CN116078133A - 一种浆渣焚烧烟气处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种浆渣焚烧烟气处理方法，包括前脱硝机构、后脱硝机构、脱酸机构、除尘机构，前脱硝机构通过在锅炉的燃烧室内喷洒脱硝剂进行脱硝净化，通过将燃烧温度控制在850～950℃，并将燃烧温度控制在850～950℃，从燃烧室排出的烟气再依次进行静电除尘，通过脱酸机构进行脱酸净化，通过除尘机构进行活性炭除尘，通过后脱硝机构进行再脱硝处理后排放至大气中。与现有技术相比，本发明通过多种净化工艺的综合处理，以及多级布袋除尘器的相互配合综合使用，能够显著的净化浆渣焚烧烟气中的污染物，避免浆渣废弃物对环境造成二次污染。

Description

一种浆渣焚烧烟气处理方法

技术领域

本发明涉及除尘设备技术领域，尤其涉及一种浆渣焚烧烟气处理方法。

背景技术

目前造纸企业的原料大量采用废纸做为原料循环使用，其生产过程中会产生大量的浆渣，一般采取填埋方式进行处理,每年需填埋土地数千亩,既浪费土地资源,还会产生二次污染，由于浆渣具有较高的热值，对其变废为宝进行燃烧发电可节约大量煤碳资源，实现节能减碳的目标，具有较高的经济效益。

中国专利文献公开了申请号为2019200641530的多功能垃圾焚烧尾气净化机组，由进出口压差系统、检修电动葫芦、喷吹装置、净气室、中箱体、除尘器进口阀门、活性炭喷入口、消石灰喷入口、进口测温元件、除尘器进口管道、布袋及框架、圈梁支座、灰斗、空气炮、卸灰阀、刮板输灰机、热循环风机、加热器、循环加热出口管道阀门、灰斗伴热系统、循环加热出口管道、循环加热进口管道、循环加热进口管道阀门、除尘器出口管道、出口测温元件、除尘器出口阀门、除尘风机、烟囱组成。

由于造纸企业大量采用废纸做为原料进行生产，其废纸原料来源复杂，含有较多杂质，上述多功能垃圾焚烧尾气净化机组对于浆渣焚烧烟气的处理，没有针对性的设计，为了能够实现浆渣浆渣焚烧节约能源的同时又能减少环境污染，本领域技术人员希望提出一种针对浆渣焚烧烟气过程中产生的各种污染物均能取得较好净化效果的烟气处理方法。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的主要目的在于提供一种浆渣焚烧烟气处理方法。

本发明提出一种浆渣焚烧烟气处理方法，包括前脱硝机构、后脱硝机构、脱酸机构、除尘机构，前脱硝机构通过在锅炉的燃烧室内喷洒脱硝剂进行脱硝净化，通过燃烧控制法将燃烧温度控制在850～950℃，从燃烧室排出的烟气再依次进行静电除尘，通过脱酸机构进行脱酸净化，通过除尘机构进行活性炭除尘，通过后脱硝机构进行再脱硝处理后排放至大气中；

保证炉膛内焚烧温度不低于850℃，能够将二噁英在炉内分解。

进一步的，所述前脱硝机构包括设置在锅炉燃烧室内的雾化喷头,设置在锅炉排烟口处的传感器，通过输送系统与雾化喷头连接的脱硝剂池，传感器和输送系统与控制单元通过电路连接；

脱硝净化是指前脱硝机构先获取燃烧烟气的污染物数据；根据获取到的数据信息与设定数据进行数据比较；控制单元根据数据比较结果，调整雾化喷头喷施脱硝剂的数量，使氮氧化合物分解成氮气和氧气，完成脱硝净化作业。

进一步的，所述脱硝剂为尿素。

进一步的，所述静电除尘是指锅炉的排烟口通过排烟管道与静电除尘器连接，经由静电除尘器对烟气进行除尘作业。

进一步的，所述脱酸机构包括喷雾脱酸塔，喷雾脱酸塔内的顶部或底部设置有雾化旋转喷头，雾化旋转喷头的进料管通过输送系统连接有脱酸剂池，静电除尘器的排气管与雾化旋转喷头的进料管连接，喷雾脱酸塔的侧壁上设有排烟管与第一布袋除尘器的进气口连接，底部设有排渣口；

脱酸净化是指输送系统向雾化旋转喷头输送脱酸剂时，经过静电除尘器除尘并且温度降低40~50℃的烟气，通过进料管进入雾化旋转喷头内并与脱酸剂在雾化旋转喷头内充分混合，喷洒至喷雾脱酸塔内，气体的停留时间不少于20秒，脱酸剂和酸性烟气充分中和进行脱酸反应，随后进入第一布袋除尘器过滤净化；

利用雾化旋转喷头将氢氧化钙浆液从塔底向上或从塔顶向下喷入喷雾干燥塔中，将锅炉出口烟气的温度降低40~50℃，烟气与喷入的氢氧化钙浆液充分接触，并产生酸碱中和反应，由于液滴的直径可低至30μm左右，雾化效果佳，气、液接触面大，不仅可以有效降低气体的温度，中和酸性气体，并且氢氧化钙浆液中的水分可在喷雾干燥塔内完全蒸发，不产生废水；

单独使用氢氧化钙浆液时对酸性气体去除效率约在90%左右，但利用氢氧化钙浆液吸附在布袋除尘器滤布表面进行的二次反应，可提高整个脱酸机构对酸性气体的去除效率如氯化氢去除效率：98%，二氧化硫去除效率：90%以上；

由于结合了脱酸干式法与脱酸湿式法的优点，构造简单，投资低，压差小，能源消耗少，液体使用量比脱酸湿式法低；脱酸效率比脱酸干式法高，也免除了湿式法产生经过多废水的问题；操作温度高于气体饱和温度，尾气不产生雾状水蒸汽团。

所述脱酸剂为氢氧化钙浆液。

进一步的，所述除尘机构包括第二布袋除尘器，设置在第二布袋除尘器进气口处的活性炭粉喷射装置；

活性炭除尘是指经过脱酸处理的烟气，在第二布袋除尘器进气口处与活性炭粉喷射装置喷洒出的活性炭粉进行混合，随后在第二布袋除尘器内完成除尘净化并排出；

通过向第二布袋除尘器进气口处喷洒活性炭粉，并与经过第一布袋除尘器净化的烟气进行混合，能够明显降低吸附在飞灰颗粒上的二噁英量，同时通过活性炭的强吸附能力，提高对超细粉尘的拦截效率，控制1μm以上粉尘的排放量，去除效率达到99%以上。

进一步的，所述后脱硝机构包括烟气分路器、催化反应器、氨气注入系统、氨水罐、引风机；烟气分路器将烟气分为多路分别与一个催化反应器连接，氨气注入系统分别与氨水罐、烟气分路器连接，催化反应器的出气口通过引风机与烟囱连接；

再脱硝处理后是指将烟气温度控制在250～350℃区域内，氨气注入系统将氨水罐内储存的氨水气化形成体积浓度不小于百分之五的氨气并输送至烟气分路器内与烟气进行充分混合，然后进入催化反应器完成催化反应，使氮氧化合物分解成氮气和氧气。

更进一步的，所述氨气注入系统包括氨水泵和蒸发器，氨水泵通过管道连接氨水罐和蒸发器，蒸发器的出气端设置在烟气分路器内，蒸发器将氨水蒸发形成浓度百分之5以上的氨气。

优选的，蒸发器的出气端设有爆气格栅，更利于氨气与烟气进行充分混合。

进一步的，所述输送系统包括输送管路和设置在输送管路上的输送泵。

与现有技术相比，本发明通过多种净化工艺的综合处理，以及多级布袋除尘器的相互配合综合使用，能够显著的净化浆渣焚烧烟气中的污染物，避免浆渣废弃物对环境造成二次污染。

附图说明

图1为本发明的处理流程结构示意图。

图例说明：1、静电除尘器；21、前脱硝机构；211、雾化喷头；212、传感器；213、脱硝剂池；214、控制单元；22、后脱硝机构；221、烟气分路器；222、催化反应器；223、氨气注入系统；2231、氨水泵；2232、蒸发器；224、氨水罐；3、脱酸机构；31、喷雾脱酸塔；32、第一布袋除尘器；33、雾化旋转喷头；34、脱酸剂池；4、除尘机构；41、第二布袋除尘器；42、活性炭粉喷射装置；5、输送系统；6、烟囱。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

下面将参照附图和具体实施例对本发明作进一步的说明

实施例1

如图1所示，一种浆渣焚烧烟气处理方法，包括前脱硝机构21、后脱硝机构22、脱酸机构3、除尘机构4，前脱硝机构21通过在锅炉的燃烧室内喷洒脱硝剂进行脱硝净化，通过燃烧控制法将燃烧温度控制在850～950℃，从燃烧室排出的烟气再依次进行静电除尘，通过脱酸机构3进行脱酸净化，通过除尘机构4进行活性炭除尘，通过后脱硝机构22进行再脱硝处理后排放至大气中。

保证燃烧室内焚烧温度不低于850℃，烟气停留时间不少于2秒，能够将二噁英在炉内分解。

燃烧产生的氮氧化合物可分成两大类：一为燃烧空气中所含有氮和氧，在高温状态下反应而产生的热力型氮氧化合物，通常需至1200℃以上高温始发生；另一为燃料中所含的各种氮化合物在燃烧时被氧化而产生的燃料型氮氧化合物，通过将燃烧温度控制在850～950℃能够极大减少热力型氮氧化合物的产生。

燃烧控制法主要为调整焚烧炉内固废燃烧工况，以降低氮氧化合物产生，狭义也有指缺氧燃烧法也称低氧运转法、两段燃烧法或抑制燃烧法，但广义之燃烧控制法则包括喷水降温法及烟气再循环法，以燃烧控制来降低氮氧化合物产生，主要是在炉内发生自身去除氮氧化物作用，亦即燃烧固废生成之氮氧化合物，在炉内可被还原为氮气，在此反应中的还原物质，是由垃圾干燥区产生的氨气、一氧化碳及氰化氢等热解气体，要使这种反应能有效进行，除必须促进热解气体发生外，亦必须维持热解气体与氮氧化合物接触，并使炉内处于缺氧状况，以避免热解气体发生急剧燃烧。

前脱硝机构21包括设置在锅炉燃烧室内的雾化喷头211,设置在锅炉排烟口处的传感器212，通过输送系统5与雾化喷头211连接的脱硝剂池213，传感器212和输送系统5与控制单元214通过电路连接；

控制单元214通过传感器212检测排烟口处的烟气数据，并根据数据调整雾化喷头211喷雾功率的变化。

脱硝剂为尿素，通过在锅炉内喷洒尿素，能够将将氮氧化合物分解成氮气与氧气，为控制氨逃逸，避免过量喷氨生成的氯化铵导致从烟囱6排出烟气时变成白烟，而且还会产生铵盐沉积在锅炉省煤器上，氮氧化合物去除率一般会控制在50%左右。

使用尿素进行脱硝净化的主要化学反应为： (NH2)2CO→2NH2 + CO NH2 + NO→N2 + H2O CO + NO→N2 + CO2

静电除尘是指锅炉的排烟口通过排烟管道与静电除尘器1连接，经由静电除尘器1对烟气进行除尘作业；焚烧烟气中粉尘的主要成分为惰性无机物质，如灰分、无机盐类、可凝结的气体污染物质及有害的重金属氧化物，其含量在450～20000mg/m3之间。

脱酸机构3包括喷雾脱酸塔31、第一布袋除尘器32，设置在喷雾脱酸塔31内顶部的雾化旋转喷头33，与雾化旋转喷头33通过输送系统5连接的脱酸剂池34，静电除尘器1的进气口与锅炉的排烟口连接，出气口通过管道与雾化旋转喷头33的进料端连接，喷雾脱酸塔31的侧壁上设有排烟管与第一布袋除尘器32的进气口连接，喷雾脱酸塔31的底部设有排渣口，第一布袋除尘器32的排烟管与除尘机构4的进气口连接，除尘机构4的排烟管与后脱硝机构22连接，后脱硝机构22的排烟管连接烟囱6；脱酸剂为氢氧化钙浆液，通过将氢氧化钙浆液和酸性烟气进行充分混合进行中和反应。

通过将静电除尘器1的出气口通过管道与雾化旋转喷头33的进料端连接，当输送系统5向雾化旋转喷头33输送氢氧化钙浆液时，经过静电除尘器1初步除尘的烟气与氢氧化钙浆液在雾化旋转喷头33内充分混合，并喷洒至喷雾脱酸塔31内，充分进行脱酸反应；

焚烧烟气中的酸性气体包括氯化氢、卤化氢、硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物以及五氧化磷和磷酸等主要成分；

利用雾化旋转喷头33将氢氧化钙浆液从塔顶部向下或从塔底部向上喷入喷雾脱酸塔31中，将烟气的温度降低40至50℃，尾气与喷入的氢氧化钙浆液在成喷雾脱酸塔31中产生回旋涡流充分接触，并产生酸碱中和反应，由于液滴的直径可低至30μm左右，雾化效果比较理想，气、液接触面大，不仅可以有效降低气体的温度，中和酸性气体，并且氢氧化钙浆液中的水分可在喷雾脱酸塔31中内完全蒸发，不产生废水。

浆渣焚烧烟气中粉尘的主要成份为惰性无机物质，如灰分、无机盐类、可凝结的气体污染物质及有害的重金属氧化物，其含量在450～20000mg/m3之间。

除尘机构4包括与第一布袋除尘器32连接的第二布袋除尘器41，向第二布袋除尘器41进气口处喷洒活性炭粉的活性炭粉喷射装置42；

通过向第二布袋除尘器41进气口处喷洒活性炭粉，并与经过第一布袋除尘器32净化的烟气进行混合，能够明显降低吸附在飞灰颗粒上的二噁英量，同时通过活性炭的强吸附能力，提高对超细粉尘的拦截效率。

烟气中重金属主要以气态或吸附态形式存在，气化温度较高的重金属及其化合物在烟气处理系统降温过程中凝结成粒状物质，然后被除尘设备收集去除；气化温度较低的重金属元素无法充分凝结，但飞灰表面的催化作用可能使其转化成气化温度较高、较易凝结的金属氧化物或氯化物，从而被除尘设备收集去除；仍以气态存在的重金属物质，将被吸附于飞灰上或被喷入的活性炭粉末吸附而被除尘设备一并收集去除，活性炭粉末不仅可以吸附烟气中呈气态的重金属元素及其化合物，而且可以吸附一部分布袋除尘器无法捕集的超细粉尘以及吸附在这些粉尘上的重金属而被除尘设备一并收集去除。

后脱硝机构22包括烟气分路器221、催化反应器222、氨气注入系统223、氨水罐224、引风机；烟气分路器221将第二布袋除尘器41排出的烟气分为多路分别与一个催化反应器222连接，氨气注入系统223分别与氨水罐224、烟气分路器221连接，并将氨水气化后注入烟气分路器221，使氨气和经过第二布袋除尘器41净化的烟气进行混合，催化反应器222的出气口通过引风机与烟囱6连接，混合后的烟气经过催化反应器222进行催化反应后，经由烟囱6排出。

氨气注入系统223包括氨水泵2231和蒸发器2232，氨水泵2231通过管道连接氨水罐224和蒸发器2232，蒸发器2232的出气端设置在烟气分路器221内。

蒸发器2232的出气端设有爆气格栅，更利于氨气与烟气进行充分混合。

输送系统5包括输送管路和设置在输送管路上的输送泵。

大气污染物排放按《生活垃圾焚烧污染控制标准》规定的限值要求执行，采用本方法，在额定工况下全年运行8000小时，处理后烟囱的氮氧化物排放浓度≤250mg/Nm3；采用旋转喷雾脱酸工艺结合活性碳吸附进行烟气脱酸，活性炭粉的吸附效率不低于90%，脱硫效率可达90%，二氧化硫排放浓度≤80mg/Nm3，氯化氢排放浓度≤50mg/Nm3；除尘方式采用布袋除尘器，除尘效率高于99.99%，烟尘排放浓度≤20mg/Nm3；二噁英通过喷入活性炭，配合布袋除器去除，去除效率达 90%以上，排放浓度可以控制在 0.1ngTEQ/Nm3 以下。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种浆渣焚烧烟气处理方法，其特征在于：包括前脱硝机构、后脱硝机构、脱酸机构、除尘机构，前脱硝机构通过在锅炉的燃烧室内喷洒脱硝剂进行脱硝净化，通过将燃烧温度控制在850～950℃，从燃烧室排出的烟气再依次进行静电除尘，通过脱酸机构进行脱酸净化，通过除尘机构进行活性炭除尘，通过后脱硝机构进行再脱硝处理后排放至大气中。

2.根据权利要求1所述的浆渣焚烧烟气处理方法，其特征在于：所述前脱硝机构包括设置在锅炉燃烧室内的雾化喷头,设置在锅炉排烟口处的传感器，通过输送系统与雾化喷头连接的脱硝剂池，传感器和输送系统与控制单元通过电路连接；

脱硝净化是指前脱硝机构先获取燃烧烟气的污染物数据；根据获取到的数据信息与设定数据进行数据比较；控制单元根据数据比较结果，调整雾化喷头喷施脱硝剂的数量，完成脱硝净化作业。

3.根据权利要求2所述的浆渣焚烧烟气处理方法，其特征在于：所述脱硝剂为尿素。

4.根据权利要求1所述的浆渣焚烧烟气处理方法，其特征在于：所述静电除尘是指锅炉的排烟口通过排烟管道与静电除尘器连接，经由静电除尘器对烟气进行除尘作业。

5.根据权利要求1所述的浆渣焚烧烟气处理方法，其特征在于：所述脱酸机构包括喷雾脱酸塔，喷雾脱酸塔内的顶部或底部设置有雾化旋转喷头，雾化旋转喷头的进料管通过输送系统连接有脱酸剂池，静电除尘器的排气管与雾化旋转喷头的进料管连接，喷雾脱酸塔的侧壁上设有排烟管与第一布袋除尘器的进气口连接，底部设有排渣口；

脱酸净化是指输送系统向雾化旋转喷头输送脱酸剂时，经过静电除尘器除尘并且温度降低40~50℃的烟气，通过进料管进入雾化旋转喷头内并与脱酸剂在雾化旋转喷头内充分混合，喷洒至喷雾脱酸塔内，气体的停留时间不少于20秒，脱酸剂和酸性烟气充分进行脱酸反应，随后进入第一布袋除尘器过滤净化并排出。

6.根据权利要求5所述的浆渣焚烧烟气处理方法，其特征在于：所述脱酸剂为氢氧化钙浆液。

7.根据权利要求1所述的浆渣焚烧烟气处理方法，其特征在于：所述除尘机构包括第二布袋除尘器，设置在第二布袋除尘器进气口处的活性炭粉喷射装置；

活性炭除尘是指经过脱酸处理的烟气，温度控制在低于180℃，在第二布袋除尘器进气口处与活性炭粉喷射装置喷洒出的活性炭粉进行混合，随后在第二布袋除尘器内完成除尘净化。

8.根据权利要求1所述的浆渣焚烧烟气处理方法，其特征在于：所述后脱硝机构包括烟气分路器、催化反应器、氨气注入系统、氨水罐、引风机；烟气分路器将烟气分为多路分别与一个催化反应器连接，氨气注入系统分别与氨水罐、烟气分路器连接，催化反应器的出气口通过引风机与烟囱连接；

再脱硝处理后是指氨气注入系统将氨水罐内储存的氨水气化并输送至烟气分路器内与烟气进行充分混合，然后进入催化反应器完成催化反应。

9.根据权利要求8所述的浆渣焚烧烟气处理方法，其特征在于：所述氨气注入系统包括氨水泵和蒸发器，氨水泵通过管道连接氨水罐和蒸发器，蒸发器的出气端设置在烟气分路器内。

10.根据权利要求9所述的浆渣焚烧烟气处理方法，其特征在于：所述蒸发器的出气端设有爆气格栅。

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