CN208320453U

CN208320453U - 脱硝脱酸一体化装置及具有其的焚烧锅炉

Info

Publication number: CN208320453U
Application number: CN201820678746.1U
Authority: CN
Inventors: 高细平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-05-08
Filing date: 2018-05-08
Publication date: 2019-01-04
Anticipated expiration: 2028-05-08

Abstract

本实用新型公开了一种脱硝脱酸一体化装置及具有其的焚烧锅炉，其中，脱硝脱酸一体化装置包括：混合溶液制备罐，用于制备氨水和氢氧化钠混合溶液；氨水供应装置，与混合溶液制备罐连接，用于向混合溶液制备罐通入氨水；氢氧化钠溶液供应装置，与混合溶液制备罐连接，用于向混合溶液制备罐通入氢氧化钠溶液；混合溶液储存罐与混合溶液制备罐连接，用于储存混合溶液；喷枪安装在锅炉本体上，喷枪与混合溶液储存罐连通，混合溶液供应管上安装混合溶液输送泵，喷枪用于向锅炉本体喷射混合溶液。该脱硝脱酸一体化装置及焚烧锅炉解决了现有技术无法同时对焚烧锅炉进行脱硝、脱酸，锅炉水冷壁易腐蚀，后续烟气处理压力大的问题。

Description

脱硝脱酸一体化装置及具有其的焚烧锅炉

技术领域

本实用新型涉及固体及危险废弃物焚烧设备技术领域，具体涉及一种脱硝脱酸一体化装置及具有其的焚烧锅炉。

背景技术

随着城市化步伐的加快和人们生活水平的提高，生活垃圾量大幅增长，垃圾的无害化处理成了必然选择。目前，各类固体及危险废弃物通常采用垃圾焚烧预热锅炉对垃圾进行焚烧处理。垃圾焚烧处理是现阶段垃圾处理减量化、资源化和无害化程度最高的一种处理技术，而且焚烧产生的热能可以供热或发电。但是，在垃圾焚烧的过程中会产生氮氧化物、硫化物、氯化物等，若未经过烟气净化装置而直接排放到环境中，将对生态系统造成恶劣的影响。

现有的焚烧锅炉内通常只设置有单独的SNCR装置进行脱硝，无法同时实现锅炉内脱硫、脱氯，无法保障锅炉在高温情况下炉内水冷壁不被氯腐蚀，且给后续的烟气处理系统带来较大的环保处理压力。目前，焚烧锅炉内脱硫一般采用消石灰，消石灰脱硫后的产物与固体废弃物混合在一起，影响后续处理；消石灰脱硫也仅流化床可用，其他炉型无法使用；并且，Ca(OH)₂对Cl^-的去除化学稳定性较差，Ca(OH)₂的利用率很低。因此，开发一种适用于焚烧锅炉的脱硝、脱酸装置，对垃圾焚烧后的烟气中的氮氧化物、硫化物及氯化物进行脱除，具有重要的现实意义。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种脱硝脱酸一体化装置及具有其的焚烧锅炉，以至少解决现有技术中无法同时对焚烧锅炉进行脱硝、脱酸，锅炉水冷壁易腐蚀，后续烟气处理压力大的技术问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种脱硝脱酸一体化装置，包括：混合溶液制备罐，用于制备氨水和氢氧化钠的混合溶液；氨水供应装置，与混合溶液制备罐连接，用于向混合溶液制备罐内通入氨水溶液；氢氧化钠溶液供应装置，与混合溶液制备罐连接，用于向混合溶液制备罐内通入氢氧化钠溶液；混合溶液储存罐，与混合溶液制备罐通过管道连接，用于储存制备好的混合溶液；喷枪，安装在锅炉本体上，喷枪通过混合溶液供应管与混合溶液储存罐连通，混合溶液供应管上安装有混合溶液输送泵，喷枪用于向锅炉本体内喷射混合溶液。

进一步地，氨水供应装置包括：氨水制备储存罐，用于制备和储存氨水溶液，氨水制备储存罐通过一氨水供应管与混合溶液制备罐连接，氨水供应管上安装一氨水供应泵。

进一步地，氢氧化钠溶液供应装置包括：氢氧化钠溶液储存罐，用于储存高浓度的氢氧化钠溶液；氢氧化钠溶液制备罐，与氢氧化钠溶液储存罐通过管道连接，氢氧化钠溶液制备罐用于制备和储存低浓度的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液制备罐上连接一除盐水稀释管道，氢氧化钠溶液制备罐通过一氢氧化钠供应管与混合溶液制备罐连接，氢氧化钠供应管上安装一氢氧化钠供应泵。

进一步地，脱硝脱酸一体化装置还包括一控制器，混合溶液制备罐上安装一氨水浓度监测仪和一pH传感器，锅炉本体的排烟管道上安装一污染物浓度监测仪，氨水浓度监测仪、pH传感器、氨水供应泵、氢氧化钠供应泵、喷枪以及污染物浓度监测仪均与控制器连接。

进一步地，混合溶液制备罐为水封式混合搅拌罐，混合溶液制备罐的搅拌杆的外周套设一水封管，水封管的下端延伸至混合溶液制备罐的液面以下。

进一步地，喷枪为双流体喷枪。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种焚烧锅炉，包括锅炉本体，锅炉本体上安装有上述的脱硝脱酸一体化装置。

应用本实用新型技术方案的脱硝脱酸一体化装置及焚烧锅炉，通过将氨水供应装置和氢氧化钠溶液供应装置与混合溶液制备罐连接，分别向混合溶液制备罐内通入氨水溶液和氢氧化钠溶液，利用氨水弱碱性、NaOH强碱性混合后不产生化学反应的特点制成混合溶液，不影响脱硝和脱酸效果；通过喷枪向锅炉本体内喷射混合溶液，利用氨水去除烟气中的氮氧化物(NOx)进行脱硝，利用氢氧化钠去除烟气中的部分硫化物(SOx)、氯化物(Cl^-)及氯气(Cl₂)，同时对烟气进行脱硝和脱酸(脱硫、脱氯)处理。该脱硝脱酸一体化装置及焚烧锅炉既可实现脱硝，也可实现炉内脱硫、脱氯，可大大降低烟气处理系统脱酸压力，可有效控制剧毒物质二噁英在焚烧烟气中低温段生成，确保烟气指标达到欧盟标准，并大大降低了锅炉水冷壁的高温氯腐蚀；通过炉内脱硝、脱酸一体化方式，实现了炉内高温烟气在不增加含水量的情况下，提高了脱酸效率。解决了现有技术中无法同时对焚烧锅炉进行脱硝、脱酸，锅炉水冷壁易腐蚀，后续烟气处理压力大的技术问题。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

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实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型焚烧锅炉及脱硝脱酸一体化装置的结构示意简图。

图2为本实用新型脱硝脱酸一体化装置中混合溶液制备罐的结构示意简图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、混合溶液制备罐；11、氨水浓度监测仪；12、pH传感器；13、搅拌杆；14、水封管；20、氨水供应装置；21、氨水制备储存罐；22、氨水供应管；23、氨水供应泵；30、氢氧化钠溶液供应装置；31、氢氧化钠溶液储存罐；32、氢氧化钠溶液制备罐；33、除盐水稀释管道；34、氢氧化钠供应管；35、氢氧化钠供应泵；40、混合溶液储存罐；50、喷枪；60、混合溶液供应管；70、混合溶液输送泵；80、控制器；100、锅炉本体；110、排烟管道；120、污染物浓度监测仪。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型作更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

如图1所示，一种本实用新型实施例的脱硝脱酸一体化装置，包括混合溶液制备罐10、氨水供应装置20、氢氧化钠溶液供应装置30混合溶液储存罐40和喷枪50。其中，混合溶液制备罐10用于制备氨水和氢氧化钠的混合溶液；氨水供应装置20与混合溶液制备罐10连接，用于向混合溶液制备罐10内通入氨水溶液；氢氧化钠溶液供应装置30与混合溶液制备罐10连接，用于向混合溶液制备罐10内通入氢氧化钠溶液；混合溶液储存罐40与混合溶液制备罐10通过管道连接，用于储存制备好的混合溶液；喷枪50安装在锅炉本体100上，喷枪50通过混合溶液供应管60与混合溶液储存罐40连通，混合溶液供应管60上安装有混合溶液输送泵70，该喷枪50用于向锅炉本体100内喷射混合溶液。

应用上述的脱硝脱酸一体化装置，通过将氨水供应装置20和氢氧化钠溶液供应装置30与混合溶液制备罐10连接，分别向混合溶液制备罐10内通入氨水溶液和氢氧化钠溶液，利用氨水弱碱性、NaOH强碱性混合后不产生化学反应的特点制成混合溶液，不影响脱硝和脱酸效果。通过喷枪50向锅炉本体100内喷射混合溶液，利用氨水去除烟气中的氮氧化物(NOx)进行脱硝，利用氢氧化钠去除烟气中的部分硫化物(SOx)、氯化物(Cl^-)及氯气(Cl₂)，同时对烟气进行脱硝和脱酸(脱硫、脱氯)处理。该脱硝脱酸一体化装置既可实现脱硝，也可实现炉内脱硫、脱氯，可大大降低烟气处理系统脱酸压力，可有效控制剧毒物质二噁英在焚烧烟气中低温段生成，确保烟气指标达到欧盟标准，并大大降低了锅炉水冷壁的高温氯腐蚀；通过炉内脱硝、脱酸一体化方式，实现了炉内高温烟气在不增加含水量的情况下，提高了脱酸效率。此外，采用NaOH去除硫化物和氯化物，NaOH的溶解度高，不容易产生沉淀，混合效果好，也有利于延长喷枪50的使用寿命，同时可有效控制剧毒物质二噁英在焚烧烟气中低温段生成。氢氧化钠去除氯化物的化学方程式如下：Cl₂+2NaOH＝NaCl+NaClO+H₂O；NaOH+HCl＝NaCl+H₂O。

具体地，在本实施例中，氨水供应装置20包括氨水制备储存罐21，该氨水制备储存罐21用于制备和储存氨水溶液，氨水制备储存罐21通过一根氨水供应管22与混合溶液制备罐10连接，氨水供应管22上安装一个氨水供应泵23。在氨水制备储存罐21内配置好特定浓度的氨水溶液，然后通过氨水供应泵23将该氨水溶液通入混合溶液制备罐10内。

具体地，在本实施例中，氢氧化钠溶液供应装置30包括氢氧化钠溶液储存罐31和氢氧化钠溶液制备罐32。其中，氢氧化钠溶液储存罐31用于储存高浓度(质量分数30％)的氢氧化钠溶液；氢氧化钠溶液制备罐32与氢氧化钠溶液储存罐31通过管道连接，氢氧化钠溶液制备罐32用于制备和储存低浓度(质量分数15％)的氢氧化钠溶液。氢氧化钠溶液制备罐32上连接一根除盐水稀释管道33，通过该除盐水稀释管道33向氢氧化钠溶液制备罐32内通入除盐水对氢氧化钠溶液进行稀释，将高浓度氢氧化钠溶液稀释为低浓度。氢氧化钠溶液制备罐32通过一根氢氧化钠供应管34与混合溶液制备罐10连接，氢氧化钠供应管34上安装一个氢氧化钠供应泵35，通过该氢氧化钠供应泵35将低浓度氢氧化钠溶液通入混合溶液制备罐10内。

为了提高脱硝脱酸装置的自动化程度、提高脱硝脱酸效率、降低人工劳动强度，对参见图1，在本实施例中，该脱硝脱酸一体化装置还包括一个控制器80，在混合溶液制备罐10上安装一个氨水浓度监测仪11和一个pH传感器12，在锅炉本体100的排烟管道110上安装一个污染物浓度监测仪120。该氨水浓度监测仪11、pH传感器12、氨水供应泵23、氢氧化钠供应泵35、喷枪50以及污染物浓度监测仪120均与控制器80连接。通过污染物浓度监测仪120实时检测锅炉本体100排出的烟气中氮氧化物、硫化物和氯化物的含量指标，通过氨水浓度监测仪11和pH传感器12分别检测混合溶液中氨水浓度和混合溶液的pH，控制器80根据烟气中的污染物指标、混合溶液中氨水浓度和混合溶液的pH调节混合溶液中氨水的浓度及混合溶液的pH，使烟气达标排放，实现了该脱硝脱酸一体化装置的自动化作业，提高了脱硝脱酸效率，降低了人工劳动强度。

在混合溶液制备罐10内要进行氨水溶液和氢氧化钠溶液的混合，若氨水逸出会对环境造成污染，也会对搅拌机的传动部位造成腐蚀损坏，若CO₂进入混合溶液制备罐10内会与氢氧化钠反应使氢氧化钠失效。参见图2，在本实施例中，混合溶液制备罐10采用水封式混合搅拌罐，在该混合溶液制备罐10的搅拌杆13的外周套设有一根水封管14，该水封管14的下端延伸至混合溶液制备罐10的液面以下。这样，既可防止空气中的CO₂进入混合溶液制备罐10内，也可防止氨水逃逸出来。水封管14的材质优选为不锈钢，其伸入液面以下的深度优选为10cm-20cm。喷枪50优选采用双流体喷枪，利用压缩空气对混合溶液进行雾化，喷射效果好、喷射效率高，便于控制喷射流量。

参见图1，一种本实用新型实施例的焚烧锅炉，包括锅炉本体100，在锅炉本体100上安装有上述的脱硝脱酸装置。

该焚烧锅炉的工作原理及脱硝脱酸方法如下：

通过氨水供应装置20制备氨水溶液，并将氨水溶液通入混合溶液制备罐10内；通过氢氧化钠溶液供应装置30制备氢氧化钠溶液，并将氢氧化钠溶液通入混合溶液制备罐10内；氨水溶液和氢氧化钠溶液在混合溶液制备罐10内搅拌混合形成混合溶液；

将制备好的氨水和氢氧化钠的混合溶液通入混合溶液储存罐40内，通过混合溶液输送泵70将混合溶液输送至喷枪50向锅炉本体100内喷射混合溶液，对锅炉本体100内的烟气进行脱硝、脱酸处理；

在对锅炉本体100内的烟气进行脱硝、脱酸处理的过程中，通过污染物浓度监测仪120获取排烟管道110内烟气中的氮氧化物浓度、硫化物浓度及氯化物浓度信息，生成污染物浓度信号，并将污染物浓度信号传送至控制器80；通过氨水浓度监测仪11和pH传感器12分别获取混合溶液制备罐10内混合溶液中氨水浓度信息和混合溶液pH信息，生成氨水浓度信号和混合溶液pH信号，并将氨水浓度信号和混合溶液pH信号传送至控制器80；

控制器80根据污染物浓度信号、氨水浓度信号和混合溶液pH信号，通过控制氨水供应泵23、氢氧化钠供应泵35和喷枪50对混合溶液中氨水浓度和混合溶液的pH以及喷射流量进行调节；在处理过程中，将混合溶液中氨水的质量浓度控制在3％-8％，混合溶液的pH控制在11.5-13，在此范围内既可保证脱硝脱酸效率，也可避免碱对锅炉本体100金属壁的腐蚀。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种脱硝脱酸一体化装置，其特征在于，包括：

混合溶液制备罐(10)，用于制备氨水和氢氧化钠的混合溶液；

氨水供应装置(20)，与所述混合溶液制备罐(10)连接，用于向所述混合溶液制备罐(10)内通入氨水溶液；

氢氧化钠溶液供应装置(30)，与所述混合溶液制备罐(10)连接，用于向所述混合溶液制备罐(10)内通入氢氧化钠溶液；

混合溶液储存罐(40)，与所述混合溶液制备罐(10)通过管道连接，用于储存制备好的混合溶液；

喷枪(50)，安装在锅炉本体(100)上，所述喷枪(50)通过混合溶液供应管(60)与所述混合溶液储存罐(40)连通，所述混合溶液供应管(60)上安装有混合溶液输送泵(70)，所述喷枪(50)用于向所述锅炉本体(100)内喷射所述混合溶液。

2.根据权利要求1所述的脱硝脱酸一体化装置，其特征在于，所述氨水供应装置(20)包括：

氨水制备储存罐(21)，用于制备和储存氨水溶液，所述氨水制备储存罐(21)通过一氨水供应管(22)与所述混合溶液制备罐(10)连接，所述氨水供应管(22)上安装一氨水供应泵(23)。

3.根据权利要求2所述的脱硝脱酸一体化装置，其特征在于，所述氢氧化钠溶液供应装置(30)包括：

氢氧化钠溶液储存罐(31)，用于储存高浓度的氢氧化钠溶液；

氢氧化钠溶液制备罐(32)，与所述氢氧化钠溶液储存罐(31)通过管道连接，所述氢氧化钠溶液制备罐(32)用于制备和储存低浓度的氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液制备罐(32)上连接一除盐水稀释管道(33)，所述氢氧化钠溶液制备罐(32)通过一氢氧化钠供应管(34)与所述混合溶液制备罐(10)连接，所述氢氧化钠供应管(34)上安装一氢氧化钠供应泵(35)。

4.根据权利要求3所述的脱硝脱酸一体化装置，其特征在于，所述脱硝脱酸一体化装置还包括一控制器(80)，所述混合溶液制备罐(10)上安装一氨水浓度监测仪(11)和一pH传感器(12)，所述锅炉本体(100)的排烟管道(110)上安装一污染物浓度监测仪(120)，所述氨水浓度监测仪(11)、所述pH传感器(12)、所述氨水供应泵(23)、所述氢氧化钠供应泵(35)、所述喷枪(50)以及所述污染物浓度监测仪(120)均与所述控制器(80)连接。

5.根据权利要求1所述的脱硝脱酸一体化装置，其特征在于，所述混合溶液制备罐(10)为水封式混合搅拌罐，所述混合溶液制备罐(10)的搅拌杆(13)的外周套设一水封管(14)，所述水封管(14)的下端延伸至所述混合溶液制备罐(10)的液面以下。

6.根据权利要求1所述的脱硝脱酸一体化装置，其特征在于，所述喷枪(50)为双流体喷枪。

7.一种焚烧锅炉，包括锅炉本体(100)，其特征在于，所述锅炉本体(100)上安装有如权利要求1-6中任一项所述的脱硝脱酸一体化装置。