CN116139685A - 一般工业固废焚烧烟气污染物的处理设备及处理方法 - Google Patents

一般工业固废焚烧烟气污染物的处理设备及处理方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一般工业固废焚烧烟气污染物的处理设备及处理方法。本方案中，首先，本申请设置为炉膛内喷钙的喷钙装置，并结合惯性分离器、第一旋转分离的方式，实现颗粒物的高效脱除以及HCl的绝大部分脱除，有效缓解了一般固废焚烧后烟气灰多、生成NH4Cl结晶对受热面的堵塞。再者，设置小苏打喷射装置和在空预器连通第二旋风分离器，使脱硫效率稳定提升至95％以上，解决了常规SDA脱硫技术脱硫效率低，不适用于一般工业固废烟气高硫含量的情形。其次，设置活性炭喷射装置和布袋除尘器，极大减少了活性炭使用量，并实现了布袋同时除尘脱硝，由此与低温SCR结合，保证了烟气净化效果。

Description

一般工业固废焚烧烟气污染物的处理设备及处理方法
技术领域
本申请涉及固废处理的技术领域，尤其涉及一般工业固废焚烧烟气污染物的处理设备及处理方法。
背景技术
根据新颁布的《一般固体废物分类与代码》，废旧纺织品、废皮革制品、废塑料制品等一般工业固废年产近1亿吨，具备热值高、易燃烧的特性。通过焚烧发电等方式进行处置将是这些固废减量化、资源化、无害化最有效的方案之一。但由于一般可燃工业固废热值和挥发份高、水分和灰分少，造成其燃烧特性明显区别于生活垃圾和生物质。
相关技术中，循环流化床技术应用时，烟气污染物处理存在一些问题亟待解决。1)复杂污染物协同处理问题：一般可燃工业固废种类繁多，如皮革类氮元素丰富物质，塑料或橡胶硫和氯元素含量较高，固废焚烧后的烟气污染物种类多，产生SO2、NOx和NH3、HCl等污染物，浓度均在100mg/Nm3以上，这些污染物需要高效协同处理。结渣堵塞问题：一般工业固废灰分熔点低、质量轻，容易在受热面沉积结焦，另一方面烟气中的NH3和HCl容易在140℃以下生成NH4Cl结晶沉积在受热面，两种因素作用下，锅炉末端温度较低的省煤器、空预器堵塞严重，极大影响运行稳定性。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一般工业固废焚烧烟气污染物的处理设备及处理方法，能够有效避免锅炉末端堵塞的问题，提高烟气污染物的去除效果。
本申请提供一种一般工业固废焚烧烟气污染物的处理设备，适于对锅炉焚烧一般工业固废所产生的烟气污染物进行处理，所述锅炉包括炉膛、省煤器和空预器；所述处理设备包括
喷钙装置，用以向炉膛内喷钙；
惯性分离器，入口连通所述炉膛出口，所述惯性分离器的入口处设有斜导流板；
第一旋风分离器，连通所述惯性分离器的出口。
可选地，还包括连通省煤器出口的小苏打喷射装置和连通空预器出口的第二旋风分离器，所述第二旋风分离器连通小苏打喷射装置。
可选地，还包括连通所述第二旋风分离器出口的活性炭喷射装置和连通所述活性炭喷射装置的布袋除尘器。
可选地，还包括连通所述布袋除尘器的低温SCR装置。
第二方面，本申请提供一种一般工业固废焚烧烟气污染物的处理方法，采用如上述处理设备对锅炉焚烧一般工业固废所产生的烟气污染物进行处理。
可选地，所述处理的过程，包括以下步骤：
S1、通过喷钙装置向炉膛内喷钙，再使由经过喷钙后由炉膛所流出烟气依次流入惯性分离器和第一旋风分离器；
S2、通过小苏打喷射装置向由省煤器流出并经过S1处理的烟气喷射小苏打，再使由经过喷射小苏打后由空预器流出的主烟气流入第二旋风分离器；
S3、通过活性炭喷射装置向将经过S2的烟气喷射活性炭，再使经过喷射活性炭的烟气流入布袋除尘器；
S4、将经过S3处理的烟气流入低温SCR装置。
可选地，由省煤器流出的旁路烟气量为由主烟气量的1/10～1/20。
可选地，所述活性炭由改性活性炭和普遍活性炭按照1:4～5的比例混合而成。
可选地于，所述改性活性炭为将双金属氧化物团簇分散在活性炭的孔道内所形成。
可选地，所述双金属氧化物团簇为铜、铁、钴、锰、铈的氧化物中的至少二种。
与相关技术相比，本申请具有以下有益效果：
(1)本申请设置为炉膛内喷钙的喷钙装置，并结合惯性分离器、第一旋转分离的方式，实现颗粒物的高效脱除以及HCl的绝大部分脱除，有效缓解了一般固废焚烧后烟气灰多、生成NH4Cl结晶对受热面的堵塞。
(2)设置小苏打喷射装置和在空预器连通第二旋风分离器，使脱硫效率稳定提升至95％以上，解决了常规SDA脱硫技术脱硫效率低，不适用于一般工业固废烟气高硫含量的情形。
(3)设置活性炭喷射装置和布袋除尘器，极大减少了活性炭使用量，并实现了布袋同时除尘脱硝，由此与低温SCR结合，保证了烟气净化效果。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本申请实施例提供的结构示意图。
其中，图中元件标识如下：
1-喷钙装置；2-惯性分离器；3-斜导流板；4-第一旋风分离器；5-省煤器；6-空预器；7-分流阀；8-小苏打喷射装置；9-活性炭喷射装置；10-第二旋风分离器；11-布袋除尘器；12-低温SCR装置。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，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所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
实施例1
本申请实施例一般工业固废焚烧烟气污染物的处理设备，适于对锅炉焚烧一般工业固废所产生的烟气污染物进行处理。
这里，一般工业固废焚烧后炉膛出口烟气污染物为SO2、NOx、NH3、HCl和颗粒物，其中NOx和NH3的浓度可达200mg/Nm3以上，SO2的浓度大于100mg/Nm3，HCl的浓度大于200mg/Nm3，颗粒物的浓度高达10g/Nm3。
已为所属领域技术人员所知晓的是，锅炉包括炉膛、省煤器和空预器等。
上述处理设备包括：
喷钙装置，用以向炉膛内喷钙；
惯性分离器，入口连通上述炉膛出口，上述惯性分离器的入口处设有斜导流板；
第一旋风分离器，连通上述惯性分离器的出口。
在一些实施例中，还包括连通省煤器出口的小苏打喷射装置和连通空预器出口的第二旋风分离器，上述第二旋风分离器连通小苏打喷射装置。
实施例2
本申请实施例的处理设备，包括喷钙装置1，惯性分离器2、斜导流板3、第一旋风分离器4、省煤器5、空预器6、分流阀7、小苏打喷射装置8、活性炭喷射装置9、第二旋风分离器10、布袋除尘器11、低温SCR装置12。
炉膛出口设置由惯性分离、旋风分离串联两级串联的结构。其中惯性分离入口有斜导流板，大颗粒被阻挡并因重力下沉分离。
旁路设置用以SDA脱硫的第一旋风分离分离器4。其中，旁路开在省煤器5出口处，旁路上设有分流阀7以控制省煤器5的出口向小苏打喷射装置8的进气，省煤器5的出口的高温旁路烟气(300℃以上)连通有小苏打喷射装置8，通过先小苏打喷射装置8活化小苏打，然后将携带小苏打的旁路烟气与正常主烟气(140℃)混合，在第一旋风分离器4内充分混合进行污染物脱除，并将较大的小苏打颗粒初步脱除下来。由此，脱SO2和HCl的效果将获得提高。
针对活性炭喷射装置9和布袋除尘器11。所述活性炭是普通活性炭和改性活性炭的混合物，在主烟道内和烟气混合吸附脱除HCl，在布袋内粘附于布袋壁上持续催化脱除NH4和NOx。同时，布袋除尘器11起到了深化除尘的作用，保证颗粒物达标排放。
基于本例的处理设备的工作原理是：
选择炉膛喷钙除去部分SO2和HCl，减轻末端处理SO2压力以及HCl引起的结晶堵塞；炉膛出口设计带斜导流板3的惯性分离器2结合第一旋风分离器4的形式进行床料循环，充分分离颗粒物；开发旁路SDA脱硫结合第二旋风分离器10进行脱和SO2；根据NH4和NOx共同存在的情形，开发活性炭喷射装置9以及布袋除尘器11的吸附催化工艺进行进一步的脱SO2、脱HCl、脱氮氧化物、除尘。最后，低温SCR装置12保证了氮氧化物的深度脱除。这样，烟气污染物在烟囱排放可满足超低排放要求(SO2≦35mg/Nm3、NOx≦50mg/Nm3、颗粒物≦10mg/Nm3)。
实施例3
本申请实施例的处理方法，具体步骤如下：
S1：一般工业固废在炉膛内焚烧产生800℃以上高温烟气，通过喷钙装置1向炉内喷钙生成CaO与烟气中的SO2和HCl反应，生产硫酸钙和氯化钙。烟气进入惯性分离器2内，大颗粒被斜导流板3阻拦并因为重力作用沉降，返回炉膛循环。烟气继续流动，进入第一旋风分离器4，通过旋转离心作用，将较小颗粒分离。初步脱酸(SO2和HCl)以及除去大颗粒物的烟气进入后续步骤。
S2：省煤气出口设置旁路，旁路抽取部分烟气然后与小苏打喷射装置8喷出的小苏打混合。由于省煤器5出口温度高于300℃，小苏打发生分解反应释放CO2，使得原本密实的颗粒成为疏松多孔结构，具备较大比表面积。之后，空预器6出口排放的主烟气(140℃左右)与携带小苏打的旁路烟气混合进入第二旋风分离器10。由于第二旋风分离器10强烈的湍流加快传质，主烟气中的SO2和HCl被小苏打快速吸附并发生反应，生成氯化钠和硫酸钠颗粒。颗粒被旋风分离，完全脱酸的净化烟气从顶部出来。
S3：净化烟气与活性炭喷射装置9中喷出的活性炭混合，利用活性炭良好的吸附能力深入脱除SO2和HCl，利用改性活性炭的催化作用，使NH4和NOx发生氧化还原反应生成N2和H2O，即脱硝反应。携带活性炭的烟气进入布袋除尘器11。活性炭及烟气中的颗粒物被布袋阻拦并在表面沉积，形成富活性炭料层，将能提供持续性的脱硝作用。最后，过滤后的烟气进入低温SCR装置12，进行更深入的脱硝反应。完全被净化的烟气从烟囱中排出。
其中，S2中的旁路烟气量是主烟气量的1/10～1/20。
其中，S3中的活性炭由改性活性炭和普遍活性炭按照1:4～5的比例混合而成。改性活性炭具备特殊结构：双金属氧化物团簇高度分散在活性炭的孔道内。布袋除尘灰将重新进入炉膛燃烧。
此处，双金属氧化物团簇为铜、铁、钴、锰、铈的氧化物中的两种，优选为铁和铈的氧化物。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种一般工业固废焚烧烟气污染物的处理设备，其特征在于，适于对锅炉焚烧一般工业固废所产生的烟气污染物进行处理，所述锅炉包括炉膛、省煤器和空预器；所述处理设备包括
喷钙装置，用以向炉膛内喷钙；
惯性分离器，入口连通所述炉膛出口，所述惯性分离器的入口处设有斜导流板；
第一旋风分离器，连通所述惯性分离器的出口。
2.根据权利要求1所述处理设备，其特征在于，还包括连通省煤器出口的小苏打喷射装置和连通空预器出口的第二旋风分离器，所述第二旋风分离器连通小苏打喷射装置。
3.根据权利要求2所述处理设备，其特征在于，还包括连通所述第二旋风分离器出口的活性炭喷射装置和连通所述活性炭喷射装置的布袋除尘器。
4.根据权利要求3所述处理设备，其特征在于，还包括连通所述布袋除尘器的低温SCR装置。
5.一种一般工业固废焚烧烟气污染物的处理方法，其特征在于，采用如权利要求1所述处理设备对锅炉焚烧一般工业固废所产生的烟气污染物进行处理。
6.根据权利要求5所述处理方法，其特征在于，所述处理的过程，包括以下步骤：
S1、通过喷钙装置向炉膛内喷钙，再使由经过喷钙后由炉膛所流出烟气依次流入惯性分离器和第一旋风分离器；
S2、通过小苏打喷射装置向由省煤器流出并经过S1处理的烟气喷射小苏打，再使由经过喷射小苏打后由空预器流出的主烟气流入第二旋风分离器；
S3、通过活性炭喷射装置向将经过S2的烟气喷射活性炭，再使经过喷射活性炭的烟气流入布袋除尘器；
S4、将经过S3处理的烟气流入低温SCR装置。
7.根据权利要求6所述处理方法，其特征在于，由省煤器流出的旁路烟气量为由主烟气量的1/10～1/20。
8.根据权利要求6所述处理方法，其特征在于，所述活性炭由改性活性炭和普遍活性炭按照1:4～5的比例混合而成。
9.根据权利要求8所述处理方法，其特征在于，所述改性活性炭为将双金属氧化物团簇分散在活性炭的孔道内所形成。
10.根据权利要求9所述处理方法，其特征在于，所述双金属氧化物团簇为铜、铁、钴、锰、铈的氧化物中的至少二种。
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