CN216644224U - 一种用于垃圾焚烧烟气再循环和烟气净化的循环热风系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于垃圾焚烧烟气再循环和烟气净化的循环热风系统，包括用于提供动能的循环风机以及用于提供热源的电加热器，所述循环风机的进气端通过管路分别与布袋除尘器的出口端和SCR反应器的出口端相连，所述循环风机的出气端与电加热器的进口端相连，所述电加热器的出口端通过管路分别与焚烧炉进口端、布袋除尘器进口端以及SCR反应器进口端相连。本实用新型通过设置一套循环热风系统，可以同时为布袋除尘器预热和催化剂高温再生提供热源以及作为焚烧炉烟气再循环系统为焚烧炉送风，以满足焚烧炉烟气再循环供应需求，整体工艺系统更简洁，需要的设备、阀门、仪表及管道少，投资成本更低，占地少，系统运行和维护成本低。

Description

一种用于垃圾焚烧烟气再循环和烟气净化的循环热风系统

技术领域

本实用新型属于烟气处理技术领域，具体涉及一种用于垃圾焚烧烟气再循环和烟气净化的循环热风系统。

背景技术

常规垃圾无害化处理主要分为焚烧、填埋、堆肥三种方式。其中，垃圾焚烧因其处理效率高、占地面积小、对环境影响相对较小等优点，应用越来越多。垃圾焚烧产生的烟气需进行除尘和脱硝后达标排放，一般都需要配置布袋除尘器和脱硝装置，要实现NO_X超低排放，仅靠SNCR脱硝难以满足要求，需要增设效率更高的SCR脱硝方可满足。

垃圾焚烧产生的烟气中由于含水量普遍偏高，在焚烧线冷启动前，需要对布袋除尘器进行预热，使布袋除尘器本体温度达到或接近除尘器实际工况下的温度，避免因烟气中水蒸气冷凝使烟气中的粉尘粘结于布袋除尘器的滤袋上形成“糊袋”，影响除尘效果。布袋除尘器通常采用通入热风预热，需配置循环风机和大功率电加热器。

为降低垃圾焚烧过程中NO_X的生成，垃圾焚烧炉采用低氮燃烧技术，其中一项措施便是根据焚烧炉出口NO_X监控数据，适时适当通入含O₂较低的气体作为补充燃烧气源，在低O₂条件下可以抑制垃圾焚烧过程中NO_X的生成量，达到低氮燃烧的目的。低O₂燃烧补充气源气体通过将焚烧炉排出的烟气经脱酸、SCR脱硝工艺净化后获得，其SO₂、NO_X含量低，且温度范围适合，是作为低氮燃烧补充气源的首选。烟气再循环风机抽取一定量(通常为烟气净化系统出口烟气体积量的10％～25％)净化后的烟气，通过焚烧炉循环风系统送回垃圾焚烧炉炉膛。

垃圾焚烧产生的烟气温度较低，SCR烟气脱硝装置采用的催化剂通常为低温催化剂，运行温度为170℃～220℃，在此温度区间内，烟气中的SO₃与喷入的还原性气体NH₃极易生成NH₃HSO₄晶体(铵盐)，结晶后的NH₃HSO₄附着于催化剂表面并堵塞催化剂微孔，导致催化剂活性降低，脱硝效率降低。因此，每运行一段时间后，需要对催化剂做原位离线高温再生，即通过设置循环风机和大功率电加热器为离线的催化剂提供高温空气，使催化剂温度升高，达到NH₃HSO₄分解脱附的目的，使催化剂重新恢复活性。

由于布袋除尘器预热、焚烧炉循环风系统和催化剂再生均需要热风，且所需要的风量和风温不同，常规工程应用一般需配置两套热风系统和一套循环风送风系统，即布袋除尘器预热和催化剂再生各配置一套循环风机与大功率电加热器，焚烧炉烟气再循环系统配置一套循环风机，配套的管道、阀门、仪表相对也比较多，投资成本和维护成本相对更高。

发明内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供了一种能够降低投资成本，提高运行可靠性的用于垃圾焚烧烟气再循环和烟气净化的循环热风系统。

本实用新型是通过下述技术方案来实现：一种用于垃圾焚烧烟气再循环和烟气净化的循环热风系统，其特征在于：包括用于提供动能的循环风机以及用于提供热源的电加热器，所述循环风机的进气端通过管路分别与布袋除尘器的出口端和SCR反应器的出口端相连，在所述布袋除尘器出口侧的管路上设置有除尘器侧入口电动阀，在所述SCR反应器出口侧的管路上设置有SCR侧入口电动阀，所述循环风机的出气端与电加热器的进口端相连，所述电加热器的出口端通过管路分别与焚烧炉进口端、布袋除尘器进口端以及SCR反应器进口端相连，在所述焚烧炉进口侧的管路上设置有焚烧炉侧出口电动阀，在所述布袋除尘器进口侧的管路上设置有除尘器侧出口电动阀，在所述SCR反应器进口侧的管路上设置有SCR侧出口电动阀。

本实用新型所述的用于垃圾焚烧烟气再循环和烟气净化的循环热风系统，其在所述电加热器的进出口端分别设置有电加热器进口电动阀和电加热器出口电动阀。

本实用新型所述的用于垃圾焚烧烟气再循环和烟气净化的循环热风系统，其在所述循环风机的出口侧设置有电加热器旁路，在所述电加热器旁路上设置有旁路电动阀。

本实用新型所述的用于垃圾焚烧烟气再循环和烟气净化的循环热风系统，其在所述循环风机的出口侧设置温度计、压力表以及流量计。

本实用新型所述的用于垃圾焚烧烟气再循环和烟气净化的循环热风系统，其所述电加热器的加热管采用分组设计，所述电加热器根据电加热器的入口温度检测结果及风量需求自动调整电加热器的功率。

本实用新型所述的用于垃圾焚烧烟气再循环和烟气净化的循环热风系统，其在脱酸塔的出口侧设置有除尘器入口挡板，所述电加热器出口侧用于布袋除尘器预热的排气点位于布袋除尘器与除尘器入口挡板之间。

本实用新型所述的用于垃圾焚烧烟气再循环和烟气净化的循环热风系统，其在所述SCR反应器进出口端连接的管路上分别设置有SCR入口挡板以及SCR出口挡板，所述电加热器出口侧用于SCR反应器内催化剂高温再生的排气点位于SCR反应器入口烟道与SCR入口挡板之间。

本实用新型所述的用于垃圾焚烧烟气再循环和烟气净化的循环热风系统，其在所述布袋除尘器的出口侧设置有反应器旁路，在所述反应器旁路上设置有SCR旁路挡板。

本实用新型通过设置一套循环热风系统，可以同时为布袋除尘器预热和催化剂高温再生提供热源以及作为焚烧炉烟气再循环系统为焚烧炉送风，以满足焚烧炉烟气再循环供应需求，相比常规设置两套热风系统分别为除尘器预热和催化剂高温再生提供热源的技术，节省了一套热风系统，并节约了一套焚烧炉烟气再循环系统，整体工艺系统更简洁，需要的设备、阀门、仪表及管道少，投资成本更低，占地少，系统运行和维护成本低。

本实用新型通过优化除尘器预热系统、催化剂高温再生系统和焚烧炉烟气再循环系统，形成循环热风系统，主要获得以下有益效果：

1、循环热风系统仅设置一套风机和电加热器就可以满足系统全部的热风需求，控制系统简单，系统运行可靠性高，设备配置少，设备占地小，初投资成本低，运行维护费用低。

2、循环热风系统多点抽气和多点排气，且相互自动切换，可灵活实现多种热风送风模式，如除尘器单体预热、SCR反应器催化剂高温再生单体运行、除尘器和反应器同时预热、焚烧炉烟气再循环送风等。

3、电加热器采用电加热管分组设计，循环风机变频调节，可以满足不同运行条件下热负荷和风量的要求，如催化剂再生加热阶段的大功率负荷，除尘器预热后温度保持阶段电加热器的低负荷；焚烧炉不同工况下对烟气再循环的不同风量要求，最大程度节省了电加热器的能耗；电加热器旁路设计，在系统作为焚烧炉烟气再循环送风过程中，可降低系统阻力，节省电耗，同时保护电加热器，延长电加热器使用寿命。

4、催化剂再生过程产生的废气，不需要预处理，直接通过循环热风系统送入焚烧炉，经烟气净化后排放，安全、环保、快捷地完成催化剂再生废气处理。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1为焚烧炉，2为脱酸塔，3为布袋除尘器，4为SCR反应器，5为烟囱，6为除尘器侧入口电动阀，7为SCR侧入口电动阀，8为循环风机，9为电加热器，10为除尘器侧出口电动阀，11为SCR侧出口电动阀，12为焚烧炉侧出口电动阀，13为除尘器入口挡板，14为SCR入口挡板，15为SCR出口挡板，16为SCR旁路挡板，17为温度计，18为压力表，19为流量计，20为SCR反应器差压计，21为旁路电动阀，22为电加热器进口电动阀，23为电加热器出口电动阀。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，一种用于垃圾焚烧烟气再循环和烟气净化的循环热风系统，包括用于提供动能的循环风机8以及用于提供热源的电加热器9，所述循环风机8的进气端通过管路分别与布袋除尘器3的出口端和SCR反应器4的出口端相连，即循环热风系统设置的两处抽气点，在所述布袋除尘器3出口侧的管路上设置有除尘器侧入口电动阀6，在所述SCR反应器4出口侧的管路上设置有SCR侧入口电动阀7，可根据不同工况自动切换运行模式，所述循环风机8的出气端与电加热器9的进口端相连，所述电加热器9的出口端通过管路分别与焚烧炉1进口端、布袋除尘器3进口端以及SCR反应器4进口端相连，即循环热风系统设置的三处排气点，在所述焚烧炉1进口侧的管路上设置有焚烧炉侧出口电动阀12，在所述布袋除尘器3进口侧的管路上设置有除尘器侧出口电动阀10，在所述SCR反应器4进口侧的管路上设置有SCR侧出口电动阀11，可根据不同工况灵活自动切换，在所述电加热器9的进出口端分别设置有电加热器进口电动阀22和电加热器出口电动阀23，其中，在所述循环风机8的出口侧设置有电加热器旁路，在所述电加热器旁路上设置有旁路电动阀21，通过旁路的设计，可降低系统运行阻力和延长电加热器使用寿命，以节省运行电耗。

具体地，在所述循环风机8的出口侧设置温度计17、压力表18以及流量计19，通过监控循环风机8出口的温度、压力和流量以及电动阀自动切换，可以动态调整循环风机8和电加热器9的出力，以满足不同排气点的风量和风温需求，所述循环风机变频设计，可根据不同工况调整风机风量，以节省运行电耗，所述电加热器9的加热管采用分组设计，优选分组为5～10组，可根据需要自动启动和切换加热管组数，所述电加热器9根据电加热器9的入口温度检测结果及风量需求自动调整电加热器9的功率，使热风的温度分别满足布袋除尘器预热和催化剂再生的温度需求，以降低电加热器总的运行电耗，达到节能的目的；在脱酸塔2的出口侧设置有除尘器入口挡板13，所述电加热器9出口侧用于布袋除尘器3预热的排气点位于布袋除尘器3与除尘器入口挡板13之间，在所述SCR反应器4进出口端连接的管路上分别设置有SCR入口挡板14以及SCR出口挡板15，所述电加热器9出口侧用于SCR反应器4内催化剂高温再生的排气点位于SCR反应器4入口烟道与SCR入口挡板14之间，在所述布袋除尘器3的出口侧设置有反应器旁路，在所述反应器旁路上设置有SCR旁路挡板16。

其中，布袋除尘器的预热工况具体为：焚烧炉1冷启动前，打开除尘器侧入口电动阀6、除尘器侧出口电动阀10、电加热器进口电动阀22和电加热器出口电动阀23，循环热风系统其余的阀门均处于关闭状态，除尘器入口挡板13、SCR入口挡板14和SCR旁路挡板16也处于关闭状态。开启循环风机8和电加热器9，使布袋除尘器3内气体通过循环风机8、经过电加热器9加热后，回到布袋除尘器3，根据循环风机8出口管道设置的温度计17，用于检测循环风的温度，多次循环加热后，布袋除尘器3内气体被加热到预热的指定温度，循环热风系统停止工作，布袋除尘器3预热工作完成。

催化剂高温再生工况具体为：根据SCR反应器差压计20监测的SCR反应器4进出口压力差数据，设置催化剂再生工况启动条件。催化剂再生工况启动时，打开SCR侧入口电动阀7、SCR侧出口电动阀11、电加热器进口电动阀22和电加热器出口电动阀23，循环热风系统其余的阀门均处于关闭状态，SCR入口挡板14和SCR出口挡板15也处于关闭状态，除尘器入口挡板13和SCR旁路挡板16处于打开状态。开启循环风机8和电加热器9，使SCR反应器4内气体通过循环风机8、经过电加热器9加热后，回SCR反应器4，根据循环风机8出口管道设置的温度计17，用于检测循环风的温度，在循环风达到催化剂再生所需的温度后，温度计17检测数据用于反馈调节电加热器9的热负荷，避免电加热器持续高负荷运行。当SCR反应器差压计20监测数据达到判断结束催化剂再生的值时，催化剂再生工况完成。催化剂再生完成后，关闭电加热器9和SCR侧出口电动阀11，打开焚烧炉侧电动阀12和SCR入口挡板14，其余阀门状态不变，通过循环风机8将催化剂再生产生的废气直接送入焚烧炉。

焚烧炉烟气再循环送风工况具体为：打开SCR侧入口电动阀7、焚烧炉侧电动阀12和旁路电动阀21，除尘器入口挡板13、SCR入口挡板14和SCR出口挡板15也处于打开状态。循环热风系统其余的阀门均关闭，SCR旁路挡板16也处于关闭。开启循环风机8，根据焚烧炉控制系统对焚烧循环风送风量的要求，并结合循环风机8出口管道设置的温度计17、压力表18和流量计19检测的循环风参数，调整循环风机8的频率以满足再循环风量的需求。

其中，布袋除尘器的预热、催化剂再生和焚烧炉烟气再循环工况采用错时启动运行设计，可以避免同时运行产生过大运行电耗，以降低系统的运行成本。此外，催化剂高温再生工艺完成后，再生气体中含有大量的SO_X和NH₃，本实用新型可以通过调整循环热风系统各阀门状态，使含有SO_X和NH₃的再生气体直接进入焚烧炉炉膛，产生的烟气经脱酸和脱硝后再达标排放，避免SO_X和NH₃直接排放引起排放超标；而且常规设计的除尘器预热系统和催化剂高温再生系统，在焚烧线冷启动时，通常只启动除尘器预热系统，待除尘器内温度达到工作温度后，再通入烟气，通入的烟气同时预热SCR反应器，预热过程中由于SCR反应器内温度过低，还原剂气体不能喷入，SCR脱硝无法投运，所以在冷启动初期阶段，常有NO_X排放不达标情况出现，本实用新型可以通过设置的循环热风系统，使除尘器和SCR反应器同时完成预热，并且使除尘器和SCR反应器温度场均匀，满足焚烧线冷态启动就能达到SCR脱硝系统投运的要求，解决常规技术冷启动期间NO_X无法达标排放的问题。

本实用新型的循环热风系统采用一体化设计，通过合理的管路和控制阀门设计以及灵活的控制方案，可以实现多工况自动切换和运行，而且采用一套循环热风系统可同时满足除尘器预热、催化剂再生和焚烧炉循环送风所需的热风要求，设备配置少、系统简单、可靠性高、初期投资和运行维护成本低。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于垃圾焚烧烟气再循环和烟气净化的循环热风系统，其特征在于：包括用于提供动能的循环风机(8)以及用于提供热源的电加热器(9)，所述循环风机(8)的进气端通过管路分别与布袋除尘器(3)的出口端和SCR反应器(4)的出口端相连，在所述布袋除尘器(3)出口侧的管路上设置有除尘器侧入口电动阀(6)，在所述SCR反应器(4)出口侧的管路上设置有SCR侧入口电动阀(7)，所述循环风机(8)的出气端与电加热器(9)的进口端相连，所述电加热器(9)的出口端通过管路分别与焚烧炉(1)进口端、布袋除尘器(3)进口端以及SCR反应器(4)进口端相连，在所述焚烧炉(1)进口侧的管路上设置有焚烧炉侧出口电动阀(12)，在所述布袋除尘器(3)进口侧的管路上设置有除尘器侧出口电动阀(10)，在所述SCR反应器(4)进口侧的管路上设置有SCR侧出口电动阀(11)。

2.根据权利要求1所述的用于垃圾焚烧烟气再循环和烟气净化的循环热风系统，其特征在于：在所述电加热器(9)的进出口端分别设置有电加热器进口电动阀(22)和电加热器出口电动阀(23)。

3.根据权利要求2所述的用于垃圾焚烧烟气再循环和烟气净化的循环热风系统，其特征在于：在所述循环风机(8)的出口侧设置有电加热器旁路，在所述电加热器旁路上设置有旁路电动阀(21)。

4.根据权利要求1所述的用于垃圾焚烧烟气再循环和烟气净化的循环热风系统，其特征在于：在所述循环风机(8)的出口侧设置温度计(17)、压力表(18)以及流量计(19)。

5.根据权利要求4所述的用于垃圾焚烧烟气再循环和烟气净化的循环热风系统，其特征在于：所述电加热器(9)的加热管采用分组设计，所述电加热器(9)根据电加热器(9)的入口温度检测结果及风量需求自动调整电加热器(9)的功率。

6.根据权利要求1所述的用于垃圾焚烧烟气再循环和烟气净化的循环热风系统，其特征在于：在脱酸塔(2)的出口侧设置有除尘器入口挡板(13)，所述电加热器(9)出口侧用于布袋除尘器(3)预热的排气点位于布袋除尘器(3)与除尘器入口挡板(13)之间。

7.根据权利要求1所述的用于垃圾焚烧烟气再循环和烟气净化的循环热风系统，其特征在于：在所述SCR反应器(4)进出口端连接的管路上分别设置有SCR入口挡板(14)以及SCR出口挡板(15)，所述电加热器(9)出口侧用于SCR反应器(4)内催化剂高温再生的排气点位于SCR反应器(4)入口烟道与SCR入口挡板(14)之间。

8.根据权利要求7所述的用于垃圾焚烧烟气再循环和烟气净化的循环热风系统，其特征在于：在所述布袋除尘器(3)的出口侧设置有反应器旁路，在所述反应器旁路上设置有SCR旁路挡板(16)。

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