CN214075887U - 一种垃圾焚烧烟气治理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种垃圾焚烧烟气治理系统，属于垃圾焚烧处理技术领域。该垃圾焚烧烟气治理系统包括烟气通道和烟气参数检测装置；所述烟气通道上配置有脱酸单元，脱酸单元包括脱酸剂加料通道和至少两个脱酸剂料仓；烟气参数检测装置用于对脱酸剂加料通道与烟气通道连通位置上游烟气中的酸污染物的含量进行在线检测；控制系统用于根据在线检测到的酸污染物含量对各脱酸剂料仓中脱酸剂进入烟气通道的比例进行控制。该垃圾焚烧烟气治理系统，能够根据垃圾焚烧烟气中酸的实时含量并结合各脱酸剂料仓中脱酸剂价格及脱酸效果，动态调整各脱酸剂料仓中脱酸剂的加入比例，能够在实现良好的酸脱除效果前提下，提高脱酸效率，并降低脱酸成本。

Description

一种垃圾焚烧烟气治理系统

技术领域

本实用新型涉及一种垃圾焚烧烟气治理系统，属于垃圾焚烧处理技术领域。

背景技术

随着城市人口越来越多，生活垃圾也与日俱增。由于垃圾焚烧能够变废为宝，实现资源的再次利用，因而逐渐成为生活垃圾处理的主要方式。但垃圾中可燃物在焚烧过程中的会释放出有毒有害气体，如果焚烧废气不加处理就进行排放，不仅污染环境而且还危害人体健康。

垃圾焚烧烟气中的有害物质包括有机污染物、酸性气体污染物、重金属和烟尘颗粒物。有机污染物主要为二噁英类物质，具有脂溶性和蓄积性的特点，极易在生物体内累计，对人体危害极大，烟气中一小部分二噁英来自原生生活垃圾自身含有的微量二噁英，由于二噁英的热稳定性较强，在焚烧过程中有一小部分未发生反应，直接进入烟气，大部分的二噁英是在焚烧过程及焚烧炉尾部烟道中重新合成。酸性气体污染物(简称酸污染物)主要是NOx、SOx、HCl、HF，主要来源于垃圾中特定组分的燃烧过程。重金属类污染物主要来源于生活垃圾中含有的废旧电池、废旧电子元件以及各种重金属废料所含的部分重金属及其化合物在焚烧过程中的蒸发。烟尘颗粒物主要是垃圾焚烧过程中烟气夹带的不可燃物质或燃烧过程产生的微小惰性无机颗粒状物质，如灰分、无机盐类、可凝结的气体污染物及有害的重金属氧化物。

现有技术中用于处理烟气的装置有很多，例如一种具有陶纤滤管之危险事业废弃物焚化废气戴奥辛去除设备，适用于去除一废气中的戴奥辛及粉尘，并包含一适用于将该废气降温到150℃至250℃的降温单元、一连通该降温单元的脱硫单元、一连通该脱硫单元的集尘单元、一连通该集尘单元的加活性炭单元、一连通该加活性炭单元的脱硝单元，及一连通该脱硝单元的触媒单元。该设备的脱硫单元是在废气中混合脱硫剂消石灰吸收废气中的硫氧化物。但是由于生活垃圾相较于危险事业废弃物而言成分更加复杂且目前分类不完善，焚烧烟气中硫氧化物含量变化波动较大，采用现有的垃圾焚烧烟气处理设备难以达到较好的硫氧化物除效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种对生活垃圾焚烧烟气中酸污染物具有良好脱除效果的垃圾焚烧烟气治理系统。

为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种垃圾焚烧烟气治理系统，包括烟气通道，用于提供烟气流动路径；所述烟气通道上配置有脱酸单元，所述脱酸单元包括：至少两个脱酸剂料仓，分别用于存储不同的脱酸剂；脱酸剂加料通道，用于提供将各脱酸剂料仓中的脱酸剂送入所述烟气通道的路径；所述垃圾焚烧烟气治理系统还包括：烟气参数检测装置，用于对脱酸剂加料通道与烟气通道连通位置上游的烟气中的酸污染物的含量进行在线检测；控制系统，用于根据在线检测到的酸污染物含量对各脱酸剂料仓中脱酸剂进入烟气通道的比例进行控制。

本实用新型的垃圾焚烧烟气治理系统，能够根据垃圾焚烧烟气中烟气参数的实时含量并结合各脱酸剂料仓中脱酸剂价格及脱酸效果，动态调整各脱酸剂料仓中脱酸剂的加入比例，可以实现对酸污染物含量波动幅度较大的垃圾焚烧烟气进行高效处理，而且能够在实现良好的酸污染物脱除效果前提下，提高脱酸效率，并降低脱酸成本。本实用新型的垃圾焚烧烟气治理系统具有简单、性能稳定、自动化程度高且酸污染物脱除率高的优点。

进一步的，所述脱酸剂加料通道包括与各脱酸剂料仓配套且独立设置的脱酸剂加料分支通道。为各脱酸剂料仓设置独立的加料通道可以使各脱酸剂料仓在烟气通道上的加料位置设置更加灵活。

进一步的，脱酸剂料仓有两个，且独立设置，各脱酸剂料仓分别与脱酸剂加料分支通道一一对应配置。不同的脱酸剂在烟气处理过程中所消耗的量不同，各脱酸剂料仓独立设置便于料仓与脱酸剂需求量更好的匹配。

为便于在达到良好脱酸效果的同时，进一步控制脱酸成本，两个脱酸剂料仓中的一个为熟石灰料仓，另一个为小苏打料仓。

进一步的，所述脱酸单元还包括串在烟气通道上的脱酸塔，熟石灰料仓与脱酸塔连通并用于向其内加入熟石灰，小苏打料仓与烟气通道的连通位置处于脱酸塔上游。采用脱酸塔进行脱酸可以提高脱酸剂的利用率，并进一步提高酸污染物脱除率，同时将小苏打料仓设置在脱酸塔上游，使加入的小苏打可进入脱酸塔，在脱酸塔内进一步与烟气混合进行脱酸。

进一步的，所述烟气通道上有还串有静态混合器；所述静态混合器处于小苏打料仓上游，用于将进入烟气通道内的小苏打和烟气进行混合。利用静态混合器可以将加入的脱酸剂小苏打与垃圾焚烧烟气充分混合均匀，提高反应效率。

进一步的，所述脱酸单元还包括：除尘装置，用于对各脱酸剂料仓加入脱酸剂脱酸后的烟气进行除尘。脱酸剂与烟气中的酸污染物反应后产物为粉末状固体，设置除尘装置可以去除脱酸烟气中的脱酸反应产物，避免直接排空或对后续设备造成危害。

进一步的，所述烟气通道上还配置有调温单元、脱硝单元以及陶瓷纤维过滤装置，所述调温单元、脱酸单元、脱硝单元和陶瓷纤维过滤装置在烟气流动路径上依次设置；所述陶瓷纤维过滤装置包括陶瓷纤维管，所述陶瓷纤维管的陶瓷纤维上附着有用于催化二噁英和氧气反应的催化剂。未反应的脱酸剂被带到陶瓷纤维管表面形成一定的尘饼层，烟气通过时仍会与烟气中的酸污染物进一步反应，提高脱酸效率和脱酸剂的利用率。

由于垃圾焚烧系统排出的垃圾焚烧烟气的温度一般在180～500℃，而常用脱酸剂例如小苏打在160～300℃范围内与烟气中的SO₂、HF、HCl等酸污染物反应活性高，其反应温度宽，脱酸效率高，因此可以根据需要利用调温单元将其降温至180～300℃，并使进入陶瓷纤维过滤装置的烟气的温度为160～250℃，避免温度过高时，二噁英在过滤单元中重新生成，提高垃圾焚烧烟气治理系统中有害成分的去除率。

在烟气通道设置陶瓷纤维过滤装置采用化学的方法脱除烟气中的二噁英，将其分解成无毒物质，解决了采用物理吸附时毒性转移的问题。进一步的，所述催化剂也能催化氮氧化物 NOx反应脱除。所述催化剂优选为钒基催化剂。所述钒基催化剂优选为纳米级。陶瓷纤维管中不规则的纤维上中附着的纳米级触媒-钒基催化剂，可以加速催化去除烟气中的NOx和二噁英，NOx脱除效率高达95％。二噁英脱除效率高达99％。在钒基催化剂的作用下，NOx 和氨反应，被分解为N₂、H₂O等无毒物质排出；二恶英和氧气反应，被分解为CO₂、H₂O、HCl等无毒物质排出。去除二噁英大致反应方程式为：

C1₂H_nCl_8-nO₂+(9+0.5n)O₂＝(n-4)H₂O+12CO₂+(8-n)HCl。

除了钒基催化剂还可以采用现有技术中可以催化二噁英分解的其他催化剂。

进一步的，所述烟气通道还配置有活性炭加料装置，所述活性炭加料装置处于脱硝单元下游、陶瓷纤维过滤装置的上游。通过活性炭加料装置可以将活性炭按需要的量加入系统吸附烟气中的剧毒物质二噁英和重金属等有害成分。

进一步的，所述烟气通道还包括与调温单元并联的调温单元旁路。该调温单元旁路用于分流通过调温单元的烟气量的调温单元旁路，通过控制流经调温单元和垃圾焚烧烟气旁路的烟气量，使经过调温单元冷却后使烟气满足工艺要求。

附图说明

图1为实施例1的垃圾焚烧烟气治理系统的示意图；

图中，1-余热锅炉，2-小苏打注入装置，3-脱酸塔，4-熟石灰注入装置，5-旋风分离器， 6-中间仓，7-脱硝单元，8-活性炭加料装置，9-陶瓷纤维过滤装置，10-引风机，11-烟囱，12- 收灰装置，13-废灰仓，14-静态混合器，15-垃圾焚烧炉，16-烟气参数检测装置，101-余热锅炉旁路，102-脱酸塔旁路，201-小苏打料仓，202-小苏打称量机构，203-第一下料管，204-第一阀门，401-熟石灰料仓，402-第二下料管，403-熟石灰称量机构，404-螺旋输送机，405-第三下料管，406-第二阀门，407-第三阀门，901-陶瓷纤维管。

具体实施方式

生活垃圾因分类不完善、成分复杂导致焚烧烟气中酸污染物含量波动范围大，脱酸剂加入不易控制。本实用新型的垃圾焚烧烟气治理系统，针对生活垃圾焚烧烟气的上述特点，能够在实现良好的酸污染物脱除效果前提下，提高脱酸效率，并降低脱酸成本。以下结合具体实施方式本实用新型的技术方案作进一步的说明。

实施例1

本实施例的垃圾焚烧烟气治理系统，如图1所示，包括余热锅炉1、小苏打注入装置2、脱酸塔3、熟石灰注入装置4、旋风分离器5、中间仓6、脱硝单元7、活性炭加料装置8、陶瓷纤维过滤装置9、引风机10、烟囱11、收灰装置12、废灰仓13、静态混合器14，烟气参数检测装置16，烟气旁路101、脱酸塔旁路102和控制系统(图中未显示)。

余热锅炉1的烟气进口通过管道与垃圾焚烧炉15的烟气出口连接，余热锅炉1的烟气进口和烟气出口分别设有进口阀门和出口阀门，余热锅炉旁路101与余热锅炉1并联设置，进口阀门和出口阀门均设置在与余热锅炉旁路101并联的管道上。余热锅炉旁路101上设有阀门，能够对进入余热锅炉1的烟气进行分流，通过控制流经余热锅炉1和余热锅炉旁路101 的烟气流量，可以将下游的烟气控制在最佳的反应温度。在其他实施例中，还可以将余热锅炉旁路101省去，同时将余热锅炉1替换为其他降温装置，如管板式换热器，通过控制换热器内加热流体的流量对下游烟气的温度进行控制。烟气参数检测装置16安装于余热锅炉1、垃圾焚烧炉15的连接管道上且位于余热旁路101与该管道连接位置的上游。烟气参数检测装置16可将检测到的各种酸污染物含量数据实时传输至控制系统进行处理。

小苏打注入装置2包括小苏打料仓201、小苏打称量机构202和第一下料管203，小苏打称量机构202和第一下料管203之间设有第一阀门204，小苏打料仓201可以存放小苏打，小苏打称量机构202可以对注入的小苏打的量进行控制，具体地，小苏打由小苏打料仓201 进入小苏打称量机构202进行称量，称量好的小苏打在第一阀门204打开后经由第一下料管 203进入管道与烟气混合。此时，小苏打称量装置202和第一下料管203的物料输送通道构成小苏打加料通道。

脱酸塔3的烟气进口与余热锅炉1的烟气出口通过管道连接使烟气流经脱酸塔，第一下料管203连接至该管道，而静态混合器14则串联安装在该管道上且处于该管道与第一下料管 203连接位置的上游。静态混合器14可以对注入管道内的小苏打和烟气进行充分地混合。一般情况下，静态混合器14设置在第一下料管203与余热锅炉1、脱酸塔3连接管道的连接位置的上游2米以内能实现比较好的混合效果。在其他实施例中，还可以将静态混合器14省去。

脱酸塔3上设置有熟石灰注入口和循环灰返回口(图中未显示)，熟石灰注入装置4通过熟石灰注入口与脱酸塔3连接，用于向脱酸塔3内注入熟石灰，熟石灰注入装置4包括熟石灰料仓401、第二下料管402、熟石灰称量机构403、螺旋输送机404和第三下料管405，熟石灰料仓401和第二下料管402之间设有阀门406，第三下料管上设有阀门407。熟石灰料仓401可以存放熟石灰，熟石灰称量机构402可以对注入脱酸塔3内的熟石灰的量进行控制，具体地，熟石灰料仓401中的熟石灰在阀门打开后经由第二下料管402进入熟石灰称量机构403，熟石灰称量机构403称量后的熟石灰经由螺旋输送机404输送入第三下料管405中，最终进入脱酸塔3内。此时，第二下料管402、熟石灰称量机构403、螺旋输送机404以及第三下料管405的物料通道构成熟石灰加料通道。

烟气参数检测装置16、小苏打称量机构202、第一阀门204、第二阀门406、熟石灰称量机构403、螺旋输送机404和第三阀门407均与控制系统连接，控制系统依据烟气参数检测装置16的检测结果通过控制小苏打称量机构202、第一阀门204、第二阀门406、熟石灰称量机构403、螺旋输送机404和第三阀门407能够分别控制小苏打和熟石灰的加入量和加入比例，从而在保证实现良好脱酸效果的同时，提高脱酸效率并降低脱酸成本。

脱酸塔3的底部设置排灰口，该排灰口下设有与之配套的收灰装置12。脱酸塔3的下部还设有雾化水注入机构。雾化水注入机构包括混合管道和设置在脱酸塔3内的喷头，混合管道一端连接该喷头，另一端延伸至脱酸塔外并分为第一分支管道和第二分支管道，第一分支管道连接至压缩空气气源，第二分支管道连接至水源。脱酸塔3的出气口连通旋风分离器5 的进气口，旋风分离器5的排灰口连通中间仓6，中间仓6设有第一排灰口和第二排灰口，第一排灰口与脱酸塔3的循环灰返回口连通，第二排灰口下设有与之配套的收灰装置12。旋风分离器5对脱酸塔3排出的气体进行除尘，不仅可以降低烟气中颗粒物的含量，降低下游陶瓷纤维过滤装置9的负担，延长陶瓷纤维过滤装置9的使用寿命，同时还便于对未反应的脱酸剂进行回收、重复利用。本实施例中，在雾化水喷吹下，熟石灰粉、未反应的小苏打在脱酸塔内形成沸腾的脱酸浓相区，气固接触良好，气固间传热、传质理想。在脱酸塔3内，小苏打、熟石灰粉、返回脱酸塔3的灰尘与水混合，生成一定大小的带有一定水分的颗粒，由于水分的蒸发与吸附，固体颗粒间强制接触摩擦，气、固、液三相之间形成极大的反应活性和反应表面积，达到SO₂以及HF、HCl等酸污染物理想的脱除效果。

旋风分离器5与脱硝单元7通过管道连接，脱酸塔旁路102从小苏打注入装置2与脱酸塔3之间的连接管道上引出后连接至旋风分离器5与脱硝单元7之间的管道上。脱酸塔旁路 102上设有阀门。脱酸塔3的烟气进口设有烟气进口阀门，旋风分离器的5的排气口设有排气口阀门，该烟气进口阀和排气口阀门均设置在与脱酸塔旁路并列的管道上。脱酸塔旁路102 能够在脱酸塔、熟石灰注入装置和/或旋风分离器出现故障时，使烟气直接在小苏打注入装置下游流经脱离塔旁路至的脱硝单元，便于对故障设备进行检修。

利用脱硝单元7可以将脱硝剂加入系统，以脱除烟气中的NOx，本实施例的脱硝剂为氨水或尿素。活性炭加料装置8通过管道连接脱硝单元7，利用活性炭加料装置8向系统内的烟气注入活性炭吸附脱除烟气中的重金属和二噁英。陶瓷纤维过滤装置9通过管道连接活性炭加料装置8。

陶瓷纤维过滤装置9包括箱体和陶瓷纤维管901，箱体的腔室内设有安装板，该腔室被安装板隔开形成进气室和净气室两部分，净气室位于进气室上方。陶瓷纤维管901一端封闭，一端开口且带有法兰，陶瓷纤维管901通过开口端的法兰连接在安装板上。陶瓷纤维管901 的封闭端设于进气室内、开口端连通净气室。陶瓷纤维管901是由不规则的纤维迷宫型结构的细长硅酸盐纤维和无机黏着剂制成管状产品，其在过滤掉粉尘的同时，粉尘中的重金属和被活性炭吸附的剧毒二噁英一并脱除。烟气进入进气室，然后经过陶瓷纤维管过滤后进入净气室，此时烟气中的SO₂、HCl、HF、NOx、粉尘、重金属及二噁英等有害成分被脱除干净。

本实施例的陶瓷纤维管901的硅酸盐纤维上附着有钒基催化剂。在其他实施例中，还可以将钒基催化剂替换为钒钛催化剂。进气室开设有烟气进口和排灰口，排灰口上安装有排灰阀，排灰口下设有配套的收灰装置12。

陶瓷纤维过滤装置9上还设有排气口，该排气口通过管道与引风机10的进气口连接，引风机10的出气口与烟囱11的进气口连接。引风机10和烟囱11产生的抽力将陶瓷纤维过滤装置9排出的干净的烟气排入大气。烟囱11上设置有末端在线烟气检测装置，对烟囱中排放的烟气中主要污染物含量进行检测，实现烟气达标实时监控。

废灰仓13的进灰口与收灰装置12的排灰口通过管道连接，收灰装置12上均设有气体进口，各气体进口均与鼓风机(图中未示出)相连。利用鼓风机鼓出的风可以将收灰装置12中粉尘输送至废灰仓13内。

本实施例的垃圾焚烧烟气治理系统的自动化水平高，可实现在线维护而不影响烟气达标排放等优点，能有效去除烟气中含有的各种污染物，污染物排放指标优于国家标准GB18485—2014要求。

实施例2

本实施例的垃圾焚烧烟气治理系统，将实施例1的垃圾焚烧烟气治理系统脱酸塔3、中间仓6、脱酸塔旁路102省去，将与脱酸塔3烟气进口连接的管道直接与旋风分离器5的进气口连接，再将熟石灰注入装置4连接在该与旋风分离器5进气口连接的管道上，此时小苏打注入装置2和熟石灰注入装置4均连接在该与旋风分离器5进气口连接的管道上且均处于余热锅炉旁路101下游，熟石灰注入装置处于小苏打注入装置2的上游或下游。本实施例的垃圾焚烧烟气治理系统省去脱酸塔和中间仓，适用于粉尘大和烟气中酸污染物少的烟气治理，能够降低投资成本。

实施例3

本实施例的垃圾焚烧烟气治理系统，与实施例1的垃圾焚烧烟气治理系统的区别仅在于：小苏打料仓和熟石灰料仓由整体仓分隔形成，该整体式料仓由侧面和底面围成，侧面为竖直的圆柱面，底面为锥顶朝下的圆锥面，小苏打料仓和熟石灰料仓是用竖直平面隔板将整体式料仓均分形成，这样的好处是可以节省空间，提高土地的利用率。

实施例4

本实施例的垃圾焚烧烟气治理系统，与实施例1的垃圾焚烧烟气治理系统的区别仅在于：本实施例垃圾焚烧烟气治理系统还设置有苏打注入装置，苏打注入装置包括苏打料仓、一端与苏打料仓连接的第六下料管，第六下料管上安装有苏打加料阀，小苏打料仓、熟石灰料仓和苏打料仓均独立设置，第六下料管也与余热锅炉1、旋风分离器5之间的连接管道连接，且连接位置位于余热锅炉旁路101与余热锅炉1、旋风分离器5之间的连接管道的连接位置的下游、静态混合器14的上游；小苏打加料阀也与控制系统连接，控制系统依据烟气参数检测装置16的检测结果通过控制苏打加料阀、小苏打称量机构202、第一阀门204、第二阀门 406、熟石灰称量机构403、螺旋输送机404和第三阀门407能够分别控制小苏打和熟石灰的加入量和加入比例。本实施例设置三个脱酸剂料仓可以对各脱酸剂加入量和加入比例进行更加精细控制，进一步提高脱酸效率并减低脱酸成本。

Claims (10)

1.一种垃圾焚烧烟气治理系统，其特征在于：包括烟气通道，用于提供烟气流动路径；

所述烟气通道上配置有脱酸单元，所述脱酸单元包括：

至少两个脱酸剂料仓，分别用于存储不同的脱酸剂；

脱酸剂加料通道，用于提供将各脱酸剂料仓中的脱酸剂送入所述烟气通道的路径；

所述垃圾焚烧烟气治理系统还包括：

烟气参数检测装置，用于对脱酸剂加料通道与烟气通道连通位置上游的烟气中酸污染物的含量进行在线检测；

控制系统，用于根据在线检测到的酸污染物含量对各脱酸剂料仓中脱酸剂进入烟气通道的比例进行控制。

2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧烟气治理系统，其特征在于：所述脱酸剂加料通道包括与各脱酸剂料仓配套且独立设置的脱酸剂加料分支通道。

3.根据权利要求2所述的垃圾焚烧烟气治理系统，其特征在于：脱酸剂料仓有两个，且独立设置，各脱酸剂料仓分别与脱酸剂加料分支通道一一对应配置。

4.根据权利要求3所述的垃圾焚烧烟气治理系统，其特征在于：两个脱酸剂料仓中的一个为熟石灰料仓，另一个为小苏打料仓。

5.根据权利要求4所述的垃圾焚烧烟气治理系统，其特征在于：所述脱酸单元还包括串在烟气通道上的脱酸塔，熟石灰料仓与脱酸塔连通并用于向其内加入熟石灰，小苏打料仓与烟气通道的连通位置处于脱酸塔上游。

6.根据权利要求4所述的垃圾焚烧烟气治理系统，其特征在于：所述烟气通道上有还串有静态混合器；所述静态混合器处于小苏打料仓上游，用于将进入烟气通道内的小苏打和烟气进行混合。

7.根据权利要求1所述的垃圾焚烧烟气治理系统，其特征在于：所述脱酸单元还包括：除尘装置，用于对各脱酸剂料仓加入脱酸剂脱酸后的烟气进行除尘。

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的垃圾焚烧烟气治理系统，其特征在于：所述烟气通道上还配置有调温单元、脱硝单元以及陶瓷纤维过滤装置，所述调温单元、脱酸单元、脱硝单元和陶瓷纤维过滤装置在烟气流动路径上依次设置；所述陶瓷纤维过滤装置包括陶瓷纤维管，所述陶瓷纤维管的陶瓷纤维上附着有用于催化二噁英和氧气反应的催化剂。

9.根据权利要求8所述的垃圾焚烧烟气治理系统，其特征在于：所述烟气通道还配置有活性炭加料装置，所述活性炭加料装置处于脱硝单元下游、陶瓷纤维过滤装置的上游。

10.根据权利要求8所述的垃圾焚烧烟气治理系统，其特征在于：所述烟气通道还包括与调温单元并联的调温单元旁路。

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