙的纯度大于等于95%；相较于采用普通消石灰干粉，采用上述超细氢氧化钙作为脱酸剂，烟气中的酸性气体进一步减少，反应效率显著提高，可有效降低进入尾部的飞灰量。优选的，消石灰干粉与烟气中酸性污染物的钙硫比为1.3~1.8。
上述步骤S5采用活性炭喷射除去烟气中的重金属和二噁英等污染物，在本申请的一些实施例中，活性炭的喷嘴位于干法脱酸装置和尘硝噁一体化袋式除尘器之间的烟道上，由于前端设置了中温除尘工艺，本申请该步骤的活性炭用量较少。在本申请的一些实施例中，通过烟道的烟气温度为190℃～195℃，优选的，活性炭与烟气的接触时间为0.5~3秒，喷入反应塔出口管道的活性炭与烟气均匀混合，且有足够长的接触时间，能够达到较高的净化效率。为了进一步提高对烟气中的重金属和二噁英等污染物的去除效率，优选的，活性炭的纯度为90%或以上，比表面积大于900m2/g。
上述步骤S6通过尘硝噁一体化袋式除尘器替代传统布袋和SCR装置，可实现粉尘、氮氧化物、二噁英的同时脱除，省去了蒸汽加热升温SGH装置，可有效缩短工艺流程、减小占地面积并降低成本投入，此外，尘硝噁一体化袋式除尘器内置SCR催化剂，能够同时催化去除NOx和二噁英，故可适当减少活性炭的喷射量，从而减少飞灰量。在本申请的一些实施例中，脱硝还原剂在活性炭喷嘴与尘硝噁一体化袋式除尘器之间的管道上通过喷氨格栅喷入管道并与烟气充分混合后进入袋式除尘器系统，或者利用SNCR喷嘴喷入过量的还原剂，作为优选，尘硝噁一体化袋式除尘器进气口前设置脱硝还原剂喷射口，还原剂与烟气充分混合后进入一体化滤袋进行尘硝噁的脱除反应。混有脱硝还原剂的烟气进入滤袋内部的SCR催化床层后，氮氧化合物和二噁英在催化剂的作用下进行反应，在一些实施例中，压缩空气通过脉冲阀经喷吹嘴喷射入滤袋内，使过滤烟气后附着在滤袋外表面上的粉尘脱离滤袋落入灰斗。
在本申请的一些实施例中，上述尘硝噁一体化袋式除尘器的滤袋的材质为PTFE，并在PTFE滤袋上涂覆SCR脱硝催化剂防酸滤料，具有内在稳定性和聚合链结物的不活泼性，因而对高温和化学作用的联合影响具有极强的适应能力，优选的，SCR脱硝催化剂的负载量不低于180g/m2。在本申请的一些实施例中，通过尘硝噁一体化袋式除尘器的烟气温度为180~200℃，氮氧化合物和二噁英的脱除效率更高。优选的，烟气经过SCR脱硝催化剂床层的速度小于0.65m/min，使烟气与催化剂充分接触，进一步提高氮氧化合物和二噁英的脱除效率。在本申请的一些实施例中，上述尘硝噁一体化袋式除尘器的出口烟气温度为180℃左右。
在本申请的一些典型的实施例中，上述SCR脱硝催化剂由催化剂涂覆浆液涂覆至滤袋上经干燥制得，称为PTFE覆膜防酸滤料，优选的，催化剂涂覆浆液由以下制备方法制备得到，制备方法包括：将SCR脱硝催化剂与浸渍液混合后，依次进行搅拌、超声，得到催化剂涂覆浆液。其中，SCR脱硝催化剂选自（1~5）wt%V2O5-（6~10）wt%MoO3/TiO2、（1~5）wt%V2O5-（6~10）wt%MoO3-（1~10）wt%CeO2/TiO2、（1~5）wt%V2O5-（6~10）wt%WO3/TiO2中的任意一种或多种，催化剂中各组分的质量百分含量均是相对于催化剂中TiO2的质量为100%计，比如，在本申请的一些实施例中，采用的SCR脱硝催化剂为3wt%V2O5-10wt%MoO3-（1~10）wt%CeO2/TiO2，该SCR脱硝催化剂的组成为V2O5 :MoO3: CeO2: TiO2的重量比为3:10:1~10:100，示例性地，SCR脱硝催化剂还可以采用3wt%V2O5-10wt%MoO3/TiO2、3wt%V2O5-10wt%WO3/TiO2、3wt%V2O5-10wt%MoO3-1wt%CeO2/TiO2、3wt%V2O5-10wt%MoO3-3wt%CeO2/TiO2、3wt%V2O5-10wt%MoO3-5wt%CeO2/TiO2、3wt%V2O5-10wt%MoO3-7wt%CeO2/TiO2、3wt%V2O5-10wt%MoO3-9wt%CeO2/TiO2中的任意一种或多种。优选的，SCR脱硝催化剂的粒径D90为15~58µm，SCR脱硝催化剂的粒度太大易于沉降，不利于其分散和附着，SCR脱硝催化剂的粒度太小，又容易导致SCR脱硝催化剂粉体之间的团聚，也不利于其粒度的稳定和控制，优选上述粒度和种类的SCR脱硝催化剂有助于提高催化滤料的催化效果。
上述浸渍液包括0.3~12wt%的PTFE颗粒、0.1~5wt%的发泡剂和83~99.6wt%的水，通过将PTFE粘结剂与上述SCR脱硝催化剂混合形成催化剂涂覆浆液，将涂覆浆液涂覆后形成负载催化剂的催化滤料，实现催化剂与PTFE滤袋的有效复合。其中，PTFE颗粒的粒径D90为150~170nm，优选的，发泡剂为烷基糖苷，烷基的碳原子数为8~16，其中烷基碳原子数为10的烷基糖苷效果最佳。优选的，SCR脱硝催化剂与浸渍液的质量比为1：15~25；优选的，搅拌的的转速为400~800r/min，时间为5~10分钟。在本申请的一些实施例中，为了使浸渍液各组分更好的混合，搅拌之后再进行超声处理，优选的，超声的频率为15000~20000Hz，时间为10~20分钟。在本申请的一些实施例中，上述浸渍液中还包括表面活性剂、稳定剂和分散剂中的任意一种或者多种，以便于形成均匀的浸渍液和便于涂覆，进一步提高催化滤料的催化效果，表面活性剂、稳定剂和分散剂的具体种类和用量可以根据现有技术来确定，比如表面活性剂的含量为0.03~0.15wt%，稳定剂的含量为0.03~0.1wt%，分散剂的含量为0.1~0.2wt%。
上述步骤S7采用湿法洗涤塔对经过上述处理的烟气进行脱酸，具体的实施方法可以参考现有技术，示例性地，湿法脱酸的具体工艺步骤为：烧碱贮存于烧碱储罐中，经稀释后泵入烧碱稀释槽；碱液喷嘴位于洗涤塔上方，喷嘴向下喷入碱液；烟气从洗涤塔下部进入塔内并向上运行，碱液中的NaOH与酸性气体反应。作为优选，湿法洗涤塔采用浓度为20%左右（比如15%~25%）的烧碱溶液，与烟气反应后的洗液pH为7左右；所述湿法洗涤塔由下部的冷却部和上部的吸收减湿部两段组成，烟气从洗涤塔下部入口进入塔内并在塔内向上运行；所述湿法洗涤塔喷嘴可对整个塔内均匀喷雾，从而保证较高的吸收效率。
在本申请的一些典型的实施例中，步骤S7还包括将净化气与滤袋排风口排出的气体通过换热装置进行热量交换后排出至大气，示例性地，尘硝噁一体化袋式除尘器的烟气出口与气相换热器（GGH）相连接；该气相换热器（GGH）的第一烟气出口与湿法洗涤塔相连接，该湿法洗涤脱酸减湿塔的烟气出口与上述气相换热器（GGH）相连接；尘硝噁一体化袋式除尘器的出口烟气经气相换热器（GGH）换热后进入湿法洗涤塔，脱酸后的烟气再经气相换热器（GGH）加热后进行排放。在本申请的一些实施例中，湿法洗涤塔出口烟气（65℃左右）经过气相换热器（GGH）加热到≥135℃，随后进入烟囱外排。通过上述方法对烟气进行充分换热，保证热量的循环利用，使得整个系统无需设置蒸汽热源，省去蒸汽加热升温SGH装置，节约能耗。
在本申请的一些典型的实施例中，垃圾焚烧烟气的净化工艺包括如下工艺步骤：
（1）在锅炉的炉排的焚烧段上方（800℃-1000℃）设置喷钙喷嘴，将细度为300目左右，有效成分含量＞90%的石灰石粉喷入高温锅炉烟气中进行脱酸反应，降低酸性气体浓度，减少后端飞灰产生量及石灰浆的喷射量；
（2）在第一烟道（950℃-1050℃）上设置SNCR系统的尿素溶液喷嘴，将5%左右的尿素溶液喷入高温的锅炉烟气中进行脱氮氧化物反应，降低氮氧化物浓度。
（3）余热锅炉内设置一套中温预除尘装置（300℃～400℃），清除大颗粒部分粉尘以及部分重金属污染物，降低后端飞灰产生量及活性炭的喷射量，粉尘脱除效率>90%。
（4）余热锅炉出口烟气（190℃～220℃）进入塔式干法脱酸反应塔，采用超细消石灰粉（Ca(OH)2）作为脱酸原料，消石灰干粉采用广角向上与烟气流动同向的喷洒形式，在塔内与烟气充分接触，烟气能够在塔内停留10-30s，使反应时间充分，反应效率提高。出口烟气温度为190℃～200℃左右，产生的飞灰在脱酸塔底部收集，然后通过星型阀、输灰机将飞灰排出；未反应完的超细消石灰粉（Ca(OH)2）及烟尘随烟气进入尘硝噁一体化袋式除尘器在催化剂作用下进一步降低烟气中的酸性污染物。
（5）活性炭喷射为连续作业，独立供料，由螺旋称重给料机控制活性炭添加量，经喷射器直接将活性炭喷入干法脱酸反应塔的出口管道，通过的烟气温度为190℃～195℃左右。活性炭品质要求为纯度大于90%，比表面积大于900m2/g。
（6）脱硝还原剂喷射采用连续喷射模型，由尿素溶液计量泵控制脱硝还原剂添加量，经喷射器直接将脱硝还原剂喷入干法脱酸反应塔的出口管道，与烟气充分混合，通过的烟气温度为190℃～195℃左右。
（7）采用尘硝噁一体化袋式除尘器收集烟气中的烟尘，并同时催化脱除氮氧化物和二噁英，通过尘硝噁一体化袋式除尘器的烟气温度为190℃左右，滤袋材质为100％PTFE+PTFE覆膜防酸滤料，具有内在稳定性和聚合链结物的不活泼性，因而对高温和化学作用的联合影响具有极强的适应能力，SCR低温脱硝催化剂的负载量>180g/m2，使用寿命可达3年以上，龙骨采用镀有机硅的20#钢制作，袋式除尘器过滤风速小于0.65m/min。
（8）尘硝噁一体化袋式除尘器出口端180℃左右的烟气进入低温烟气/烟气换热器GGH，经GGH与从湿式洗涤塔出来的低温烟气进行换热，烟气温度降至约115℃，从湿式洗涤塔下部入口进入并在塔内向上运行，依次经过下部的冷却部和上部的吸收减湿部。冷却液循环泵将塔底冷却液送至冷却部上方的喷嘴，向下喷入与逆流的烟气充分接触，将烟气温度从115℃逐渐降低至其饱和温度约65℃左右。烟气经冷却后进入洗涤塔上部的吸收减湿部，从减湿液水箱来的减湿水由减湿水循环泵经热交换器降温后，输送至吸收减湿部上方喷嘴向下喷入，均匀地经过填料床与烟气充分接触，然后再回到减湿水槽形成循环，通过加入烧碱溶液可将减湿水pH值维持在6左右。净化后的烟气经塔顶除雾器进入GGH与袋除尘器出口的热烟气进行热交换并将烟气加热到约140℃，通过引风机送入烟囱外排。
根据本申请的另一种典型的实施方式，提供了一种垃圾焚烧烟气的净化装置，该净化装置包括：炉内干法脱酸单元，配置为在焚烧炉的焚烧段上方喷洒石灰石粉末；炉内SNCR脱硝单元，配置为将脱硝还原剂溶液经压缩空气雾化喷入焚烧炉的炉膛内；中温预除尘单元，配置为在余热锅炉内经过滤除去大颗粒粉尘和部分重金属污染物；塔式干法脱酸单元，配置为与烟气流动方向同向喷洒消石灰干粉；活性炭喷射单元，配置为通过压缩空气向经过塔式干法脱酸单元的烟气中喷洒活性炭；尘硝噁一体化袋式除尘器，设置有SCR脱硝催化剂床层，配置为向经过活性炭喷射单元的烟气中喷射脱硝还原剂，经过SCR脱硝催化剂床层，由排风口排出；和湿法洗涤脱酸塔单元，配置为将排风口排出的气体进行湿法洗涤。
本发明的垃圾焚烧烟气的净化装置采用炉内干法+SNCR+中温预除尘+干法脱酸+活性炭喷射+尘硝噁一体化布袋除尘器+湿法洗涤的工艺，不设置独立的SCR脱硝装置单元与额外的蒸汽换热单元，极大缩减土地占用面积，减少设备投入和运营费用，解决了现有的垃圾焚烧烟气净化工艺流程长、占地广、危险废物飞灰产量大、装置成本高、工艺运行费用高等问题。采用尘硝噁一体化布袋除尘器替代传统布袋和SCR装置，省去了蒸汽加热升温SGH装置，可有效缩短工艺流程、减小占地面积并降低成本投入，此外，尘硝噁一体化布袋内置SCR催化剂，能够同时催化去除NOx和二噁英，故可适当减少活性炭的喷射量，从而减少飞灰量；采用炉内干法去除烟气中大量酸性气体，并抑制二噁英、HCL等污染物的生成，从源头削减污染物，降低干法单元中脱酸剂和管道喷射活性炭的用量，进而减少飞灰产量；采用中温预除尘单元分离固体颗粒和部分重金属，也可减少后端活性炭的喷射量，从而减少飞灰量。
在本申请的一些实施例中，炉内干法脱酸单元包括石灰石粉储料仓、石灰石粉计量料仓、螺旋输送机、原料气力输送系统、喷射泵，石灰石粉储料仓内的石灰石粉可经石灰石粉计量料仓计量后经螺旋输送机输送至原料气力输送系统加压后由喷射泵喷入焚烧炉焚烧段上方；优选的，炉内SNCR脱硝单元包括储罐、输送系统、喷射泵和喷氨口，经设置储罐内的脱硝还原剂溶液经输送系统和喷射泵雾化后经喷氨口送入炉膛；优选的，中温预除尘单元包括箱体、滤网、飞灰输送系统，烟气进入箱体经滤网过滤，滤网上的粉尘经飞灰输送系统运离；优选的，塔式干法脱酸单元包括消石灰储仓、给料机调控系统、脱酸塔筒体、气力运输系统、喷射系统，塔式干法脱酸单元位于余热锅炉省煤器的后端，消石灰储仓的消石灰干粉在给料机调控系统的调控下经气力运输系统在喷射系统作用下采用广角向上喷洒，与脱酸塔筒体内的烟气顺流；优选的，活性炭喷射单元包括活性炭储仓、给料机调控系统、气力输送系统、喷料泵，经设置将活性炭喷射至塔式干法脱酸单元和尘硝噁一体化袋式除尘器之间的管道内；优选的，尘硝噁一体化袋式除尘器包括脱硝还原剂喷射系统、除尘器箱体、尘硝噁一体化滤袋、喷吹清灰装置、卸灰传送系统，脱硝还原剂喷射系统喷出脱硝还原剂与烟气混合后，进入除尘器箱体内的尘硝噁一体化滤袋内，烟气经过尘硝噁一体化滤袋内的SCR脱硝催化剂床层，并经尘硝噁一体化滤袋过滤后，进入除尘器箱体，从其排风口排出，喷吹清灰装置向尘硝噁一体化滤袋内喷入压缩空气，通过卸灰传送系统将吹落的粉尘排出；优选的，湿法洗涤脱酸塔单元包括湿式洗涤塔、液相循环系统、换热系统、碱液制备储存系统、废液排放系统，经设置将尘硝噁一体化袋式除尘器排出的气体经碱液中和洗涤后排出净化气。
在本申请的一些典型的实施例中，垃圾焚烧烟气的净化装置中石灰石粉储料仓位于石灰石粉计量料仓上方，储料仓下端出料口与计量料仓上端进料口连接在一起；石灰石粉计量料仓位于变频双螺杆出料装置上方，计量料仓的下端出料口与变频双螺杆出料装置相连接；变频双螺杆出料装置位于喷射泵的上方，变频双螺杆出料装置的下端出料口与喷射泵的上端进料口相连接；喷射泵的下端出口与炉内干粉喷嘴相连接；脱硝还原剂溶液为尿素颗粒和水配制成的35%～40%的尿素溶液经软化水稀释至5%～10%后，通过储罐和气力输送系统，经第一烟气道断面上喷氨口喷入炉内；尿素溶液储罐位于输送泵系统的上端，尿素溶液储罐下端出料口与输送泵连接在一起，输送泵与焚烧炉的喷氨口相连接；中温预除尘设备位于余热锅炉的中温通道，温度区间为300-400℃，中温预除尘设备可采用高温陶瓷过滤器、金属丝网过滤器、静电除尘器等；飞灰输送系统位于中温预除尘设备箱体下方，中温预除尘设备的下端出料口与飞灰输送系统相连接；塔式干法脱酸反应塔系统位于余热锅炉省煤器的后端，塔式干法脱酸反应塔的消石灰喷射口与消石灰储槽的下端出料口相连接，消石灰的喷射口与塔式干法脱酸塔的进料口烟气顺流；干法脱酸塔的烟气出口与尘硝噁一体化袋式除尘器通过管道相连，活性炭喷射口位于干法脱酸塔的烟气出口后方的管道上，脱硝还原剂的喷射口位于塔式干法脱酸塔烟气出口与尘硝噁一体化袋式除尘器相连的管道上；尘硝噁一体化袋式除尘器的烟气进口位于侧方，烟气进入除尘器箱体后通过尘硝噁一体化滤袋从上端烟气出口流出，尘硝噁一体化袋式除尘器的烟气出口与气相换热器（GGH）相连接；气相换热器（GGH）的第一烟气出口与湿法洗涤脱酸减湿塔相连接；湿法洗涤脱酸减湿塔的烟气出口与气相换热器（GGH）相连接进行换热和加热；气相换热器（GGH）的第二烟气出口与烟气排放烟囱相连。
下面将结合实施例和对比例进一步说明本申请可以实现的有益效果。
本申请的实施例和对比例处理的烟气均来自某单条线日处理规模750t/d的大型生活垃圾焚烧厂。
实施例1
本实施例的净化装置参见图1所示，石灰石粉储料仓1位于石灰石粉计量料仓2上方，石灰石粉储料仓1下端出料口与石灰石粉计量料仓2上端进料口连接在一起；石灰石粉计量料仓2位于变频双螺杆出料装置3上方，石灰石粉计量料仓2的下端出料口与变频双螺杆出料装置3相连接；变频双螺杆出料装置3位于喷射泵4的上方，变频双螺杆出料装置3的下端出料口与喷射泵4的上端进料口相连接；喷射泵4出口与炉内干粉喷嘴5相连接；尿素溶液为尿素颗粒和水配制成的35%～40%的尿素溶液，通过尿素溶液储罐7和第一输送泵8，经软化水稀释至5%～10%后通过第一烟气道断面上喷氨口9喷入焚烧炉6内；尿素溶液储罐7位于第一输送泵8的上端，尿素溶液储罐7下端出料口与第一输送泵8连接在一起，第一输送泵8与焚烧炉6内的喷氨口9相连接；中温预除尘设备22位于余热锅炉的中温通道，温度区间为300-400℃；飞灰输送系统23位于中温预除尘箱体10下方，中温预除尘箱体10的下端出料口与飞灰输送系统23相连接；超细消石灰喷嘴11位于干法脱酸塔21筒体的两侧，采用广角向上与烟气流动同向的喷洒形式，在塔内与烟气充分接触；干法脱酸塔21的烟气出口与尘硝噁一体化袋式除尘器15通过管道相连，活性炭喷射口13位于干法脱酸塔21烟气出口的管道上，脱硝还原剂喷射口14位于活性炭喷射口13后方的管道上，脱硝还原剂喷射口14喷射的尿素溶液由尿素溶液储罐7经第二输送泵12送出；尘硝噁一体化袋式除尘器15的进口烟气通过尘硝噁一体化滤袋24后从尘硝噁一体化袋式除尘器15的上端出口排出，尘硝噁一体化滤袋24上设有清灰装置（图中未示出），清灰装置与卸灰传送系统相连，将，尘硝噁一体化袋式除尘器15的出口与气相换热器17（GGH）相连接；气相换热器17（GGH）的第一烟气出口与湿法洗涤脱酸减湿塔18相连接；湿法洗涤脱酸减湿塔18上端为吸收减湿部19，吸收减湿部19上端的烟气出口与气相换热器17（GGH）相连接进行换热；气相换热器17（GGH）的第二烟气出口与烟气排放烟囱20相连。
本实施例的尘硝噁一体化袋式除尘器采用PTFE覆膜催化防酸滤料，制备方法如下：
根据3wt%V2O5-10wt%MoO3/TiO2催化剂组成中各组分的质量分数计算出活性组分前驱体偏钒酸铵、助剂前驱体钼酸铵和纳米级锐钛矿TiO2的添加量，在草酸溶液中溶解并搅拌30分钟，使之完全溶解，将配置好的溶液在100℃烘箱中干燥12小时，并在350℃的马弗炉中焙烧5小时，冷却后即可得脱硝除噁催化剂，将催化剂研磨成粉末，过筛得250目的3wt%V2O5-10wt%MoO3/TiO2催化剂粉体。
将1.81wt%的PTFE颗粒（采用60wt%PTFE乳液，型号为P816262，购自上海麦克林生化科技有限公司，PTFE颗粒的平均粒径为160nm）、0.22wt%的癸基葡萄糖苷（APG0810）、0.05wt%的聚氧乙烯烷基酚醚表面活性剂（上海麦克林生化科技有限公司）、0.1wt%的全氟辛酸钠分散剂（上海麦克林生化科技有限公司）、0.05wt%的固体石蜡稳定剂（上海麦克林生化科技有限公司）和97.77wt%的水混合，得到浸渍液；将上述催化剂粉体（3wt%V2O5-10wt%MoO3/TiO2）与浸渍液按质量比1:20混合，在室温以500r/min的转速搅拌20分钟，得到涂覆浆液。
将直径为10cm的PTFE滤料（型号为纯PTFE针刺毡，纤维细度为8dtex）浸入涂覆浆液中，在室温以600r/min的转速搅拌10分钟，以28000Hz的频率超声20分钟，经压力1MPa，温度100℃，时间15s热压后放入80℃烘箱干燥；干燥后的催化滤料在260℃马弗炉中焙烧2小时得到PTFE催化滤料。经PTFE覆膜后得到PTFE覆膜催化防酸滤料。
本实施例烟气净化的工艺如下：
(1)炉内干法喷钙：在焚烧炉6炉排的焚烧段上方（800℃-1000℃）设置炉内干粉喷嘴5，将细度为300目左右，有效成分含量95%的石灰石粉喷入高温锅炉烟气中，石灰石碳酸钙高温分解生成CaO与烟气中的酸性污染物反应，脱酸效率50%。烟气中SOx浓度降低46%，HCl浓度也跟着降低50%左右，二噁英类物质浓度降低50%，根据烟气中酸性气体的浓度设置钙硫比为1.5，则碳酸钙消耗量为225kg/h。
(2)炉内SNCR脱硝：在第一烟道（950℃-1050℃）上设置SNCR系统的尿素溶液喷嘴，即喷氨口9，将5%左右的尿素溶液喷入高温的锅炉烟气中进行脱氮氧化物反应，尿素溶液的喷射量为34kg/h，余热锅炉进口的NOx浓度在200mg/Nm3以下。
(3)中温除尘：余热锅炉内设置一套中温预除尘设备22（300℃～400℃），清除大颗粒部分粉尘以及部分重金属污染物，降低后端飞灰产生量，活性炭的喷射量及减少除尘器中滤袋用量，粉尘脱除效率为90%。
(4)塔式干法脱酸：余热锅炉出口烟气（190℃～220℃）进入干法脱酸塔21，采用纯度为95%，比表面积为35m2/g的超细消石灰粉（Ca(OH)2）作为脱酸剂，通过气力输送装置将超细消石灰粉送至超细消石灰喷嘴11，采用广角向上与烟气流动同向的喷洒形式，使超细消石灰粉在塔内与烟气充分接触，根据烟气中酸性气体的浓度设置钙硫比为1.5进行脱酸处理，消耗消石灰粉量约为160kg/h。该过程中产生的飞灰在塔底部收集，然后通过星型阀、输灰机将飞灰排出，大部分飞灰进入尘硝噁一体化袋式除尘器，出口烟气温度为190℃～200℃左右。
(5)活性炭喷射：活性炭喷射为连续作业，独立供料，由螺旋称重给料机控制活性炭添加量，经喷射器在活性炭喷射口13直接将活性炭喷入干法脱酸塔21的出口管道，通过的烟气温度为190℃～195℃左右。活性炭纯度为90%，比表面积大于900m2/g，喷入反应塔出口管道的活性炭与烟气均匀混合，接触时间为2s左右，具有较高的净化效率，该处理系统消耗活性炭量为8kg/h。
(6)脱硝还原剂喷射采用连续喷射模型，由尿素溶液计量泵控制脱硝还原剂添加量，经喷射器直接将脱硝还原剂喷入干法脱酸反应塔的出口管道，与烟气充分混合，通过的烟气温度为190℃～195℃左右，尿素溶液的喷射量为31kg/h。
(7)尘硝噁一体化袋式除尘系统：采用低压脉冲装置喷吹并收集尘硝噁一体化滤袋24上附着的烟尘，通过负载SCR脱硝催化剂催化脱除氮氧化物和二噁英；进入尘硝噁一体化袋式除尘器15的烟气温度为190℃左右，滤袋材质为负载有催化剂的100％PTFE+PTFE覆膜催化防酸滤料，其中PTFE是由膨体聚四氟乙烯喷丝编织形成的滤布，SCR低温脱硝催化剂（3wt%V2O5-10wt%MoO3/TiO2）的负载量为200g/m2，使用寿命可达3年以上，龙骨采用镀有机硅的20#钢制作，尘硝噁一体化滤袋24的过滤面积约为6500m2，滤风速为0.5m/min，出口烟尘浓度为10mg/Nm3，实现粉尘脱除率95%、氮氧化物脱除率60%、二噁英脱除率60%。
(8)湿法洗涤系统：从尘硝噁一体化袋式除尘器16出来的180℃左右的烟气进入低温烟气/烟气气相换热器17（GGH），经气相换热器17与从湿法洗涤脱酸减湿塔18出来的低温烟气进行换热，烟气温度降至约115℃，从湿法洗涤脱酸减湿塔18下部入口进入并在塔内向上运行，依次经过下部的冷却部和上部的吸收减湿部19。冷却液循环泵将塔底冷却液送至冷却部上方的喷嘴，向下喷入与逆流的烟气充分接触，将烟气温度从115℃逐渐降低至其饱和温度约65℃左右。烟气经冷却后进入洗涤塔上部的吸收减湿部19，从减湿液水箱来的减湿水由减湿水循环泵经热交换器降温后，输送至吸收减湿部19上方喷嘴向下喷入，均匀地经过填料床与烟气充分接触，然后再回到减湿水槽形成循环，通过加入烧碱溶液可将减湿水pH值维持在6左右，处理系统消耗氢氧化钠（浓度为30%）的量为30kg/h。净化后的烟气经塔顶除雾器进入气相换热器17与尘硝噁一体化袋式除尘器16出口的热烟气进行热交换并将烟气加热到约140℃，通过引风机送入烟囱20外排。
采用本工艺整个系统飞灰产生量为12t/d，碳酸钙消耗量为225kg/h，尿素溶液的消耗量为65kg/h，消石灰消耗量为160kg/h，活性炭消耗量为8kg/h，液碱(30%NaOH)消耗量为30kg/h，无蒸汽消耗量。
经上述处理后烟气主要成分如下表1。
表1
实施例2
与实施例1的不同之处在于，(7)尘硝噁一体化袋式除尘系统中，滤袋材质为100％PTFE+PTFE覆膜防酸滤料（蓝天环保，型号为纯PTFE针刺毡，纤维细度为8dtex），是由膨体聚四氟乙烯喷丝编织形成PTFE滤布再覆膜形成。
过滤风速0.5m/min，出口烟尘浓度为10mg/Nm3，实现粉尘脱除率95%、氮氧化物脱除率0%、二噁英脱除率30%。
后续的处理工艺和指标参数与实施例1相同，经处理后烟气主要成分如下表2。
表2
实施例3
与实施例1的不同之处在于，催化剂的组成为3wt%V2O5-10wt%WO3/TiO2，制备方法与实施例1的催化剂相同，将相同重量的该催化剂替换实施例1中的3wt%V2O5-10wt%MoO3/TiO2催化剂，其他步骤均与实施例相同。
(7)尘硝噁一体化袋式除尘系统中，过滤风速0.5m/min，出口烟尘浓度为10mg/Nm3，实现粉尘脱除率95%、氮氧化物脱除率50%、二噁英脱除率45%。经后续全部步骤处理后最终烟气的主要成分如下表3。
表3
对比例1
传统烟气净化超低排放工艺如下：（SNCR+旋转喷雾半干法+干法+活性炭喷射器+布袋除尘+GGH1+湿式除尘洗涤塔+GGH2+SCR）
(1)在的锅炉第一烟道上950℃-1050℃设置SNCR系统的尿素溶液喷嘴，将5%左右的尿素溶液喷入高温的锅炉烟气中进行脱氮氧化物反应，将烟气中的NOx浓度降低并确保余热锅炉出口的浓度控制在200mg/Nm3以下，尿素溶液的喷射量34kg/h。
(2)余热锅炉出口烟气（170℃～220℃）进入半干法脱酸减温塔，采用消石灰粉（Ca(OH)2）作为制备石灰浆的原料，将加入的消石灰粉和水制成浓度为10～15%石灰浆液后由石灰浆泵送往旋转喷雾干燥脱酸反应塔，根据烟气中酸性气体的浓度设置钙硫比为1.8，消耗消石灰粉量约为375kg/h（纯度为90%），进行脱酸降温处理。烟气温度降到150℃左右，冷却过程中产生的飞灰将在减温塔底部收集，然后通过星型阀、输灰机将飞灰排出；大部分飞灰进入袋式除尘器。
(3)消石灰喷射作为辅助措施，在半干法脱酸效果未达到预期效果或者在线更换时启动，以保证烟气中污染物的达标排放。
(4)活性炭添加为连续作业，独立供料，由螺旋称重给料机控制活性炭添加量，经喷射器直接将活性炭喷入反应塔出口管道。活性炭纯度为90%，比表面积大于900m2/g，该处理系统消耗活性炭量为15.3kg/h。
(5)采用低压喷吹脉冲袋式除尘器收集烟气中的烟尘，滤袋材质为100％PTFE+PTFE覆膜防酸滤料（蓝天环保，型号为纯PTFE针刺毡，纤维细度为8dtex），是由膨体聚四氟乙烯喷丝编织形成PTFE滤布再覆膜形成，龙骨采用镀有机硅的20#钢制作。袋式除尘器过滤面积～8143m2，过滤风速不大于0.65m/min，出口烟尘浓度≤10mg/Nm3。
(6)从袋式除尘器出来150℃左右的原烟气进入低温烟气/烟气换热器GGH1，经GGH1与从湿式洗涤塔出来的低温净烟气进行换热后，原烟气温度降至约95℃从洗涤塔下部入口进入塔内并在塔内向上运行；湿式洗涤塔由下部的冷却部和上部的吸收减湿部两段组成。冷却液循环泵将塔底冷却液送至冷却部上方的喷嘴，向下喷入与逆流的烟气充分接触，将烟气温度从95℃逐渐降低至其饱和温度约65℃左右。烟气经冷却部的冷却和吸收后进入洗涤塔上部的吸收减湿部。从减湿液水箱来的减湿水由减湿水循环泵经热交换器降温后，输送至吸收减湿部上方喷嘴向下喷入，均匀地经过填料床与烟气充分接触，然后再回到减湿水槽形成循环。通过加入烧碱溶液可将减湿水pH值维持在6左右。处理系统消耗氢氧化钠（30%）的量为30kg/h。净化后的烟气经塔顶除雾器进入GGH1将烟气加热到≥115℃，进入后续GGH2、SGH及SCR脱硝系统。
(7)湿法洗涤塔后设置烟气低温SCR脱硝系统，由于湿式洗涤塔系统的GGH1出口烟气温度仍较低，约115℃，低温催化剂的设计运行温度一般在170-190℃，因此SCR系统采用两个串接的换热器GGH2和SGH，湿式洗涤塔系统GGH1出口烟气通过GGH2与SCR反应器出的热烟气进行热交换，烟气升温。第二阶段，烟气通过SGH利用饱和蒸汽进一步加热到约180℃后进入SCR反应器进行脱硝反应。加热后烟气进入SCR反应器内，与喷入的稀氨水混合，在催化剂的作用下将NOx还原为N2和H2O。脱硝反应完后约180℃的烟气进入GGH2与GGH1来的低湿烟气进入换热后烟气温度降至约145℃通过引风机送入烟囱。该过程蒸汽消耗量为6.3t/h，SCR消耗尿素溶液量为31kg/h。
采用该工艺整个系统飞灰产生量为23.5t/d，尿素溶液消耗量为65kg/h，消石灰消耗量为375kg/h，活性炭消耗量为15.3kg/h，液碱(30%NaOH)消耗量为30kg/h，蒸汽消耗量6.3t/h。
经上述处理后烟气主要成分如下表4。
表4
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本发明采用炉内干法+SNCR+中温预除尘+干法脱酸+活性炭喷射+尘硝噁一体化布袋除尘器+湿法洗涤的工艺，不设置独立的SCR脱硝装置单元与额外的蒸汽换热单元，极大缩减土地占用面积，减少设备投入和运营费用，解决了现有的垃圾焚烧烟气净化工艺流程长、占地广、危险废物飞灰产量大、装置成本高、工艺运行费用高等问题。采用尘硝噁一体化布袋除尘器替代传统布袋和SCR装置，省去了蒸汽加热升温SGH装置，可有效缩短工艺流程、减小占地面积并降低成本投入，此外，尘硝噁一体化布袋内置SCR催化剂，能够同时催化去除NOx和二噁英，故可适当减少活性炭的喷射量，从而减少飞灰量；采用炉内干法去除烟气中大量酸性气体，并抑制二噁英、HCL等污染物的生成，从源头削减污染物，降低干法单元中脱酸剂和管道喷射活性炭的用量，进而减少飞灰产量；采用中温预除尘分离固体颗粒和部分重金属，也可减少后端活性炭的喷射量，从而减少飞灰量。本工艺在实现三级脱酸、三级除尘、二级脱硝的净化效果的同时，可显著降低飞灰产量、缩短工艺流程、减少脱酸剂和活性炭的用量、降低整套装置的运行成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (15)
1.一种垃圾焚烧烟气的净化工艺，所述垃圾焚烧烟气来自于垃圾焚烧装置，所述垃圾焚烧装置包括通过管道连接的焚烧炉和余热锅炉，其特征在于，所述净化工艺包括：
步骤S1，在所述焚烧炉的焚烧段上方喷洒石灰石粉末，脱除所述垃圾焚烧烟气中的酸性污染物；
步骤S2，脱硝还原剂溶液经压缩空气雾化喷入所述焚烧炉的炉膛内，高温气氛下产生NH3并与所述垃圾焚烧烟气中的NOx进行SNCR反应，从而脱除所述NOx；
步骤S3，在所述余热锅炉内设置中温除尘器，使经过所述SNCR反应的烟气经过所述中温除尘器，除去大颗粒粉尘和部分重金属污染物；
步骤S4，使经过所述中温除尘器的烟气进入干法脱酸装置，所述干法脱酸装置中与烟气流动方向同向喷洒消石灰干粉；
步骤S5，将活性炭通过压缩空气喷至经过所述干法脱酸装置的烟气中；
步骤S6，将所述步骤S5得到的烟气与脱硝还原剂一同进入尘硝噁一体化袋式除尘器的滤袋内，经过所述滤袋内的SCR脱硝催化剂床层后，由所述滤袋的排风口排出；
步骤S7，经所述滤袋排风口排出的气体送入湿法洗涤塔脱酸，得到净化气排出。
2.根据权利要求1所述的净化工艺，其特征在于，所述步骤S1中，所述石灰石粉末与所述酸性污染物的钙硫比为1.1-1.5。
3.根据权利要求1所述的净化工艺，其特征在于，所述焚烧段上方的温度区间为800~1000℃。
4.根据权利要求1所述的净化工艺，其特征在于，所述步骤S2中的所述脱硝还原剂溶液为浓度为5wt%～10wt%的尿素溶液。
5.根据权利要求1所述的净化工艺，其特征在于，所述中温除尘器的工作温度为300~400℃。
6.根据权利要求5所述的净化工艺，其特征在于，所述中温除尘器包括高温陶瓷过滤器、金属丝网过滤器和静电除尘器中的任意一种或者多种。
7.根据权利要求1所述的净化工艺，其特征在于，所述步骤S4中所述干法脱酸装置为塔式结构，所述干法脱酸装置内烟气的温度为180~220℃。
8.根据权利要求1所述的净化工艺，其特征在于，所述步骤S5中，所述活性炭的喷嘴位于所述干法脱酸装置和所述尘硝噁一体化袋式除尘器之间的烟道上，通过所述烟道的烟气温度为190℃～195℃。
9.根据权利要求1所述的净化工艺，其特征在于，所述步骤S6中，通过所述尘硝噁一体化袋式除尘器的烟气温度为180~200℃，烟气经过所述SCR脱硝催化剂床层的速度小于0.65m/min。
10.根据权利要求1所述的净化工艺，其特征在于，所述SCR脱硝催化剂选自（1~5）wt%V2O5-（6~10）wt%MoO3/TiO2、（1~5）wt%V2O5-（6~10）wt%MoO3-（1~10）wt%CeO2/TiO2、（1~5）wt%V2O5-（6~10）wt%WO3/TiO2中的任意一种或多种。
11.根据权利要求1所述的净化工艺，其特征在于，所述尘硝噁一体化袋式除尘器的所述滤袋的材质为PTFE，将所述SCR脱硝催化剂制备成催化剂涂覆浆液涂覆至所述滤袋上。
12.根据权利要求11所述的净化工艺，其特征在于，所述催化剂涂覆浆液由以下制备方法制备得到，所述制备方法包括：将SCR脱硝催化剂与浸渍液混合后，依次进行搅拌、超声，得到所述催化剂涂覆浆液；所述浸渍液包括0.3~12wt%的PTFE颗粒、0.1~5wt%的发泡剂和83~99.6wt%的水。
13.根据权利要求1所述的净化工艺，其特征在于，所述步骤S7还包括将所述净化气与所述滤袋排风口排出的气体通过换热装置进行热量交换后排出至大气。
14.一种垃圾焚烧烟气的净化装置，所述垃圾焚烧烟气来自于垃圾焚烧装置，所述垃圾焚烧装置包括通过管道连接的焚烧炉和余热锅炉，其特征在于，包括：
炉内干法脱酸单元，配置为在焚烧炉的焚烧段上方喷洒石灰石粉末；
炉内SNCR脱硝单元，配置为将脱硝还原剂溶液经压缩空气雾化喷入所述焚烧炉的炉膛内；
中温预除尘单元，配置为在余热锅炉内经过滤除去大颗粒粉尘和部分重金属污染物；
塔式干法脱酸单元，配置为与烟气流动方向同向喷洒消石灰干粉；
活性炭喷射单元，配置为通过压缩空气向经过所述塔式干法脱酸单元的烟气中喷洒活性炭；
尘硝噁一体化袋式除尘器，设置有SCR脱硝催化剂床层，配置为向经过所述活性炭喷射单元的烟气中喷射脱硝还原剂，经过所述SCR脱硝催化剂床层，由排风口排出；和
湿法洗涤脱酸塔单元，配置为将所述排风口排出的气体进行湿法洗涤。
15.根据权利要求14所述的净化装置，其特征在于，所述尘硝噁一体化袋式除尘器包括脱硝还原剂喷射系统、除尘器箱体、尘硝噁一体化滤袋、喷吹清灰装置、卸灰传送系统，脱硝还原剂喷射系统喷出脱硝还原剂与烟气混合后，进入所述除尘器箱体内的尘硝噁一体化滤袋内，烟气经过所述尘硝噁一体化滤袋内的SCR脱硝催化剂床层，并经所述尘硝噁一体化滤袋过滤后，进入所述除尘器箱体，从其排风口排出，所述喷吹清灰装置向所述尘硝噁一体化滤袋内喷入压缩空气，通过所述卸灰传送系统将吹落的粉尘排出。
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