CN208406497U - 一种垃圾焚烧烟气净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种垃圾焚烧烟气净化系统。本实用新型包括活性炭喷射与除尘系统、铵盐干燥结晶系统和一体式吸收塔系统，一体化吸收塔系统包括喷淋吸收塔、臭氧发生装置、氨水供应系统以及液态催化剂系统；喷淋吸收塔的本体内部从上到下分别设有除雾器、喷淋格栅以及吸收反应池；臭氧发生装置产生的臭氧经设置在喷淋吸收塔入口烟道上的臭氧分配器分配后与烟气均匀混合，将烟气中的NO氧化成高价氮氧化物，然后随烟气一起进入喷淋吸收塔中。本实用新型克服了传统的垃圾焚烧烟气治理采用多种单一减排技术组合形式的投资和运行费用高等缺点，能够实现多种酸性污染物一体化高效脱除，并且副产品能够产品化；喷淋吸收塔没有腐蚀、结垢和堵塞等问题。

Description

一种垃圾焚烧烟气净化系统

技术领域

本实用新型属于烟气净化领域，具体地说是一种垃圾焚烧烟气净化系统。

背景技术

目前，关于城市生活垃圾的处理，欧洲、美洲和日本等一些发达国家，已经或正在制定严格限制填埋原始垃圾的法令。焚烧处理减容率高，无害化效果良好，是特大型或大型城市治理垃圾污染和利用资源的有效方法。

垃圾焚烧处理法与常用的填埋处理相比具有占地面积小、场地选择易、处理时间短、减量化显著、无害化较彻底以及可回收垃圾热能等优点，已成为发达国家处理垃圾的主要方式之一。我国继深圳、上海、珠海、宁波等地建垃圾焚烧发电厂后，各地正积极建设或筹建垃圾焚烧发电厂，截至2016年，全国建成运行的垃圾焚烧发电厂近300座，是2006年的5倍，如今垃圾焚烧处理比例占垃圾清运量的35%。全国已运行的生活垃圾焚烧厂共246座，分别分布在29个省/市/自治区。浙江、江苏、福建、广东分别以40座、25座、19座、19座，位列我国已运行垃圾焚烧厂的省份前四位。

然而城市生活垃圾焚烧也带来了严重的环境污染，垃圾焚烧排放的废气含有浓度较高的酸性气体、重金属以及二噁英等剧毒有机类污染物，为此许多发达国家都已经制定了严格的垃圾焚烧污染物排放标准。随着我国垃圾焚烧技术的快速应用发展，国家环保总局颁布了（GB18485-2014）《生活垃圾焚烧污染物控制标准》对垃圾焚烧烟气的排放指标作出了严格的限制。目前，垃圾焚烧烟气净化的典型工艺为：脱硝采用SNCR或者SCR，脱酸采用旋转喷雾干燥法，二噁英及重金属采用活性炭喷射+布袋除尘器。新的排放标准执行后，有些甚至在布袋除尘器后面再增加一座湿式喷淋塔。这种传统的单一技术组合模式使个整个烟气净化系统复杂，投资和运行费用高；喷雾干燥塔容易结垢，造成系统运行不稳定，喷雾干燥塔后烟气湿度大，极易造成下游布袋除尘器结露和糊袋现象，最终导致布袋除尘器不能正常使用。喷浆管道堵塞、喷嘴磨损的情况经常发生，石灰浆液对系统也存在腐蚀问题。

实用新型内容

针对目前垃圾焚烧烟气净化工艺存在的上述问题，本实用新型提供一种垃圾焚烧烟气净化系统，实现多种酸性污染物一体化高效脱除，副产品产品化，并且解决喷淋吸收塔腐蚀、结垢和堵塞等问题。

为此，本实用新型采用如下的技术方案：一种垃圾焚烧烟气净化系统，包括活性炭喷射与除尘系统、铵盐干燥结晶系统和一体式吸收塔系统，该一体化吸收塔系统包括喷淋吸收塔、臭氧发生装置、氨水供应系统以及液态催化剂系统；

所述喷淋吸收塔的本体内部从上到下分别设有除雾器、喷淋格栅以及吸收反应池；

所述臭氧发生装置产生的臭氧经设置在喷淋吸收塔入口烟道上的臭氧分配器分配后与烟气均匀混合，将烟气中的NO氧化成高价氮氧化物，然后随烟气一起进入喷淋吸收塔中；

所述的氨水供应系统由氨水储罐及氨水供应泵组成，氨水供应泵将氨水储罐内的氨水注入到吸收反应池内；

所述的液态催化剂系统包括催化剂过滤与分离系统、催化剂存储与加注系统，所述的催化剂过滤与分离系统包括混合液过滤器和混合液分离器，所述的催化剂存储与加注系统包括催化剂储罐和催化剂加注泵，从混合液过滤器过滤得到的催化剂进入混合液分离器，从混合液分离器分离出来的催化剂进入催化剂储罐，由催化剂加注泵注入吸收反应池内。

垃圾焚烧烟气中的NO_x、SO₂、HCl、HF等酸性气体采用一体式吸收塔系统，采用水作为吸收剂，通过液态催化剂加快反应进程；然后再通过加入氨水进行中和反应，生成硫酸铵和硝酸铵等铵盐，液态催化剂经分离后重复利用，铵盐溶液进行喷雾干燥制成化肥销售，在实现垃圾焚烧烟气的达标治理的同时，副产物得到合理的利用。

作为上述技术方案的补充，所述的活性炭喷射与除尘系统包括活性炭喷射装置和布袋除尘器；

所述的活性炭喷射装置包括活性炭储仓、罗茨风机以及管道混合器，活性炭储仓中的活性炭粉末进入管道混合器中，与通过罗茨风机进入管道混合器中的空气混合，经与空气混合后的活性炭粉末加入到布袋除尘器前的烟道内，吸附烟气中的二噁英及大部分重金属后随飞灰一起进入所述的布袋除尘器被收集下来；所述的布袋除尘器位于喷淋吸收塔之前。

作为上述技术方案的补充，所述的铵盐干燥结晶系统包括热风系统、旋转喷雾干燥系统以及铵盐分离收集系统，热风系统给旋转喷雾干燥系统提供热风，经旋转喷雾干燥系统干燥后的铵盐通过铵盐分离收集系统进行分离和收集。

作为上述技术方案的补充，所述的热风系统采用蒸汽加热器加热空气作为喷雾干燥的热源。

作为上述技术方案的补充，所述旋转喷雾干燥系统采用旋转雾化器在喷雾干燥塔的筒体内将硫酸铵和硝酸铵溶液雾化，与来自热风系统的热空气接触换热，使其中的水分蒸发，铵盐结晶大部分落入喷雾干燥塔底部，少量随热空气进入静电强化旋转除尘器。

作为上述技术方案的补充，所述的铵盐分离收集系统通过布置在喷雾干燥塔底部出口的螺旋输送机以及布置静电强化旋转除尘器底部出口的螺旋输送机汇集到结晶铵盐储仓。

作为上述技术方案的补充，所述的除雾器通工艺冲洗水。

作为上述技术方案的补充，所述的喷淋格栅通过循环泵与吸收反应池连接，循环泵将吸收反应池里的液态催化剂与水的混合液送到喷淋格栅，经喷淋格栅上安装的雾化喷嘴雾化后与进入喷淋吸收塔内的烟气逆向垂直接触，混合液吸收烟气中的酸性物质后进入吸收反应池内。

作为上述技术方案的补充，所述的吸收反应池侧壁设有氧化风机，促使反应生成的亚硫酸和亚硝酸氧化成硫酸和硝酸。

作为上述技术方案的补充，从混合液分离器分离出来的铵盐溶液进入铵盐溶液储罐。

本实用新型具有的有益效果如下：垃圾焚烧烟气采用本实用新型后，各种污染物排放指标符合《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2014），部分指标优于欧盟标准，实现了垃圾焚烧烟气中的NO_x、SO₂、HCl、HF等酸性气体一体式脱除，生成的副产物经干燥结晶后制成商品销售，无废水外排。布袋除尘器位于喷淋吸收塔之前，避免了滤袋的结露糊袋堵塞等问题的出现。喷淋吸收塔采用水作为吸收剂，利用液态催化剂促进反应进程，避免了系统吸收塔和管道堵塞、结垢等问题。本实用新型具有占地小，投资少，建设工期短，操作简单运行成本低等特点。

附图说明

图1为本实用新型的结构简图；

其中：1-活性炭储仓；2-罗茨风机；3-管道混合器；4-布袋除尘器；5-锅炉引风机；6-增压风机；7-臭氧发生装置；8-臭氧分配器；9-氧化风机；10-氨水储罐；11-氨水供应泵；12-喷淋吸收塔；13-除雾器；14-喷淋格栅；15-吸收反应池；16-混合液输送泵；17-循环泵；18-混合液过滤器；19-滤渣储罐；20-混合液分离器；21-催化剂储罐；22-催化剂加注泵；23-铵盐溶液储罐；24-铵盐溶液输送泵；25-喷雾干燥塔；26-鼓风机；27-蒸汽加热器；28-静电强化旋转除尘器；29a、29b-螺旋输送机；30-结晶铵盐储仓；31-引风机；32-烟囱。

具体实施方式

下面结合说明书附图给出本实用新型的一个最佳实施方式。

如图1所示的一种垃圾焚烧烟气净化系统，由活性炭喷射与除尘系统、铵盐干燥结晶系统和一体式吸收塔系统组成，该一体化吸收塔系统包括喷淋吸收塔12、臭氧发生装置7、氨水供应系统以及液态催化剂系统。

所述喷淋吸收塔12的本体内部从上到下分别设有除雾器13、喷淋格栅14以及吸收反应池15；所述的除雾器13通工艺冲洗水。所述的吸收反应池15侧壁设有氧化风机9，促使反应生成的亚硫酸和亚硝酸氧化成硫酸和硝酸。所述的喷淋格栅14通过循环泵17与吸收反应池15连接，循环泵17将吸收反应池15里的液态催化剂与水的混合液送到喷淋格栅14，经喷淋格栅14上安装的雾化喷嘴雾化后与进入喷淋吸收塔12内的烟气逆向垂直接触，混合液吸收烟气中的酸性物质后进入吸收反应池15内。

所述臭氧发生装置7产生的臭氧经设置在喷淋吸收塔12入口烟道上的臭氧分配器8分配后与烟气均匀混合，将烟气中的NO氧化成高价氮氧化物，然后随烟气一起进入喷淋吸收塔12中。

所述的氨水供应系统由氨水储罐10及氨水供应泵11组成，氨水供应泵11将氨水储罐10内的氨水注入到吸收反应池15内。

所述的液态催化剂系统包括催化剂过滤与分离系统、催化剂存储与加注系统，所述的催化剂过滤与分离系统包括混合液过滤器18和混合液分离器20，所述的催化剂存储与加注系统包括催化剂储罐21和催化剂加注泵22，从混合液过滤器18过滤得到的催化剂进入混合液分离器20，从混合液分离器20分离出来的催化剂进入催化剂储罐21，由催化剂加注泵22注入吸收反应池15内。从混合液分离器20分离出来的铵盐溶液进入铵盐溶液储罐23。

所述的活性炭喷射与除尘系统包括活性炭喷射装置和布袋除尘器4；所述的活性炭喷射装置包括活性炭储仓1、罗茨风机2以及管道混合器3，活性炭储仓1中的活性炭粉末进入管道混合器3中，与通过罗茨风机2进入管道混合器3中的空气混合，经与空气混合后的活性炭粉末加入到布袋除尘器4前的烟道内，吸附烟气中的二噁英及大部分重金属后随飞灰一起进入所述的布袋除尘器4被收集下来；所述的布袋除尘器4位于喷淋吸收塔12之前。

所述的铵盐干燥结晶系统包括热风系统、旋转喷雾干燥系统以及铵盐分离收集系统，热风系统给旋转喷雾干燥系统提供热风，经旋转喷雾干燥系统干燥后的铵盐通过铵盐分离收集系统进行分离和收集。所述的热风系统采用蒸汽加热器27加热空气作为喷雾干燥的热源。所述旋转喷雾干燥系统采用旋转雾化器在喷雾干燥塔25的筒体内将硫酸铵和硝酸铵溶液雾化，与来自热风系统的热空气接触换热，使其中的水分蒸发，铵盐结晶大部分落入喷雾干燥塔底部，少量随热空气进入静电强化旋转除尘器28。所述的铵盐分离收集系统通过布置在喷雾干燥塔25底部出口的螺旋输送机29b以及布置静电强化旋转除尘器28底部出口的螺旋输送机29a汇集到结晶铵盐储仓30。

本实用新型的工作过程如下：

来自垃圾焚烧锅炉尾部的烟气在进入布袋除尘器4之前，与来自活性炭喷射装置的活性炭粉末在布袋除尘器入口前的烟道内均匀混合，活性炭粉末吸收烟气中的二噁英和重金属后随烟气一起进入布袋除尘器4，烟气中的飞灰以及吸收了二噁英和重金属的活性炭粉末被布袋除尘器4收集下来。活性炭粉末由活性炭储仓1底部的螺旋给料器排出，与来自罗茨风机2的高压空气在管道混合器3内混合后喷射至布袋除尘器4前的烟道内。

经除尘后的烟气由锅炉引风机5和增压风机6送入一体式的喷淋吸收塔12内。在进入喷淋吸收塔之前的烟道内，烟气首先与来自臭氧发生装置7经臭氧分配器8分配后的活性分子臭氧均匀混合，活性分子将烟气中的NOx氧化成N₂O₃、N₂O₅等高价氮氧化物。烟气进入喷淋吸收塔12后垂直向上运动，与经喷淋格栅14雾化后向下喷出的吸收液逆向接触，烟气中的N₂O₃、N₂O₅、SO₂、HCl、HF等酸性气体被洗涤吸收，由于液态催化剂的加入，促使了吸收反应的进行。净化后的烟气经设置在喷淋吸收塔出口的除雾器13除去雾滴后排入烟囱32，除雾器设有冲洗水。吸收反应生成的亚硫酸及亚硝酸等进入喷淋吸收塔12底部的吸收反应池15，同时布置在吸收反应池侧壁的氧化风机9不断往吸收反应池内鼓入空气，对亚硫酸和亚硝酸进行氧化生成硫酸和硝酸。氨水储罐10中的氨水由氨水供应泵11注入到吸收反应池内，氨水与硫酸和硝酸发生中和反应，生成硫酸铵和硝酸铵溶液。由于密度不同，聚积在吸收反应池底部的硫酸铵、硝酸铵与液态催化剂的混合液通过混合液输送泵16首先打入混合液过滤器18进行泥渣过滤，然后再进入混合液分离器20进行分离，分离后的液态催化剂进入催化剂储罐21，由催化剂加注泵22打至喷淋吸收塔内的吸收反应池重复使用，硫酸铵和硝酸铵溶液进入铵盐溶液储罐23。吸收反应池上层主要是液态催化剂与水的混合物，通过循环泵17打至喷淋格栅14进行雾化喷淋。

缓存在铵盐溶液储罐23内的硫酸铵和硝酸铵溶液经铵盐溶液输送泵24打至喷雾干燥塔25的旋转雾化器内，经机械离心雾化成小雾滴喷入塔内。同时经蒸汽加热器27加热后的空气经鼓风机26送入喷雾干燥塔25内，经气流分布板均匀分配后与雾化的小液滴混合，铵盐溶液中水分吸收热量后蒸发，其中的盐结晶出来，控制结晶盐的含水率满足工业化肥的要求。绝大部分结晶盐落入喷雾干燥塔底部，经螺旋输送机29b送至结晶铵盐储仓30内。少部分结晶盐随热空气进入后续的静电强化旋转除尘器28，结晶落入除尘器底部灰斗，经螺旋输送机29a送至结晶铵盐储仓30。换热后的空气与水蒸汽的混合气经引风机31引至喷淋吸收塔12后的烟道内一起排入烟囱32。结晶铵盐储仓30内的硫酸铵与硝酸铵混合盐经包装后作为化肥销售。

如上所述，尽管参照特定的优先实施例已经表示和表达了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (10)

1.一种垃圾焚烧烟气净化系统，包括活性炭喷射与除尘系统和铵盐干燥结晶系统，其特征在于，还包括一体式吸收塔系统，该一体化吸收塔系统包括喷淋吸收塔(12)、臭氧发生装置(7)、氨水供应系统以及液态催化剂系统；

所述喷淋吸收塔(12)的本体内部从上到下分别设有除雾器(13)、喷淋格栅(14)以及吸收反应池(15)；

所述臭氧发生装置(7)产生的臭氧经设置在喷淋吸收塔(12)入口烟道上的臭氧分配器(8)分配后与烟气均匀混合，将烟气中的NO氧化成高价氮氧化物，然后随烟气一起进入喷淋吸收塔(12)中；

所述的氨水供应系统由氨水储罐(10)及氨水供应泵(11)组成，氨水供应泵(11)将氨水储罐(10)内的氨水注入到吸收反应池(15)内；

所述的液态催化剂系统包括催化剂过滤与分离系统、催化剂存储与加注系统，所述的催化剂过滤与分离系统包括混合液过滤器(18)和混合液分离器(20)，所述的催化剂存储与加注系统包括催化剂储罐(21)和催化剂加注泵(22)，从混合液过滤器(18)过滤得到的催化剂进入混合液分离器(20)，从混合液分离器(20)分离出来的催化剂进入催化剂储罐(21)，由催化剂加注泵(22)注入吸收反应池(15)内。

2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧烟气净化系统，其特征在于，所述的活性炭喷射与除尘系统包括活性炭喷射装置和布袋除尘器(4)；

所述的活性炭喷射装置包括活性炭储仓(1)、罗茨风机(2)以及管道混合器(3)，活性炭储仓(1)中的活性炭粉末进入管道混合器(3)中，与通过罗茨风机(2)进入管道混合器(3)中的空气混合，经与空气混合后的活性炭粉末加入到布袋除尘器(4)前的烟道内，吸附烟气中的二噁英及大部分重金属后随飞灰一起进入所述的布袋除尘器(4)被收集下来；所述的布袋除尘器(4)位于喷淋吸收塔(12)之前。

3.根据权利要求1或2所述的垃圾焚烧烟气净化系统，其特征在于，所述的铵盐干燥结晶系统包括热风系统、旋转喷雾干燥系统以及铵盐分离收集系统，热风系统给旋转喷雾干燥系统提供热风，经旋转喷雾干燥系统干燥后的铵盐通过铵盐分离收集系统进行分离和收集。

4.根据权利要求3所述的垃圾焚烧烟气净化系统，其特征在于，所述的热风系统采用蒸汽加热器(27)加热空气作为喷雾干燥的热源。

5.根据权利要求3所述的垃圾焚烧烟气净化系统，其特征在于，所述旋转喷雾干燥系统采用旋转雾化器在喷雾干燥塔(25)的筒体内将硫酸铵和硝酸铵溶液雾化，与来自热风系统的热空气接触换热，使其中的水分蒸发，铵盐结晶大部分落入喷雾干燥塔底部，少量随热空气进入静电强化旋转除尘器(28)。

6.根据权利要求3所述的垃圾焚烧烟气净化系统，其特征在于，所述的铵盐分离收集系统通过布置在喷雾干燥塔(25)底部出口的螺旋输送机(29b)以及布置静电强化旋转除尘器(28)底部出口的螺旋输送机(29a)汇集到结晶铵盐储仓(30)。

7.根据权利要求1或2所述的垃圾焚烧烟气净化系统，其特征在于，所述的除雾器(13)通工艺冲洗水。

8.根据权利要求1或2所述的垃圾焚烧烟气净化系统，其特征在于，所述的喷淋格栅(14)通过循环泵(17)与吸收反应池(15)连接，循环泵(17)将吸收反应池(15)里的液态催化剂与水的混合液送到喷淋格栅(14)，经喷淋格栅(14)上安装的雾化喷嘴雾化后与进入喷淋吸收塔(12)内的烟气逆向垂直接触，混合液吸收烟气中的酸性物质后进入吸收反应池(15)内。

9.根据权利要求1或2所述的垃圾焚烧烟气净化系统，其特征在于，所述的吸收反应池(15)侧壁设有氧化风机(9)，促使反应生成的亚硫酸和亚硝酸氧化成硫酸和硝酸。

10.根据权利要求1或2所述的垃圾焚烧烟气净化系统，其特征在于，从混合液分离器(20)分离出来的铵盐溶液进入铵盐溶液储罐(23)。