CN207094637U - 一种垃圾焚烧烟气PCDD/Fs的减排设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种垃圾焚烧烟气PCDD/Fs的减排设备，属于垃圾焚烧炉污染物减排技术领域。本实用新型包括焚烧炉本体、烟道单元、抑制剂加入单元和烟囱，焚烧炉本体的焚烧炉炉膛与烟道单元相连，烟道单元的烟道出口与烟囱；抑制剂加入单元包括抑制剂储存罐、喷射泵和喷洒机构；喷洒机构用于向烟道单元内喷入抑制剂，该喷洒机构包括烟气扰流杆和中部喷杆；所述的中部喷杆的喷杆前端上设置有前端喷头，该前端喷头的喷射方向朝向上风侧。烟气扰流杆上的扰流杆喷头同时向烟气中喷入抑制剂，促进了烟气与抑制剂的混合，进而抑制了烟气中二噁英的合成，减少了二噁英的生成，进而实现了焚烧过程中的二噁英减排。

Description

一种垃圾焚烧烟气PCDD/Fs的减排设备

技术领域

本实用新型涉及垃圾焚烧炉污染物减排技术领域，更具体的说，涉及一种垃圾焚烧烟气PCDD/Fs的减排设备。

背景技术

目前，国内已建成的垃圾焚烧发电厂多采用机械炉排炉和流化床焚烧炉两种技术。机械炉排炉燃烧机理是将垃圾进行直接燃烧，整个燃烧过程在一个炉膛进行，通过炉排块的运动将垃圾不断搅动并向排渣口推进，经过干燥、燃烧、燃尽三个阶段将垃圾进行彻底燃尽，垃圾中的可燃成分和有害成分被彻底分解。流化床焚烧炉燃烧机理是利用炉内大量的高温物料作为热载体，将投入炉内的垃圾加热，并在强烈的沸腾搅拌中使垃圾中的可燃成分和有害成分被彻底焚烧；整个炉膛温度分布均匀，保持在850-900℃左右，由于炉内蓄热量大，垃圾颗粒与床料混合传热传质速率快。

然而，采用焚烧处理生活垃圾过程中会发生很多不同的、复杂的化学反应。这将不可避免地带来一些二次污染物，特别是二噁英、重金属等，其中二噁英是最毒的一类化合物，一旦排放在空气中，很难自然降解消除，它的毒性是氰化物的130倍、砒霜的900倍，有“世纪之毒”之称；其被生物体摄入后很难分解，并沿着食物链浓缩放大，对人类和动物危害巨大，其不仅具有致癌、致畸、致突变性，而且还具有内分泌干扰作用。研究表明，持久性有机污染物对人类的影响会持续几代，对人类生存、繁衍和可持续发展构成重大威胁。

据统计，目前我国城市垃圾焚烧已经成为第一大毒性污染物排放源，其二噁英排放量占总排放量17％。根据2014年第二次修订的《生活垃圾焚烧污染物排放标准》，目前我国所有垃圾焚烧炉排放烟气中二噁英的浓度需低于0.1ng-TEQ/Nm³，因此，推动垃圾焚烧工序中二噁英减排技术具有非常重要的现实意义。

经检索，发明创造的名称为：一种生活垃圾焚烧发电厂烟气湿式净化处理方法及装置(专利申请号：201510701688.0，申请日:2015.10.22)，其氨水急冷装置、喷粉末活性炭装置和布袋除尘器经通气管道相连，氨水急冷装置的入气端能与生活垃圾焚烧发电厂烟气的出口端相连，氨水急冷装置和喷粉末活性炭装置之间的通气管道上还连有压缩空气系统，布袋除尘器的灰斗下设有压缩空气系统，该灰斗与飞灰库经管道相连，布袋除尘器的出口烟道经管道与湿式脱酸塔的洗涤浓缩段相连，湿式脱酸塔包括吸收段、洗涤浓缩段和氧化段，湿式脱酸塔的吸收段中设有能喷淋氨水的喷头，其烟气排出管道与除雾设备相连，湿式脱酸塔的氧化段与氧化风机相连，湿式脱酸塔的氧化段的氯化铵和硫酸铵输出口与结晶设备相连。该申请案虽然对垃圾焚烧炉的烟气污染物进行了净化，但是对二噁英减排效果有限。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型针对现有技术中，垃圾焚烧是二噁英的主要排放源的问题，提供一种垃圾焚烧烟气PCDD/Fs的减排设备，通过向烟道单元中喷入抑制剂溶液，可以减小焚烧炉二噁英的排放。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种垃圾焚烧烟气PCDD/Fs的减排设备，包括焚烧炉本体、烟道单元、抑制剂加入单元和烟囱，所述的焚烧炉本体的焚烧炉炉膛与烟道单元相连，烟道单元的烟道出口与烟囱；所述的抑制剂加入单元包括抑制剂储存罐、喷射泵和喷洒机构；抑制剂储存罐经喷射泵与喷洒机构相连通，喷洒机构设置于烟道单元，喷洒机构用于向烟道单元内喷入抑制剂，该喷洒机构包括烟气扰流杆和中部喷杆；所述的中部喷杆的喷杆前端上设置有前端喷头，该前端喷头的喷射方向朝向上风侧；所述中部喷杆的喷杆末端与烟气扰流杆相连，且中部喷杆位于烟气扰流杆的上风侧，烟气扰流杆上设置有扰流杆喷头，扰流杆喷头的喷射方向朝向上风侧。

优选地，所述的喷洒机构设置于烟道单元的500-800℃温度段。

优选地，烟气扰流杆和中部喷杆上设置有抑制剂管道，抑制剂管道用于为前端喷头和扰流杆喷头输送抑制剂。

优选地，所述中部喷杆上还设置有中部喷头，中部喷头位于喷杆前端和喷杆末端之间。

优选地，烟气扰流杆的扰流杆中央端的宽度小于扰流杆边缘端的宽度。

优选地，所述烟气扰流杆贯穿烟气管道，中部喷杆位于烟气扰流杆中部，且中部喷杆垂直于烟气扰流杆。

优选地，所述的烟道单元包括第一烟道、第二烟道、第三烟道和第四烟道，所述的焚烧炉炉膛与第一烟道的底部相连，第一烟道、第二烟道、第三烟道和第四烟道依次相连构成烟道单元，烟道出口设置于第四烟道的下部；所述的喷洒机构设置于第二烟道内。

优选地，所述中部喷头与烟气扰流杆间隔设置。

优选地，中部喷头的喷射方向与烟气流动方向的夹角为a；a＝30～75°。

优选地，抑制剂加入单元还包括流量控制阀，流量控制阀设置于喷射泵与抑制剂储存罐之间。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种垃圾焚烧烟气PCDD/Fs的减排设备，抑制剂加入单元包括喷洒机构，喷洒机构设置于烟道单元内部，喷洒机构用于向烟道单元内喷入抑制剂溶液，中部喷杆的喷杆前端上设置有前端喷头，前端喷头的喷射方向朝向上风侧，烟气在烟气管道中流动时，烟气管道中部的烟气先与前端喷头喷洒的抑制剂混合，而后中部的烟气在中部喷杆的作用下，在喷杆前端的导向作用下运动至中部喷杆的周侧，烟气扰流杆上的扰流杆喷头同时向烟气中喷入抑制剂，促进了烟气与抑制剂的混合，进而抑制了烟气中二噁英的合成，减少了二噁英的生成，进而实现了焚烧过程中的二噁英减排；

(2)本实用新型的一种垃圾焚烧烟气PCDD/Fs的减排设备，喷洒机构设置于烟道单元的500-800℃温度段，抑制剂抑制大分子有机物合成二噁英，或者与烟气中的作为催化剂的金属及金属氧化反应抑制催化剂的活性，提高了抑制剂溶液对二噁英的减排效果；

(3)本实用新型的一种垃圾焚烧烟气PCDD/Fs的减排设备，烟气扰流杆的扰流杆中央端的宽度小于扰流杆边缘端的宽度，且由扰流杆中央端至扰流杆边缘端，烟气扰流杆的宽度逐渐增大，烟气扰流杆促进了烟气管道边缘位置的烟气向烟气管道的中部运动，中部喷头与烟气扰流杆间隔设置，使得运动至烟气扰流杆之间的烟气与抑制剂充分混合，提高了二噁英的减排效果；

(4)本实用新型的一种垃圾焚烧烟气PCDD/Fs的减排设备，喷洒机构设置于第二烟道内，第二烟道的流通面积小于第一烟道的流通面积，在第二烟道中烟气的流速更快，在第二烟道中向烟气中喷入抑制剂溶液，使得抑制剂溶液与烟气混合更加充分，提高了抑制剂溶液在烟气中的分布状态，从而提高了抑制剂溶液对二噁英的减排效果；

(5)本实用新型的一种垃圾焚烧烟气PCDD/Fs的减排设备，烟气在第二烟道与第三烟道连接处发生转向，且第一除尘部件为重力除尘器，且烟气进入第三烟道后烟气流速变小，促进了烟气中的颗粒物沉降，由于颗粒物表面是二噁英异相催化反应主要载体，降低烟气中颗粒物的含量，有利于减小二噁英异相催化反应的反应载体，从而降低了二噁英的生成量，实现二噁英减排；

附图说明

图1为本实用新型的一种垃圾焚烧炉二噁英减排抑制剂喷入装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型的一种焚烧炉烟气二噁英减排抑制剂的喷洒机构整体结构示意图；

图3为本实用新型的喷洒机构的俯视结构示意图；

图4为本实用新型的一种垃圾焚烧烟气PCDD/Fs的减排设备整体结构示意图。

附图中的标号说明：

100、焚烧炉本体；110、焚烧炉炉排；120、焚烧炉炉膛；

200、烟道单元；210、第一烟道；220、第二烟道；230、第三烟道；240、第四烟道；250、烟道出口；260、第一除尘部件；270、第二除尘部件；

300、抑制剂加入单元；310、抑制剂储存罐；320、流量控制阀；330、喷射泵；

400、喷洒机构；410、烟气扰流杆；411、扰流杆中央端；412、扰流杆边缘端；413、扰流杆喷头；420、抑制剂管道；430、中部喷杆；431、喷杆前端；432、喷杆末端；433、前端喷头；434、中部喷头；440、圆周管道

500、烟囱。

具体实施方式

下文对本实用新型的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本实用新型可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本实用新型，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下对本实用新型作各种改变。下文对本实用新型的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本实用新型的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本实用新型的特点和特征的描述，以提出执行本实用新型的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本实用新型。因此，本实用新型的范围仅由所附权利要求来限定。

下文对本实用新型的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本实用新型的元件和特征由附图标记标识。

实施例1

如图1和图4所示，本实用新型的一种垃圾焚烧烟气PCDD/Fs的减排设备，包括焚烧炉本体100、烟道单元200、抑制剂加入单元300和烟囱500(如图4所示)，垃圾由焚烧炉入口进入焚烧炉本体100内，在焚烧炉炉排110上垃圾中的有机物上经高温挥发、裂解，并在焚烧炉炉膛120中继续发生分解、裂解等反应。

焚烧炉本体100的焚烧炉炉膛120与烟道单元200相连，焚烧的烟气经焚烧炉炉膛120进入烟道单元200，烟道单元200的烟道出口250与烟囱500，通过烟囱500将烟气排出，同时烟道出口250与烟囱500之间还可以设置除尘器、脱硫塔、冷却塔等装置，其中脱硫塔用于减排烟气中的含硫气体；除尘器可以是电除尘，也可以是布袋除尘。

如图2所示，本实施例的抑制剂加入单元300包括抑制剂储存罐310、喷射泵330和喷洒机构400(如图1所示)；抑制剂储存罐310经喷射泵330与喷洒机构400相连通，所述喷射泵330用于为喷洒机构400向烟道单元200喷洒抑制剂提供动力；所述喷洒机构400包括烟气扰流杆410和中部喷杆430，中部喷杆430的喷杆前端431上设置有前端喷头433，喷杆前端431设置为圆弧形，从而促进了烟气流动，该前端喷头433的喷射方向朝向上风侧，如图2所示，烟气流动方向201在图2中向下，前端喷头433的喷射方向向上，即前端喷头433的喷射方向与烟气流动方向201相反，促使抑制剂与烟气充分接触。

本实施例的中部喷杆430的喷杆末端432与烟气扰流杆410相连，且中部喷杆430位于烟气扰流杆410的上风侧，烟气扰流杆410贯穿烟道单元200，该烟气扰流杆410设置有2-8个，本实施例为6，烟气扰流杆410的中部中部喷杆430相连；即中部喷杆430位于烟气扰流杆410中部，且中部喷杆430垂直于烟气扰流杆410(如图2所示)。烟气扰流杆410上设置有扰流杆喷头413。烟气扰流杆410上设置有2-8个扰流杆喷头413(如图3所示)，扰流杆喷头413的喷射方向朝向上风侧，烟气扰流杆410和中部喷杆430上设置有抑制剂管道420，抑制剂管道420用于为前端喷头433和扰流杆喷头413输送抑制剂。

烟气在烟道单元200中流动时，烟道单元200中部的烟气先与前端喷头433喷洒的抑制剂混合，而后中部的烟气在中部喷杆430的作用下，在喷杆前端431的导向作用下运动至中部喷杆430的周侧，烟气扰流杆410上的扰流杆喷头413同时向烟气中喷入抑制剂，从而促进了烟气与抑制剂的混合，提高了烟气与抑制剂的混合程度。

本实施例的中部喷杆430上还设置有中部喷头434，如图3所示，中部喷头434位于喷杆前端431和喷杆末端432之间，中部喷头434与烟气扰流杆410间隔设置，中部喷头434在竖直方向的投影位于相邻烟气扰流杆410之间，即中部喷头434与烟气扰流杆410之间的空隙对应设置。烟气在运动的过程中，受到烟气扰流杆410的扰流作用，烟气会由烟气扰流杆410的周侧发生扰流流动，此时由中部喷头434向烟气中喷入抑制剂，促进了抑制剂与烟气的充分混合，提高了抑制剂的减排效果。且中部喷头434的喷射方向与烟气流动方向201的夹角为a；a＝30～75°，本实施例优选60°。

本实施例的烟气扰流杆410的扰流杆中央端411的宽度小于扰流杆边缘端412的宽度，且由扰流杆中央端411至扰流杆边缘端412，烟气扰流杆410的宽度逐渐增大，烟气扰流杆410促进了烟道单元200边缘位置的烟气向烟道单元200的中部运动，中部喷头434与烟气扰流杆410间隔设置，使得运动至烟气扰流杆410之间的烟气与抑制剂充分混合，提高了二噁英的减排效果。

本实施例的扰流杆边缘端412设置有圆周管道440，抑制剂管道420与圆周管道440相连通，将喷洒机构400安装于烟道单元200上时，圆周管道440位于烟道单元200的圆周外侧，圆周管道440均匀的为抑制剂管道420输送抑制剂，抑制剂管道420与扰流杆喷头413、前端喷头433和中部喷头434相连通，抑制剂管道420为扰流杆喷头413、前端喷头433和中部喷头434输送抑制剂，从而促进了烟气与抑制剂充分接触，提高了二噁英的减排效率。

500–800℃是二噁英高温合成反应的主要区间，烟气温度在500–800℃的温度区间时，烟气中的大分子有机物经过一系列的化学反应并合成二噁英。喷洒机构400设置于烟道单元200的500-800℃温度段，即在烟气温度为500-800℃温度段向烟道单元200中喷入抑制剂溶液。在烟气温度为500-800℃温度段向烟道单元200中喷入抑制剂溶液，本实施例采用的抑制剂为尿素溶液，尿素溶液中的尿素受热分解生成氨类物质，氨类物质与烟气中大分子有机物反应，抑制大分子有机物合成二噁英，或者与烟气中的作为催化剂的金属及金属氧化物反应，从而抑制催化剂的活性，进而抑制了烟气中二噁英的合成，减少了二噁英的生成，进而实现了焚烧过程中的二噁英减排。本实施例优选设置的温度段为600-700℃。

实施例2

本实施例的基本内容同实施例1，不同之处在于：本实施例的烟道单元200包括第一烟道210、第二烟道220、第三烟道230和第四烟道240，焚烧炉炉膛120与第一烟道210的底部相连，第一烟道210、第二烟道220、第三烟道230和第四烟道240依次相连构成烟道单元200，烟道出口250设置于第四烟道240的下部；如图3所示，喷洒机构400设置于第二烟道220内，且S1/S2＝2～8；其中：S1为第一烟道210的流通面积，S2为第二烟道220的流通面积，本实施例S1/S2＝4。

由于第二烟道220的流通面积小于第一烟道210的流通面积，在第二烟道220中烟气的流速更快，在第二烟道220中向烟气中喷入抑制剂溶液，使得抑制剂溶液与烟气混合更加充分，提高了抑制剂溶液在烟气中的分布状态，从而提高了抑制剂溶液对二噁英的减排效果。

实施例3

本实施例的基本内容同实施例1，不同之处在于：抑制剂加入单元300还包括流量控制阀320，流量控制阀320设置于喷射泵330与抑制剂储存罐310之间(如图1所示)，可以通过工况调节抑制剂的加入量，以提高二噁英的减排效率。

实施例4

本实施例的基本内容同实施例1，不同之处在于：抑制剂加入单元300还包括流量控制阀320，流量控制阀320设置于喷射泵330与抑制剂储存罐310之间，流量控制阀320用于控制抑制剂溶液的喷入量，并可以根据工况进行调节。

实施例5

本实施例的基本内容同实施例1，不同之处在于：第二烟道220的底部与第三烟道230相连，第二烟道220与第三烟道230连接处底部设置有第一除尘部件260，且S3/S2＝2～8；其中：S2为第二烟道220的流通面积，S2为第三烟道230的流通面积，本实施例S3/S2＝4。

烟气在第二烟道220与第三烟道230连接处发生转向，且第一除尘部件260为重力除尘器，且烟气进入第三烟道230后烟气流速变小，促进了烟气中的颗粒物沉降，由于颗粒物表面是二噁英异相催化反应主要载体，降低烟气中颗粒物的含量，有利于减小二噁英异相催化反应的反应载体，从而降低了二噁英的生成量，实现二噁英减排。第四烟道240的底部设置有第二除尘部件270，促进了烟气中颗粒物的减排。

在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本实用新型。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本实用新型的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本实用新型的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本实用新型或本申请和本实用新型的应用领域。

更具体地，尽管在此已经描述了本实用新型的示例性实施例，但是本实用新型并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、例如各个实施例之间的组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本实用新型的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。

Claims (10)

1.一种垃圾焚烧烟气PCDD/Fs的减排设备，其特征在于：包括焚烧炉本体(100)、烟道单元(200)、抑制剂加入单元(300)和烟囱(500)，所述的焚烧炉本体(100)的焚烧炉炉膛(120)与烟道单元(200)相连，烟道单元(200)的烟道出口(250)与烟囱(500)；

所述的抑制剂加入单元(300)包括抑制剂储存罐(310)、喷射泵(330)和喷洒机构(400)；抑制剂储存罐(310)经喷射泵(330)与喷洒机构(400)相连通，喷洒机构(400)设置于烟道单元(200)，喷洒机构(400)用于向烟道单元(200)内喷入抑制剂，该喷洒机构(400)包括烟气扰流杆(410)和中部喷杆(430)；所述的中部喷杆(430)的喷杆前端(431)上设置有前端喷头(433)，该前端喷头(433)的喷射方向朝向上风侧；所述中部喷杆(430)的喷杆末端(432)与烟气扰流杆(410)相连，且中部喷杆(430)位于烟气扰流杆(410)的上风侧，烟气扰流杆(410)上设置有扰流杆喷头(413)，扰流杆喷头(413)的喷射方向朝向上风侧。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧烟气PCDD/Fs的减排设备，其特征在于：所述的喷洒机构(400)设置于烟道单元(200)的500-800℃温度段。

3.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧烟气PCDD/Fs的减排设备，其特征在于：烟气扰流杆(410)和中部喷杆(430)上设置有抑制剂管道(420)，抑制剂管道(420)用于为前端喷头(433)和扰流杆喷头(413)输送抑制剂。

4.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧烟气PCDD/Fs的减排设备，其特征在于：所述中部喷杆(430)上还设置有中部喷头(434)，中部喷头(434)位于喷杆前端(431)和喷杆末端(432)之间。

5.根据权利要求1所述的所述的一种垃圾焚烧烟气PCDD/Fs的减排设备，其特征在于：烟气扰流杆(410)的扰流杆中央端(411)的宽度小于扰流杆边缘端(412)的宽度。

6.根据权利要求1所述的所述的一种垃圾焚烧烟气PCDD/Fs的减排设备，其特征在于：所述烟气扰流杆(410)贯穿烟道单元(200)，中部喷杆(430)位于烟气扰流杆(410)中部，且中部喷杆(430)垂直于烟气扰流杆(410)。

7.根据权利要求2所述的一种垃圾焚烧烟气PCDD/Fs的减排设备，其特征在于：所述的烟道单元(200)包括第一烟道(210)、第二烟道(220)、第三烟道(230)和第四烟道(240)，所述的焚烧炉炉膛(120)与第一烟道(210)的底部相连，第一烟道(210)、第二烟道(220)、第三烟道(230)和第四烟道(240)依次相连构成烟道单元(200)，烟道出口(250)设置于第四烟道(240)的下部；所述的喷洒机构(400)设置于第二烟道(220)内。

8.根据权利要求4所述的一种垃圾焚烧烟气PCDD/Fs的减排设备，其特征在于：所述中部喷头(434)与烟气扰流杆(410)间隔设置。

9.根据权利要求4所述的所述的一种垃圾焚烧烟气PCDD/Fs的减排设备，其特征在于：中部喷头(434)的喷射方向与烟气流动方向(201)的夹角为a；a＝30～75°。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种垃圾焚烧烟气PCDD/Fs的减排设备，其特征在于：抑制剂加入单元(300)还包括流量控制阀(320)，流量控制阀(320)设置于喷射泵(330)与抑制剂储存罐(310)之间。