CN215196270U - 一种用于等离子熔融炉的烟气治理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于等离子熔融炉的烟气治理装置，包括与等离子熔融炉的烟气出口相连的余热锅炉，余热锅炉的烟气出口通过输气管道依次连接有急冷塔、干式反应器、综合反应器、引风机、一级喷淋塔、二级喷淋塔；该烟气治理装置还包括储气罐、水箱、吸附剂储罐、脱酸剂储罐和碱液罐；综合反应器包括反应罐和设置于反应罐内的双层过滤套管，双层过滤套管包括外层过滤管和内层过滤管，内层过滤管的表面浸渍有二噁英催化剂。本烟气治理装置能够使从等离子熔融炉排出的高温烟气快速冷却，抑制二噁英的再生成；并可有效脱除烟气中高浓度SO₂、HCL、二噁英、颗粒物、重金属等污染物，排放浓度达到超低排放要求，降低烟气处理成本。

Description

一种用于等离子熔融炉的烟气治理装置

技术领域

本实用新型属于等离子熔融炉处理垃圾焚烧发电厂的飞灰烟气治理领域，具体涉及一种用于等离子熔融炉的烟气治理装置。

背景技术

利用高温等离子技术处理垃圾焚烧发电厂的飞灰，是将飞灰进行高温等离子熔融以减量并稳定化，过程中会产生高温、高颗粒物含量及高浓度酸性气体的烟气，该烟气必须经过处理后才能再引入垃圾焚烧系统的烟气处理系统中或者经排气筒排出。

等离子炉烟气主要表现为烟气温度高(1200-1300℃)、SO₂、HCl含量极高(3000～30000mg/Nm³)。烟气中高浓度的SO₂、HCl气体与水进行结合就会产生一种混合酸,这些酸的存在会在一定的温度下与金属及内衬表面发生反应,这样就会产生腐蚀。因此，高温烟气的冷却过程中温度的控制、高浓度酸性气体的脱除及酸性气体引起的腐蚀是治理的难点。

现有尾气治理技术存在以下几种问题：(1)高温烟气的冷却引起积灰、湿壁、腐蚀；(2)目前有湿法、干法和半干法三种烟气脱酸处理工艺，为满足更为严格的超低排放要求，脱酸效率有待提高；(3)烟气中二噁英简单的物理吸附，将无法满足更为严格的0.1TEQ ng/m³排放要求，它只是转移了存在形式，并没有分解有害物，并且有二次污染的风险。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于等离子熔融炉的烟气治理装置，以实现高浓度酸性气体(主要包含SO₂、HCL)、颗粒物、重金属、二噁英脱除治理。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种用于等离子熔融炉的烟气治理装置，包括与等离子熔融炉的烟气出口相连的余热锅炉，所述余热锅炉的烟气出口通过输气管道依次连接有急冷塔、干式反应器、综合反应器、引风机、一级喷淋塔、二级喷淋塔，所述输气管道上设置有若干个测温元件和测压元件；，需要的说的是，测温元件可为温度传感器，测压元件可为压力传感器，他们均为市场上成熟的现有产品，对于其具体的产品结构和工作原理在此不做赘述。进一步的，二级喷淋塔的烟气出口连接有烟气监测装置；优选的，所述烟气监测装置可选用CEMS监测仪，通过CEMS监测仪可实时对气体中SO₂、NO_X等酸性气体以及粉尘含量等参数进行检测。该烟气治理装置还包括储气罐、水箱、吸附剂储罐、脱酸剂储罐和碱液罐，其中：

所述急冷塔内设有喷枪，所述喷枪的水入口和空气入口分别连接水箱的出水口和储气罐的出气口；

所述干式反应器具有吸附剂喷射口和脱酸剂喷射口；所述吸附剂喷射口与吸附剂储罐的出口连接，所述脱酸剂喷射口与脱酸剂储罐的出口连接；

所述综合反应器包括反应罐和设置于反应罐内的双层过滤套管，该双层过滤套管包括外层过滤管和内层过滤管，内层过滤管的表面浸渍有二噁英催化剂；烟气进入综合反应器后，外层过滤管能够过滤烟气中颗粒物的同时，其较大的比表面积还为吸附剂和脱酸剂提供了附着场所，此时，吸附剂可以与烟气中重金属、二噁英进行二次吸附反应，脱酸剂与烟气中酸性气体发生二次中和反应，降低烟气中酸性气体的排放浓度，减小后段湿法脱酸负荷；当烟气进入内层过滤管时，内层过滤管上的二噁英催化剂在有氧条件下能够将二噁英催化分解为CO₂、H₂O、HCl等小分子物质。

所述一级喷淋塔具有第一碱液补充口和第一清水补充口；所述二级喷淋塔具有第二碱液补充口和第二清水补充口；所述二级喷淋塔的内部从上至下依次设有塔顶除雾器和填料层。所述第一碱液补充口和第二碱液补充口均与碱液罐的出液口连接；所述第一清水补充口、第二清水补充口均与水箱的出水口连接。

优选的技术方案，所述一级喷淋塔安装有第一喷淋装置，所述二级喷淋塔安装有第二喷淋装置，所述第一喷淋装置和第二喷淋装置结构相同；所述第一喷淋装置包括通过管道相连的循环泵、气动排液阀以及若干个雾化喷嘴；所述循环泵用于吸取一级喷淋塔底部的循环液并将循环液输送至雾化喷嘴中，所述雾化喷嘴安装在一级喷淋塔的内部上方。进一步的，所述第一喷淋装置还包括安装在一级喷淋塔的内部下方的pH计、电导率控制器和液位计。pH计、电导率控制器和液位计分别用于检测循环液的pH值、电导率和液位高度。

优选的技术方案，所述吸附剂储罐与吸附剂喷射口之间的管道上安装有第一罗茨风机和吸附剂计量喷射泵，所述吸附剂储罐的出口通过第一罗茨风机与吸附剂计量喷射泵的入口连接，所述吸附剂计量喷射泵的出口与吸附剂喷射口连接；所述脱酸剂储罐与脱酸剂喷射口之间的管道上安装有第二罗茨风机和脱酸剂计量喷射泵，所述脱酸剂储罐的出口通过第二罗茨风机与脱酸剂计量喷射泵的入口连接，所述脱酸剂计量喷射泵的出口与脱酸剂喷射口连接。

优选的技术方案，所述储气罐与喷枪的空气入口之间的管道上安装有第一流量调节阀；所述水箱与喷枪的水入口之间的管道上安装有第二流量调节阀；所述水箱的出水口与喷枪的水入口之间的管道上还安装有第一清水泵和第二清水泵；所述水箱与第一清水补充口之间的管道上安装有第三清水泵；所述水箱与第二清水补充口之间的管道上安装有第四清水泵。

优选的技术方案，所述碱液罐的出水口与第一碱液补充口、第二碱液补充口之间的管道上安装有碱液补充泵，通过碱液补充泵将碱液罐内的碱液输送至一级喷淋塔、二级喷淋塔中。

优选的技术方案，所述余热锅炉、急冷塔、干式反应器、综合反应器的底部均为上大下小的锥形，且其出口均安装有卸灰器；所述卸灰器的出口通过输灰管道连接有储灰仓；所述输灰管道上安装有输灰装置。上述输灰装置为本领域中常规使用的装置，可选用螺旋输送机、刮板输送机等，本方案中不做具体限定，在实际使用中，本领域的技术人员可根据实际需要，选择合适的装置即可。

与现有技术相比，本方案的有益效果为：

本实用新型通过余热锅炉、急冷塔、干式反应器、综合反应器等结构的合理设计，能够使从等离子熔融炉排出的高温烟气快速冷却，抑制二噁英的再生成，解决积灰、湿壁、腐蚀等问题；并通过一级喷淋塔、二级喷淋塔的两级喷淋，可以有效降低烟气中SO₂、HCl等酸性气体的含量，实现高浓度酸性气体污染物(3000～30000mg/Nm³)的脱除，达到99.99％的脱除效率；颗粒物排放达到<5mg/Nm³。另外，本实用新型中综合反应器内的双层过滤套管包括外层过滤管和内层过滤管，烟气先通过外层过滤管的除尘及吸附后，再经内层过滤管进行分解二噁英，二噁英达到0.1TEQ ng/m³排放浓度，达到降低投资和运行成本的目的。

附图说明

图1为本实用新型提供的用于等离子熔融炉的烟气治理装置的结构示意图；

附图标记：1-余热锅炉，2-急冷塔，3-干式反应器，4-综合反应器，5-引风机，6-一级喷淋塔，7-二级喷淋塔，701-塔顶除雾器，702-填料层，8-测温元件，9-测压元件，10-烟气监测装置，11-喷枪，12-储气罐，13-第一流量调节阀，14-水箱，15-输气管道，16-第二流量调节阀，17-吸附剂储罐，18-吸附剂计量喷射泵，19-脱酸剂储罐，20-脱酸剂计量喷射泵，21-卸灰器，22-输灰装置，23-储灰仓，24-碱液罐，25-碱液补充泵，26-输灰管道，27-循环泵，28-气动排液阀，29-雾化喷嘴，31-PH计，32-电导率控制器，33-液位计，34-第一罗茨风机，35-第二罗茨风机，36-第一清水泵，37-第二清水泵，38-第三清水泵，39-第四清水泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作更进一步的说明。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本发明的限制。本实用新型中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

参考图1，一种用于等离子熔融炉的烟气治理装置，包括有从前往后顺次通过输气管道15连接的余热锅炉1、急冷塔2、干式反应器3、综合反应器4、引风机5、一级喷淋塔6、二级喷淋塔7，其中余热锅炉1的烟气进口与等离子炉的烟气出口连接，相邻两个设备间的输气管道上均安装有测温元件8、测压元件9，二级喷淋塔7烟气出口的尾气管道布置烟气监测装置10，烟气监测装置10选用CEMS监测仪表，接入排气筒或者其他排放点。需要的说的是，前述测温元件8可为温度传感器，测压元件9可为压力传感器，他们均为市场上成熟的现有产品，对于其具体的产品结构和工作原理在此不做赘述。该烟气治理装置还包括储气罐12、水箱14、吸附剂储罐17、脱酸剂储罐19和碱液罐24，其中：

急冷塔2内设置喷枪11，喷枪11的水入口和空气入口分别连接水箱14的出水口和储气罐12的出气口；所述储气罐12与喷枪11的空气入口之间的管道上安装有第一流量调节阀13；所述水箱14与喷枪11的水入口之间的管道上安装有第二流量调节阀16；所述水箱14的出水口与喷枪11的水入口之间的管道上还安装有第一清水泵36和第二清水泵37。

干式反应器3具有吸附剂喷射口和脱酸剂喷射口；所述吸附剂喷射口与吸附剂储罐17的出口连接，所述脱酸剂喷射口与脱酸剂储罐19的出口连接。进一步的，吸附剂储罐17与吸附剂喷射口之间的管道上安装有第一罗茨风机34和吸附剂计量喷射泵18，吸附剂储罐17的出口通过第一罗茨风机34与吸附剂计量喷射泵18的入口连接，吸附剂计量喷射泵18的出口与吸附剂喷射口连接；脱酸剂储罐19与脱酸剂喷射口之间的管道上安装有第二罗茨风机35和脱酸剂计量喷射泵20，脱酸剂储罐19的出口通过第二罗茨风机35与脱酸剂计量喷射泵20的入口连接，脱酸剂计量喷射泵20的出口与脱酸剂喷射口连接。

所述综合反应器4包括反应罐和设置于反应罐内的双层过滤套管，该双层过滤套管包括有外层过滤管和内层过滤管，内层过滤管的表面浸渍有二噁英催化剂；烟气进入综合反应器后，外层过滤管能够过滤烟气中颗粒物的同时，其较大的比表面积还为吸附剂和脱酸剂提供了附着场所，此时，吸附剂可以与烟气中重金属、二噁英进行二次吸附反应，脱酸剂与烟气中酸性气体发生二次中和反应，降低烟气中酸性气体的排放浓度，减小后段湿法脱酸负荷；当烟气进入内层过滤管时，内层过滤管上的二噁英催化剂在有氧条件下能够将二噁英催化分解为CO2、H2O、HCl等小分子物质。上述双层过滤套管、二噁英催化剂均为常规市售产品。

一级喷淋塔6具有第一碱液补充口和第一清水补充口；二级喷淋塔7具有第二碱液补充口和第二清水补充口；第一碱液补充口和第二碱液补充口均与碱液24罐的出液口连接；碱液罐24的出液口与第一碱液补充口、第二碱液补充口之间的管道上安装有碱液补充泵25，通过碱液补充泵25将碱液罐内的碱液输送至一级喷淋塔6、二级喷淋塔7中。第一清水补充口、第二清水补充口均与水箱的出水口连接，其中：第一清水补充口与水箱出水口之间的管道上安装有第三清水泵38；第二清水补充口与水箱出水口之间的管道上安装有第四清水泵39；二级喷淋塔7的内部从上至下依次设有塔顶除雾器701和填料层702。进一步的，一级喷淋塔6安装有第一喷淋装置，二级喷淋塔6安装有第二喷淋装置，第一喷淋装置和第二喷淋装置结构相同；第一喷淋装置包括通过管道相连的循环泵27、气动排液阀28以及若干个雾化喷嘴29；循环泵27用于吸取一级喷淋塔底部的循环液并将循环液输送至雾化喷嘴29中，雾化喷嘴29安装在一级喷淋塔6的内部上方。更进一步的，第一喷淋装置还包括安装在一级喷淋塔6的内部下方的pH计31、电导率控制器32和液位计33。pH计31、电导率控制器32和液位计33分别用于检测循环液的pH值、电导率和液位高度。

作为优选的实施方式，余热锅炉1、急冷塔2、干式反应器3、综合反应器4的底部均为上大下小的锥形，且其出口均安装有卸灰器21；卸灰器21的出口通过输灰管道26连接有储灰仓23；输灰管道26上安装有输灰装置22。上述输灰装置为本领域中常规使用的装置，可选用螺旋输送机、刮板输送机等，本方案中不做具体限定，在实际使用中，本领域的技术人员可根据实际需要，选择合适的装置即可。

本烟气治理装置的烟气治理方法为：

(1)从等离子熔融炉的排气出口排出的烟气经过输气管道15进入余热锅炉1中，烟气经余热锅炉1回收一定热能后，温度降至500℃左右；

(2)烟气从余热锅炉1排出后经输气管道15进入急冷塔2中，水箱14中的水与储气罐12中的压缩气体同时经过喷枪11进入急冷塔2中，经压缩空气雾化后的水滴在急冷塔中与高温烟气混合，水挥发吸收热量，可使急冷塔内的烟气降温至200℃以下，该温度可抑制二噁英的再生成；水箱的喷水量可根据急冷塔的出口烟气温度通过第二流量调节阀16控制，压缩空气量根据喷水量通过第一流量调节阀13自动调整。

(3)冷却后烟气进入干式反应器3内，吸附剂储罐17内存储有重金属/二噁英吸附剂，脱酸剂储罐19内存储有脱酸剂，通过吸附剂计量喷射泵18、脱酸剂计量喷射泵20将重金属/二噁英吸附剂、脱酸剂分别喷入干式反应器3中，使其与烟气进行混合反应；重金属/二噁英吸附剂、脱酸剂的喷射量根据CEMS监测数据实际情况做相应调整；上述所提及的重金属/二噁英吸附剂、脱酸剂均为市售产品，本领域技术人员可根据待处理的烟气成分，选择所需的试剂。

(4)含酸性气体、二噁英、重金属、颗粒物的烟气与吸附剂、脱酸剂混合后进入综合反应器4后，覆盖在双层过滤套管的外层过滤管上，外层过滤管过滤烟气中颗粒物的同时，其较大的比表面积还为吸附剂和脱酸剂提供了附着场所，此时，吸附剂可以与烟气中重金属、二噁英进行二次吸附反应，脱酸剂与烟气中酸性气体发生二次中和反应，降低烟气中酸性气体的排放浓度，减小后段湿法脱酸负荷；当烟气进入内层过滤管时，内层过滤管上的二噁英催化剂在有氧条件下能够将二噁英催化分解为CO₂、H₂O、HCl等小分子物质。

(5)从综合反应器4排出的烟气经引风机5排入一级喷淋塔6，循环液经循环泵输送至喷淋层从雾化喷嘴喷出后与烟气逆流接触，脱除大部分HCl和SO₂，同时温度降至70-80℃；然后进入二级喷淋塔7，循环液经循环泵输送至喷淋层从雾化喷嘴喷出后与烟气逆流接触，同时通过二级喷淋塔填料层702增加反应时间，提高了脱酸效率，雾滴通过塔顶除雾器701去除后最终达到排放指标排出，接入排气筒或者其他排放点；

(6)一级喷淋塔6、二级喷淋塔7内的pH计与碱液补充泵25连锁，当塔内循环液pH值低于设定值(7.5，可调)时，启动碱液补充泵补充碱液；电导率控制器与气动排液阀连锁，当循环液电导率低于设定值(70ms/cm)时启动气动排液阀排液，当循环液液位低于设定值(1米，可调)时关闭排液电动阀，启动第三、第四清水泵补水至正常液位。若电导率仍高于设定值(50ms/cm)，重复上述程序，直至电导率在正常值(低于50ms/cm)时关闭气动排液阀停止排液。

(7)余热锅炉1、急冷塔2、干式反应器3、综合反应器4的底部为上大下小的锥形，这样有利于将其内部的沉积物排出，且其出口均安装有卸灰器21；卸灰器21的出口通过输灰管道26连接有储灰仓23，输灰管道26上安装有输灰装置22。上述输灰装置为本领域中常规使用的装置，可选用螺旋输送机、刮板输送机等，本方案中不做具体限定，在实际使用中，本领域的技术人员可根据实际需要，选择合适的装置即可。

Claims (9)

1.一种用于等离子熔融炉的烟气治理装置，其特征在于：包括与等离子熔融炉的烟气出口相连的余热锅炉，所述余热锅炉的烟气出口通过输气管道依次连接有急冷塔、干式反应器、综合反应器、引风机、一级喷淋塔、二级喷淋塔；还包括储气罐、水箱、吸附剂储罐、脱酸剂储罐和碱液罐，其中：

所述急冷塔内设有喷枪，所述喷枪的水入口和空气入口分别连接水箱的出水口和储气罐的出气口；

所述干式反应器具有吸附剂喷射口和脱酸剂喷射口；所述吸附剂喷射口与吸附剂储罐的出口连接，所述脱酸剂喷射口与脱酸剂储罐的出口连接；

所述综合反应器包括反应罐和设置于反应罐内的双层过滤套管；所述双层过滤套管包括外层过滤管和内层过滤管，内层过滤管的表面浸渍有二噁英催化剂；

所述一级喷淋塔具有第一碱液补充口和第一清水补充口；所述二级喷淋塔具有第二碱液补充口和第二清水补充口；所述第一碱液补充口和第二碱液补充口均与碱液罐的出液口连接；所述第一清水补充口、第二清水补充口均与水箱的出水口连接。

2.根据权利要求1所述的烟气治理装置，其特征在于：所述一级喷淋塔安装有第一喷淋装置，所述二级喷淋塔安装有第二喷淋装置，所述第一喷淋装置和第二喷淋装置结构相同；所述第一喷淋装置包括通过管道相连的循环泵、气动排液阀以及若干个雾化喷嘴；所述循环泵用于吸取一级喷淋塔底部的循环液并将循环液输送至雾化喷嘴中，所述雾化喷嘴安装在一级喷淋塔的内部上方。

3.根据权利要求2所述的烟气治理装置，其特征在于：所述第一喷淋装置还包括安装在一级喷淋塔的内部下方的pH计、电导率控制器和液位计。

4.根据权利要求1所述的烟气治理装置，其特征在于：所述吸附剂储罐与吸附剂喷射口之间的管道上安装有第一罗茨风机和吸附剂计量喷射泵，所述吸附剂储罐的出口通过第一罗茨风机与吸附剂计量喷射泵的入口连接，所述吸附剂计量喷射泵的出口与吸附剂喷射口连接；所述脱酸剂储罐与脱酸剂喷射口之间的管道上安装有第二罗茨风机和脱酸剂计量喷射泵，所述脱酸剂储罐的出口通过第二罗茨风机与脱酸剂计量喷射泵的入口连接，所述脱酸剂计量喷射泵的出口与脱酸剂喷射口连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的烟气治理装置，其特征在于：所述储气罐与喷枪的空气入口之间的管道上安装有第一流量调节阀；所述水箱与喷枪的水入口之间的管道上安装有第二流量调节阀；所述水箱的出水口与喷枪的水入口之间的管道上还安装有第一清水泵和第二清水泵；所述水箱与第一清水补充口之间的管道上安装有第三清水泵；所述水箱与第二清水补充口之间的管道上安装有第四清水泵。

6.根据权利要求5所述的烟气治理装置，其特征在于：所述碱液罐的出水口与第一碱液补充口、第二碱液补充口之间的管道上安装有碱液补充泵，通过碱液补充泵将碱液罐内的碱液输送至一级喷淋塔、二级喷淋塔中。

7.根据权利要求5所述的烟气治理装置，其特征在于：所述余热锅炉、急冷塔、干式反应器、综合反应器的底部均为上大下小的锥形，且其出口均安装有卸灰器；所述卸灰器的出口通过输灰管道连接有储灰仓；所述输灰管道上安装有输灰装置。

8.根据权利要求1所述的烟气治理装置，其特征在于：所述二级喷淋塔的烟气出口连接有烟气监测装置。

9.根据权利要求1所述的烟气治理装置，其特征在于：所述输气管道上设置有若干个测温元件和测压元件。

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