CN204478116U - 一种焚烧炉烟气脱硫装置 - Google Patents

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Abstract

一种焚烧炉烟气脱硫装置,包括焚烧炉、余热蓄热室、电动进风阀、反应塔、布袋除尘器、主风机、烟囱,其特征在于:所述焚烧炉顺序连接余热蓄热室、电动进风阀、反应塔、布袋除尘器、主风机、烟囱,余热蓄热室内安装有一次表面蒸发器,一次表面蒸发器的进口端与有机工质循环泵的高压出口端连接,一次表面蒸发器的出口端经管道后与有机工质汽轮机的上部法兰接口连接,有机工质汽轮机的下部接口通过管道与管壳式冷凝器的进气口连接,管壳式冷凝器的液相出口通过管道与有机工质循环泵的低压进口端连接。本实用新型能够去除生活垃圾焚烧炉产生的烟气中的SO2气体,吸附烟气中的二恶英、重金属等有害污染物,使烟气达标排放,避免对环境造成污染。

Description

一种焚烧炉烟气脱硫装置
技术领域
本实用新型涉及一种焚烧炉烟气脱硫装置,具体地说是用于净化生活垃圾焚烧炉产生的烟气,属于环保技术领域。
背景技术
在已有技术中,生活垃圾经过充分焚烧后所产生的850℃~1100℃之间的烟气进入余热锅炉,从余热锅炉流出的550℃~600℃的烟气通过喷雾冷却降温设备降至180℃后进行脱除SO2气体,然后进行粉尘颗粒的过滤,其中SO2气体的脱除方法采用半干法或者湿法工艺,上述方法存在诸多缺点:
1、余热锅炉出来的550℃~600℃的烟气通过喷雾冷却降温设备降至180℃,这部分余热没有利用,被白白浪费掉。
2、喷雾冷却降温后除尘,增加烟气中水的含量,不仅使布袋板结,还容易造成水与粉尘粘结,造成系统设备堵塞。
3、半干法脱硫是由喷嘴或旋转喷雾器将石灰浆喷入反应器中,形成粒径较小的液滴,使SO2气体与石灰浆反应生成盐类,其缺点在于石灰浆的制备复杂,脱硫效率有限。
4、湿法脱硫则采用洗涤塔形式,会产生含高浓度无机氯盐以及重金属的废水,产生二次污染,需配备废水处理系统,投资成本高,运行费用也高。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足之处,从而提供一种焚烧炉烟气脱硫装置,该装置不仅能最大限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能,同时可降低烟气的排放温度,改善除尘能力,得到很好的除尘效果;脱硫剂用量少而且利用率高,循环过程中脱硫剂颗粒在相互摩擦作用下,不断裸露出新表面,使脱硫反应不断充分地进行,脱硫率高达90%;在整个脱硫过程中,操作温度高于露点,没有腐蚀或冷凝现象,无废水产生,不产生二次污染;具有脱硫效率高,投资运行费用低,可靠性高,能耗低,维护易,占地面积小,系统使用寿命长等优点,SO2的排放浓度70mg/Nm3,HCL的排放浓度40mg/Nm3,粉尘排放浓度15mg/Nm3,优于GB18485-2014标准《生活垃圾焚烧污染控制标准》(SO2<80mg/Nm3,HCL<50mg/Nm3,粉尘排放浓度<20mg/Nm3),吸附烟气中的二恶英、重金属等有害污染物,使烟气达标排放,避免对环境造成污染。
本实用新型的技术方案是:一种焚烧炉烟气脱硫装置,包括焚烧炉、余热蓄热室、电动进风阀、反应塔、布袋除尘器、主风机、烟囱,其特征在于:所述焚烧炉顺序连接余热蓄热室、电动进风阀、反应塔、布袋除尘器、主风机、烟囱,所述余热蓄热室内安装有一次表面蒸发器,一次表面蒸发器的进口端与有机工质循环泵的高压出口端连接,一次表面蒸发器的出口端经管道后与有机工质汽轮机的上部法兰接口连接,有机工质汽轮机的下部接口通过管道与管壳式冷凝器的进气口连接,管壳式冷凝器的液相出口通过管道与有机工质循环泵的低压进口端连接,有机工质汽轮机与三相发电机连接,管壳式冷凝器的一个端部法兰接口与循环水泵连接,管壳式冷凝器的另一个端部接冷却塔,冷却塔与循环水泵连接,所述余热蓄热室与电动进风阀进口之间连接旁通管道,旁通管道与主风机进口连接,旁通管道上设置有旁通阀,所述电动进风阀出口与反应塔入气口连接,反应塔入气口下部连接有锥形集灰槽,锥形集灰槽连接电动卸灰阀,反应塔入气口上部连接有喉管,喉管上部顺序连接有氢氧化钙喷粉口、活性炭喷入口、喷水口,喷水口上部连接有烟气出口,烟气出口连接布袋除尘器,布袋除尘器下部连接有空气斜槽,空气斜槽底部连接有中压罗茨风机,空气斜槽侧面连接反应塔循环管道,反应塔循环管道一路连接循环进料阀,另一路连接灰仓电动阀,灰仓电动阀连接灰仓,灰仓下部连接电动卸灰阀,反应塔氢氧化钙喷粉口通过氢氧化钙喷射管连接混合发生器,混合发生器一路连接高压罗茨风机,混合发生器上方连接变频旋转给料机,变频旋转给料机连接电子螺旋称,电子螺旋称连接卸料器,卸料器连接氢氧化钙干粉料仓,反应塔活性炭喷入口通过活性炭喷射管连接混合发生器,混合发生器一路连接高压罗茨风机,混合发生器上方连接变频旋转给料机,变频旋转给料机连接电子螺旋称,电子螺旋称连接卸料器,卸料器连接活性炭料仓,反应塔喷水口通过管道连接水泵,水泵连接水箱。
其进一步特征在于:采用异丁烷为循环有机工质。
本实用新型的有益效果是:该装置能最大限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能,同时可降低烟气的排放温度,改善除尘能力,得到很好的除尘效果;脱硫剂用量少而且利用率高,循环过程中脱硫剂颗粒在相互摩擦作用下,不断裸露出新表面,使脱硫反应不断充分地进行,脱硫率高达90%;在整个脱硫过程中,操作温度高于露点,没有腐蚀或冷凝现象,无废水产生,不产生二次污染;具有脱硫效率高,投资运行费用低,可靠性高,能耗低,维护易,占地面积小,系统使用寿命长等优点,SO2的排放浓度70mg/Nm3,HCL的排放浓度40mg/Nm3,粉尘排放浓度15mg/Nm3,优于GB18485-2014标准《生活垃圾焚烧污染控制标准》(HCL<50mg/Nm3,SO2<80mg/Nm3,粉尘排放浓度<20mg/Nm3),吸附烟气中的二恶英、重金属等有害污染物,使烟气达标排放,避免对环境造成污染。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1中A部分放大图。
图3为图1中B部分放大图。
图4为图1中C部分放大图。
图1、图2、图3、图4中,1.焚烧炉,2.余热蓄热室,3.一次表面蒸发器,4.有机工质循环泵,5.循环水泵,6.管壳式冷凝器,7.有机工质汽轮机,8.三相发电机,9.冷却塔,10.旁通阀,11.电动进风阀,12.水箱,13.水泵,14.反应塔入气口,15.锥形集灰槽,16.电动卸灰阀,17.氢氧化钙喷粉口,18.活性炭喷入口,19.喷水口,20.反应塔,21.烟气出口,22.喉管,23.循环进料阀,24.反应塔循环管道,25.灰仓电动阀,26.灰仓,27.电动卸灰阀,28.中压罗茨风机,29.空气斜槽,30.布袋除尘器,31.主风机,32.烟囱,33.氢氧化钙喷射管,34.氢氧化钙干粉料仓,35.卸料器,36.电子螺旋称,37.变频旋转给料机,38.高压罗茨风机,39.混合发生器,40.活性炭喷射管,41.活性炭料仓,42.卸料器,43.电子螺旋称,44.变频旋转给料机,45.高压罗茨风机,46.混合发生器,47.旁通管道。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
如图1、图2、图3、图4所示,本实用新型是一种焚烧炉烟气脱硫装置,包括焚烧炉1、余热蓄热室2、电动进风阀11、反应塔20、布袋除尘器30、主风机31、烟囱32,其特征在于:所述焚烧炉1顺序连接余热蓄热室2、电动进风阀11、反应塔20、布袋除尘器30、主风机31、烟囱32,所述余热蓄热室2内安装有一次表面蒸发器3,一次表面蒸发器3的进口端与有机工质循环泵4的高压出口端连接,一次表面蒸发器3的出口端经管道后与有机工质汽轮机7的上部法兰接口连接,有机工质汽轮机7的下部接口通过管道与管壳式冷凝器6的进气口连接,管壳式冷凝器6的液相出口通过管道与有机工质循环泵4的低压进口端连接,有机工质汽轮机7与三相发电机8连接,管壳式冷凝器6的一个端部法兰接口与循环水泵5连接,管壳式冷凝器6的另一个端部接冷却塔9,冷却塔9与循环水泵5连接,所述余热蓄热室2与电动进风阀11进口之间连接旁通管道47,旁通管道47与主风机31进口连接,旁通管道47上设置有旁通阀10,所述电动进风阀11出口与反应塔入气口14连接,反应塔入气口14下部连接有锥形集灰槽15,锥形集灰槽15连接电动卸灰阀16,反应塔入气口14上部连接有喉管22,喉管22上部顺序连接有氢氧化钙喷粉口17、活性炭喷入口18、喷水口19,喷水口19上部连接有烟气出口21,烟气出口21连接布袋除尘器30,布袋除尘器30下部连接有空气斜槽29,空气斜槽29底部连接有中压罗茨风机28,空气斜槽29侧面连接反应塔循环管道24,反应塔循环管道24一路连接循环进料阀23,另一路连接灰仓电动阀25,灰仓电动阀25连接灰仓26,灰仓26下部连接电动卸灰阀27,反应塔氢氧化钙喷粉口17通过氢氧化钙喷射管33连接混合发生器39,混合发生器39一路连接高压罗茨风机38,混合发生器39上方连接变频旋转给料机37,变频旋转给料机37连接电子螺旋称36,电子螺旋称36连接卸料器35,卸料器35连接氢氧化钙干粉料仓34,反应塔活性炭喷入口18通过活性炭喷射管40连接混合发生器46,混合发生器46一路连接高压罗茨风机45,混合发生器46上方连接变频旋转给料机44,变频旋转给料机44连接电子螺旋称43,电子螺旋称43连接卸料器42,卸料器42连接活性炭料仓41,反应塔喷水口19通过管道连接水泵13,水泵13连接水箱12。
其进一步特征在于:采用异丁烷为循环有机工质。
所述有机工质为异丁烷,进入低沸点工质汽轮机的工质压力为2.8MPa,膨胀做功后的工质压力为0.35MPa时,系统输出电功率为500KW,朗肯循环效率为17.5%,系统排出的烟气温度为150℃。
本实用新型的工作过程:500t/d生活垃圾焚烧炉1,烟气量14~15×104m3/h,烟气温度550~600℃,SO2的浓度300~700mg/Nm3,HCL的浓度800~1200mg/Nm3,粉尘浓度20~30g/Nm3,烟气的氧含量8%~12%,烟气的含湿量15%~25%,生活垃圾焚烧炉1的烟气通过主风机31的负压作用进入余热蓄热室2内,同时,有机工质通过有机工质循环泵4驱动,先在安装于余热蓄热室2内的一次表面蒸发器3中吸收烟气余热载体的热量,变成饱和蒸汽,通过调压阀后,工质蒸汽在有机工质汽轮机7内膨胀做功,并带动三相发电机8发电,从有机工质汽轮机8排出的工质蒸汽由管壳式冷凝器6冷凝为饱和液体,再由有机工质循环泵4将工质液体加压后送入一次表面蒸发器3中,开始新一轮循环,从管壳式冷凝器6出来的循环水,通过冷却塔9冷却,经循环水泵5送入管壳式冷凝器6中,开始新一轮循环,系统发出的电能为三相交流电,额定电压为380V,经过调压后并入厂内电网,或直接送给用电设备使用;
从余热蓄热室2出来的烟气进入反应塔20,烟气进入反应塔20后在喉管22处得到加速,高速气流在反应塔20内形成强烈的湍流,产生高效充分的气-固接触;经过脱硫处理的含有高浓度粉尘的烟气从反应塔20上部烟气出口21出来后,进入后部的布袋除尘器30内进行除尘净化,经过净化的烟气流出布袋除尘器30,通过主风机31和净烟道进入烟囱32外排;当进入布袋除尘器30的烟气温度超过布袋的工作温度时,打开旁通阀10,关闭电动进风阀11,使烟气通过旁通管道47进入主风机31,通过烟囱32排出,保护布袋;
由氢氧化钙干粉料仓34、卸料器35、电子螺旋称36、变频旋转给料机37、高压罗茨风机38、混合发生器39、氢氧化钙喷射管33等组成的氢氧化钙喷射装置;根据焚烧炉1的烟气量及生成硫化物的量,计算Ca(OH)2的消耗量,经电子螺旋称36称重计量后,通过变频旋转给料机37,根据工况,用改变转速的方式调整输粉量,输粉量送入混合器39,来自高压罗茨风机38的风力,将落入混合器39的粉料通过氢氧化钙喷射管33送入氢氧化钙喷粉口17进入反应塔20内,在反应塔20内,弥漫在烟气中的氢氧化钙颗粒在相互摩擦作用下,不断把氢氧化钙颗粒表面生成的(亚)硫酸钙去除,使颗粒内部的氢氧化钙不断裸露出新表面,使脱硫反应不断充分地进行下去,烟气中的SO2的脱除效率能够达到90%,由于SO3、HF、HCL等酸性气体比SO2更易与氢氧化钙发生反应,反应塔20内SO3、HF、HCL的脱除效率能够达到98%以上;在反应塔20内反应后的氢氧化钙通过空气斜槽29、反应塔循环管道24与反应塔20进行氢氧化钙反复循环,其循环量通过循环进料阀23控制,空气斜槽29底部设有中压罗茨风机28,将空气斜槽29中的氢氧化钙始终处于悬浮状态,确保发生好的脱除反应,当脱硫运行一段时间后,打开灰仓电动阀25,将脱硫产物、烟气中的粉尘进入灰仓26,通过电动卸灰阀27排出循环系统,氢氧化钙输送系统将氢氧化钙反复循环与烟气接触,循环倍率达150~250倍,氢氧化钙利用率高。
在上述的工艺过程中发生一系列的化学变化:
Ca(OH)2+SO2+1/2H2O→CaSO3.1/2H2O+H2O
Ca(OH)2+SO3+H2O→CaSO4.2H2O
Ca(OH)2+2HCL→CaCL2.2H2O
Ca(OH)2+2HF→CaF2.2H2O
CaSO3.1/2H2O+1/2O2+2/3H2O→CaSO4.2H2O
Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O
反应塔20内混合物的干燥相对均匀,循环氢氧化钙具有极好的流动性,能确保反应塔20中工况的稳定;脱硫过程中因结团而变得较粗的颗粒在重力的作用下落在反应塔锥形集灰槽15中,经反应塔底部电动卸灰阀16排出。
布袋上二次脱硫反应:在负压的作用下,Ca(OH)2粉末吸附在布袋表面形成一层Ca(OH)2粉层,与进入除尘器的SO2烟气进一步反应。在反应过程中,采用除尘器进、出口压力差来控制清灰频率,当压力差超过设定的上限时,对布袋进行清灰,以便Ca(OH)2粉末不断吸附在布袋表面与SO2烟气反应。Ca(OH)2反复循环与烟气接触,Ca(OH)2利用率高,提高脱硫效率。
由活性炭料仓41、卸料器42、电子螺旋称43、变频旋转给料机44、高压罗茨风机45、混合发生器46、活性炭喷射管40等组成活性炭的喷射装置;根据焚烧炉1的烟气量及生成二恶英、重金属等有害物质的量,计算活性炭的消耗量,经电子螺旋称43称重计量后,通过变频旋转给料机44,根据工况,用改变转速的方式调整活性炭输送量,活性炭送入混合器46,来自高压罗茨风机45的风力,将落入混合器46的活性炭通过活性炭喷射管40送入活性炭喷入口18进入反应塔20内,喷入的活性炭对烟气中的二恶英及重金属等有害物质进行吸附;
在水箱12中的工业用水通过水泵13泵入反应塔20的喷水口19中,水以雾状喷出,提高Ca(OH)2与SO2、SO3、HF、HCL等气体反应速率,发生中和反应,去除烟气中的酸性气体。
由此可见,本实用新型能最大限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能,降低烟气的排放温度;脱硫剂用量少而且利用率高,循环过程中脱硫剂颗粒在相互摩擦作用下,使脱硫反应不断充分地进行,脱硫率高达90%;在整个脱硫过程中,没有腐蚀或冷凝现象,无废水产生,不产生二次污染;具有脱硫效率高,投资运行费用低,可靠性高,能耗低,维护易,占地面积小,系统使用寿命长等优点,SO2的排放浓度70mg/Nm3,HCL的排放浓度40mg/Nm3,粉尘排放浓度15mg/Nm3,优于GB18485-2014标准《生活垃圾焚烧污染控制标准》(SO2<80mg/Nm3,HCL<50mg/Nm3,粉尘排放浓度<20mg/Nm3),吸附烟气中的二恶英、重金属等有害污染物,使烟气达标排放,避免对环境造成污染。

Claims (2)

1.一种焚烧炉烟气脱硫装置,包括焚烧炉、余热蓄热室、电动进风阀、反应塔、布袋除尘器、主风机、烟囱,其特征在于:所述焚烧炉顺序连接余热蓄热室、电动进风阀、反应塔、布袋除尘器、主风机、烟囱,所述余热蓄热室内安装有一次表面蒸发器,一次表面蒸发器的进口端与有机工质循环泵的高压出口端连接,一次表面蒸发器的出口端经管道后与有机工质汽轮机的上部法兰接口连接,有机工质汽轮机的下部接口通过管道与管壳式冷凝器的进气口连接,管壳式冷凝器的液相出口通过管道与有机工质循环泵的低压进口端连接,有机工质汽轮机与三相发电机连接,管壳式冷凝器的一个端部法兰接口与循环水泵连接,管壳式冷凝器的另一个端部接冷却塔,冷却塔与循环水泵连接,所述余热蓄热室与电动进风阀进口之间连接旁通管道,旁通管道与主风机进口连接,旁通管道上设置有旁通阀,所述电动进风阀出口与反应塔入气口连接,反应塔入气口下部连接有锥形集灰槽,锥形集灰槽连接电动卸灰阀,反应塔入气口上部连接有喉管,喉管上部顺序连接有氢氧化钙喷粉口、活性炭喷入口、喷水口,喷水口上部连接有烟气出口,烟气出口连接布袋除尘器,布袋除尘器下部连接有空气斜槽,空气斜槽底部连接有中压罗茨风机,空气斜槽侧面连接反应塔循环管道,反应塔循环管道一路连接循环进料阀,另一路连接灰仓电动阀,灰仓电动阀连接灰仓,灰仓下部连接电动卸灰阀,反应塔氢氧化钙喷粉口通过氢氧化钙喷射管连接混合发生器,混合发生器一路连接高压罗茨风机,混合发生器上方连接变频旋转给料机,变频旋转给料机连接电子螺旋称,电子螺旋称连接卸料器,卸料器连接氢氧化钙干粉料仓,反应塔活性炭喷入口通过活性炭喷射管连接混合发生器,混合发生器一路连接高压罗茨风机,混合发生器上方连接变频旋转给料机,变频旋转给料机连接电子螺旋称,电子螺旋称连接卸料器,卸料器连接活性炭料仓,反应塔喷水口通过管道连接水泵,水泵连接水箱。
2.根据权利要求1所述的一种焚烧炉烟气脱硫装置,其特征在于:采用异丁烷为循环有机工质。
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