CN217220893U - 危废焚烧烟气全流程超低排放净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种危废焚烧烟气全流程超低排放净化系统。它包括脱酸结构、除尘结构、燃烧器、脱硝结构、GGH烟气换热器；脱酸结构、除尘结构、GGH烟气换热器依次连接；天然气系统、燃烧器、脱硝结构、GGH烟气换热器依次连接；脱酸结构包括半干法脱酸结构、干法脱酸结构、湿法脱酸结构；除尘结构包括袋式除尘器和湿电除尘器；半干法脱酸结构、干法脱酸结构、袋式除尘器、湿法脱酸结构、碱液池排污系统依次连接呈循环回路。本实用新型具有高效脱除污染物、低投资、低运行成本的特点，烟气超低排放的同时整个系统只有飞灰输出进行安全填埋，没有湿法脱硫废水排放，不会造成二次污染的优点。

Description

危废焚烧烟气全流程超低排放净化系统

技术领域

本实用新型涉及一种危废焚烧烟气全流程超低排放净化系统。

背景技术

随着工业经济的快速增长，我国危险废物产量迅速增长。危险废物对人体健康的影响和对自然环境的污染受到广泛关注。危险废物中的有毒有害物质不仅会对人体健康造成直接危害，同时也会在自然环境中发生迁移转化，进而对土壤、水体和大气等生态环境造成污染。我国危险废物污染防治技术政策的总原则是危险废物的减量化、资源化和无害化。首先，从源头上防止或减少危险废物的产生；对于已产生的危险废物，应根据其性质，考虑是否可以进行综合资源化回收利用，以减少后续处置负荷。对于无法或暂时无法回收利用的危险废物，必须采用焚烧处理和安全填埋等方法进行妥善的无害化处置。目前，危险废物处置技术主要包括物理法、化学法、固化/稳定化、焚烧处置技术、非焚烧处置技术和安全填埋处置技术。焚烧处置技术是指利用热量将危险废物中的有机有毒有害物质高温氧化分解的技术，主要包括焚烧和热解气化等技术，适用于处置有机组分高、热值高的危险废物。其中焚烧法能够有效减少废物85％～95％的体积及60％～70％的重量，破坏分解危险有害物质的同时，能够回收焚烧产生的能量，已成为我国最为广泛应用的危险废物处置技术之一。

危险废物焚烧处置能够实现危险废物的减量化、资源化和无害化处理，但焚烧过程中会产生大量烟气和焚烧灰渣，烟气中通常含有 CO、SO₂、NO_x、HF、HCl等常规污染物以及重金属、二噁英/呋喃等。这些污染物排放到大气中将对人体健康和环境造成危害，因此国家制定了严格的危险废物焚烧污染控制排放标准2019年11月，生态环境部发布《危险废物焚烧污染控制标准(二次征求意见稿)》，征求意见稿提高了排放烟气中颗粒物、氟化氢、氯化氢、重金属及其化合物等污染物排放控制要求。为了达到更为严格的污染物排放标准，有效控制危废(危险废物)焚烧烟气中SO₂、NO_x、HF、HCl、二噁英及重金属等的二次污染问题，有必要对危险废物焚烧烟气净化技术进行研究，以应对越来越严格的环保政策。

满足GB18484-2020限值要求的危废焚烧项目烟气处理大部分采用“SNCR+急冷塔+干法脱酸+活性炭+袋式除尘+湿法脱酸+烟气加热”工艺。山东等部分地区实施更加严格的地方标准，在NO_x方面要求更加严格，在原始工艺上新增加了脱硝工艺技术，包括臭氧脱硝、低温SCR脱硝等。但是针对现有流程，焚烧处置含高硫、高氯、高氟、高重金属等危险废物时，难以达到超低排放，如果继续增加后处理净化装置勉强达标，湿法脱硫废水量较大，造成二次污染，同时成本也较高，系统也更加复杂。

因此，开发一种具有高效脱除污染物、低投资、低运行成本，无湿法脱硫废水排放，不会造成二次污染的危废焚烧烟气全流程超低排放净化系统很有必要。

发明内容

本实用新型的目的是为了提供一种危废焚烧烟气全流程超低排放净化系统，为一种危废焚烧烟气全流程超低排放系统，具有高效脱除污染物、低投资、低运行成本的特点，烟气超低排放的同时整个系统只有飞灰输出进行安全填埋，没有湿法脱硫废水排放，不会造成二次污染；克服了现有技术针对焚烧处置含高硫、高氯、高氟、高重金属等危险废物难以达到超低排放的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：危废焚烧烟气全流程超低排放净化系统，其特征在于：包括脱酸结构、除尘结构、燃烧器、脱硝结构、GGH烟气换热器；

脱酸结构、除尘结构、GGH烟气换热器依次连接；

天然气系统、燃烧器、脱硝结构、GGH烟气换热器依次连接；

脱酸结构包括半干法脱酸结构、干法脱酸结构、湿法脱酸结构；

除尘结构包括袋式除尘器和湿电除尘器；

半干法脱酸结构、干法脱酸结构、袋式除尘器、湿法脱酸结构、碱液池排污系统依次连接呈循环回路。

在上述技术方案中，GGH烟气换热器包括烟气换热器管层和烟气换热器壳层；烟气换热器管层经过引风机与燃烧器连接；烟气换热器壳层与湿电除尘器连接；脱硝结构的烟气进口与燃烧器连接，脱硝结构的烟气出口与位于GGH烟气换热器上端的烟气进口连接；GGH 升温段(湿法脱酸后烟气温度70℃升到150℃，走壳层)和GGH降温段(SCR脱硝后烟气温度210℃降到130℃，走管层)都是在GGH 这个烟气换热器中，

脱酸塔出口烟气进入GGH升温段后70℃升到150℃，还达不到脱硝温度，就再通过燃烧器烧天然气加热到220℃之后，进入SCR 反应器，从SCR反应器出口烟气温度210℃，进入GGH加热脱酸出口的烟气。

在上述技术方案中，碱液池排污系统包括碱液池、脱硫废水泵、碱液池排污泵、再生器、压滤机和清液箱；碱液池、脱硫废水泵、再生器、压滤机、清液箱、碱液池排污泵依次连接，和/或碱液池、脱硫废水泵、再生器、清液箱、碱液池排污泵依次连接。

在上述技术方案中，湿法脱酸结构至少设置二级湿法脱酸塔，分别为一级喷淋脱酸塔、二级喷淋脱酸塔；湿法塔承担着主要的脱酸功能，至少设置二级湿法脱酸塔，保证本实用新型的脱酸效率在99％以上，提高抗波动性；

一级喷淋脱酸塔采用空塔结构，二级喷淋脱酸塔设置二级除雾器。

在上述技术方案中，一级喷淋脱酸塔、二级喷淋脱酸塔的下端均与碱液池连接；

一级喷嘴位于一级喷淋脱酸塔内；一级喷嘴有多层；一级喷淋泵与一级喷嘴连接；

碱液池、一级喷淋泵、一级喷淋脱酸塔依次连接呈循环回路；

二级喷嘴位于二级喷淋脱酸塔内、且位于二级除雾器下方，二级喷嘴有多层；二级喷淋泵与二级喷嘴连接；

碱液池、二级喷淋泵、二级喷淋脱酸塔依次连接呈循环回路；

上述连接结构构成本实用新型中的湿法脱酸塔双碱法系统(如图 1、图2所示)。

在上述技术方案中，半干法脱酸结构为急冷塔系统，包括急冷塔、设置在急冷塔上方的双流体雾化喷枪、急冷泵、急冷水箱；急冷水箱、急冷泵、双流体雾化喷枪依次连接。

在上述技术方案中，碱液池与急冷水箱连接；碱液池与急冷水箱的连接管路上依次设置脱硫废水泵、碱液池排污泵、过滤器、阻盐剂加药装置；

自来水系统与急冷水箱连接。

在上述技术方案中，干法脱酸结构为干式反应装置；急冷塔与干法脱酸结构连接；

干法脱酸结构上设置多个活性炭喷射点。

在上述技术方案中，急冷塔、干法脱酸结构的干法脱酸塔下端设置出灰口；

袋式除尘器下方设置出灰机。

本实用新型为一种危废焚烧烟气全流程超低排放系统，具有高效脱除污染物、低投资、低运行成本的特点，具有以下优点：

(1)本实用新型整个系统将半干法、干法、湿法三种脱酸技术手段进行有机结合，根据污染物浓度含量、飞灰水溶盐含量<10％、湿法脱硫废水的处理等问题，分配脱酸效率，确保脱硫废水零排放，只有飞灰外输进行安全填埋；

(2)本实用新型适合高浓度污染物烟气治理；由于污染物浓度高达到超低排放困难；本实用新型采用将氢氧化钠脱硫脱酸改为双碱法脱硫脱酸(即设置二级湿法脱酸塔及碱液池排污系统)，石灰浆液与循环水中的亚硫酸钠、硫酸钠反应生成亚硫酸钙、硫酸钙沉淀，再通过压滤机将循环水中沉淀压滤出来，这样可以降低循环水中的盐浓度，有利于系统稳定运行；同时又能置换出氢氧化钠，降低碱液耗量；脱硫渣进行安全填埋；

(3)本实用新型整个系统采用急冷、干法活性炭吸附、布袋除尘、SCR催化分解等多种手段结合，层层递进，共同达到脱除二噁英和重金属的目的，最大程度控制二恶英和重金属浓度；

(4)本实用新型布袋除尘设计温度高于烟气露点温度10-30℃，可以有效防止内部灰尘粘结粘壁结垢堵塞；布袋除尘器设计0.6m/min 或以下的过滤风速，大大增强二噁英和重金属的脱除效率，实现整个系统的超低排放；布袋材质适用PTFE+PTFE(聚四氟乙烯)覆膜，对尾气进行过滤，达到除尘及吸附二噁英和重金属的目的；

(5)本实用新型中的湿电除尘器可实现多种污染物的联合脱除，可有效去除酸雾、微细粉尘、细小液滴等，缓解工况条件，减缓后续设备腐蚀，延长后续设备寿命；

(6)本实用新型对烟气余热进行利用，在后续SCR脱硝需要升温时，采用将SCR脱硝后的高温烟气余热加热湿法塔出来的低温烟气。

附图说明

图1为本实用新型危废焚烧烟气全流程超低排放净化系统结构图。

图2为本实用新型中的湿法脱酸塔双碱法系统图。

在图1中，D表示来自余热锅炉的烟气；E表示活性炭；F表示消石灰；G表示氨水；I表示去烟囱；J表示引风机。

在图2中，X表示来自布袋除尘器的烟气；Y表示去往湿电除雾器的净烟气；Z表示送至填埋的脱硫渣；R表示用于补充的碱液。

图中1-脱酸结构，1A-半干法脱酸结构，1B-干法脱酸结构，1C- 湿法脱酸结构,2-除尘结构，2A-袋式除尘器，2B-湿电除尘器，3-天然气系统，4-燃烧器，5-脱硝结构，6-GGH烟气换热器，6A-烟气换热器管层，6B-烟气换热器壳层，7-湿法脱酸塔，7A-一级喷淋脱酸塔，7B-二级喷淋脱酸塔,8-除雾器，9-急冷塔，10-双流体雾化喷枪,11- 急冷泵,12-急冷水箱,13-喷射点,13A-消石灰喷射点，13B-活性炭喷射点，14-碱液池,15-一级喷淋泵,16-一级喷嘴,17-二级喷嘴,18-二级喷淋泵,19-脱硫废水泵,20-碱液池排污泵,21-过滤器,22-阻盐剂加药装置,23-自来水系统，24-再生器，25-压滤机，26-清液箱，27- 出灰机,28-碱液池排污系统。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的实施情况，但它们并不构成对本实用新型的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本实用新型的优点更加清楚和容易理解。

本实用新型针对现有技术难以达到超低排放，湿法脱硫废水量较大，造成二次污染，同时成本也较高，系统复杂的问题对危废焚烧烟气净化技术进行优化升级，开发全流程超低排放净化系统，烟气超低排放的同时整个系统只有飞灰输出进行安全填埋，没有湿法脱硫废水排放。在本实用新型中，焚烧后烟气经过余热锅炉后进入烟气急冷塔 (湿法脱硫废水回喷)+干法脱酸(活性炭和消石灰喷射)+袋式除尘+ 湿法脱酸塔+湿电除尘+GGH(烟气换热器)升温段+燃烧器+SCR(选择性催化还原技术)脱硝+GGH(烟气换热器)降温段。如果氮氧化物不符合排放标准，则需要采用SCR中低温脱硝。经湿电除去水雾后的烟气温度60-70℃，通过GGH换热器与SCR出口烟气换热升温至150℃左右，再通过天然气或者蒸汽使烟气加热至220℃左右，到SCR适宜的温度后进入SCR脱硝塔进一步脱硝净化处理，净化后的烟气通过 GGH换热器降温至130℃左右的烟气排至烟囱。

实施例

现以本实用新型试用于某危废焚烧处置项目为实施例对本实用新型进行详细说明，对本实用新型应用于其他危废焚烧处置同样具有指导作用。

本实施例危废焚烧处理规模为3000kg/h。本实施例配伍后危险废物平均元素组成分析如下表1所示：

表1配伍后危险废物平均元素组成分析表

如图1所示，本实施例采用本实用新型系统的技术路线：烟气急冷(脱硫废水回喷，因脱硫废水采用的是钠盐，需要添加阻垢剂)+干法脱酸+活性炭喷射+袋式除尘+湿法一级塔+湿法二级塔(碱液喷淋+ 填料+除雾器)+湿电除尘+GGH升温段+燃烧器+SCR脱硝+GGH降温段；

本实施例采用本实用新型所述的危废焚烧烟气全流程超低排放净化系统进行超低排放净化处理，具体方法，包括如下步骤：

步骤一：半干法脱酸；

危废焚烧烟气经过余热锅炉后烟气温度降为500～600℃，进入半干法脱酸结构1A的急冷塔9，出口烟气温度为180～200℃，冷却时间小于1秒，最大程度避免二噁英再生；

步骤二：干法脱酸；

喷入消石灰，脱除部分酸性气体，具体为：

来自急冷塔9的烟气由干法脱酸结构1B的干法脱酸塔下部进入干法脱酸塔，活性炭与烟气混合，吸附烟气中的污染物；消石灰粉与烟气中的酸性物质混合反应，生成反应物CaSO₄、CaSO₃和CaCl₂，反应物在高温烟气中迅速干燥成固态；这些固态的反应物一部分从干法脱酸结构1B的干法脱酸塔的塔底排灰口排出，另一部分随烟气进入袋式除尘器2A；

步骤三：袋式除尘器除尘；

袋式除尘器2A的清灰系统采用离线脉冲清灰方式清灰，清灰系统采用PLC自动控制；控制方式同时采用定时、定压两种方式，同时定时控制时间可调；

步骤四：湿法脱酸；

如图1、图2所示，碱液池14中的氢氧化钠通过循环泵送至湿法脱酸塔7，湿法脱酸塔7的塔内喷淋系统通过一级喷嘴16和二级喷嘴17雾化为1～3mm液滴，全面覆盖整个湿法脱酸塔7塔体截面，形成良好的雾化区域，并与自下而上的烟气逆向对流充分接触，完成传质过程，达到净化烟气的目的；

湿法脱酸塔7内布置三层喷嘴，每层喷嘴的间隔为1.4～1.7米；

步骤五：湿电除尘器除尘；

湿法脱酸塔7出口烟气进入湿电除尘器2B除雾；

步骤六：确定氮氧化物前端是否符合排放标准；

当湿电除尘器2B输出的烟气符合排放标准，则将经湿电除尘器 2B除雾后的烟气经GGH烟气换热器6直接加热到130℃后排至烟囱；

当湿电除尘器2B输出的烟气不符合排放标准，则采用SCR中低温脱硝，具体方法如下：经湿电除尘器2B除去水雾后的烟气温度60～ 70℃，通过GGH烟气换热器6与SCR脱硝结构5的出口烟气换热升温至150℃左右，再通过天然气或者蒸汽使烟气加热至220℃左右，到SCR适宜的温度后进入脱硝结构5的SCR脱硝塔进一步脱硝净化处理，净化后的烟气通过GGH烟气换热器6降温至130℃后排至烟囱。

烟气急冷降温从55℃到180℃，需要喷射5t左右的水量。

半干法脱酸结构1A的急冷塔喷射回喷脱硫废水溶液承担40％的脱硫效率，60％的脱酸效率；干法脱酸结构1B的干法塔承担15％的脱硫效率，30％的脱酸效率；湿法脱酸结构1C的湿法塔(即湿法脱酸塔7)承担55％的脱硫效率，10％的脱酸效率；将半干法、干法、湿法三种脱酸技术手段进行有机结合，根据污染物浓度含量、飞灰水溶盐含量<10％、湿法脱硫废水的处理等问题，分配脱酸效率，确保脱硫废水零排放，只有飞灰外输进行安全填埋。设置湿法脱酸结构 1C的湿法塔(即湿法脱酸塔7)盐浓度5％，采用氢氧化钠脱酸，则脱酸废水6.4t/h，远大于急冷降温所需的喷水量。所以采用将二级脱酸塔改为双碱法脱酸，向循环水池中添加石灰浆，石灰浆液与循环水中的亚硫酸钠、硫酸钠反应生成亚硫酸钙、硫酸钙沉淀，再通过压滤机将循环水中沉淀压滤出来，这样可以降低循环水中的盐浓度，同时又能置换出氢氧化钠，降低碱液耗量。湿法脱酸结构1C的湿法塔(即湿法脱酸塔7)脱硫废水量可由6.4t/h减少为2.5t/h，仅为烟气急冷塔所需水量的一半，可以实现整个系统废水零排放。

经检测发现，本实施例采用本实用新型所述系统后，烟气能达标排放，其中：粉尘浓度≤10mg/Nm³；二氧化硫≤35mg/Nm³；氮氧化物≤50mg/Nm³，二噁英类≤0.1TEQ ng/Nm³；重金属铬、锡、锑、铜、锰及其化合物(以Cr+Sn+Sb+Cu+Mn计)≤2mg/Nm³，均低于《危险废物焚烧污染控制标准》所要求的排放标准。且本实施例通过采用本实用新型所述系统的优化设计，废水系统自消化，干法、半干法、湿法三种脱酸工艺有机结合并设计脱酸效率，能达到节能降耗的目的。

本实施例采用本实用新型处理前、后的烟气成分及含量如下表2 所示：

表2本实施例采用本实用新型处理前、后的烟气成分及含量

从上述表2可以看出本实施例中待处理的污染物含量很高。本实施例采用本实用新型处理可以达到超净排放标准，同时没有废水排出，不用额外处理废水就是低能耗降低成本的技术方案。

其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (9)

1.危废焚烧烟气全流程超低排放净化系统，其特征在于：包括脱酸结构(1)、除尘结构(2)、燃烧器(4)、脱硝结构(5)、GGH烟气换热器(6)；

脱酸结构(1)、除尘结构(2)、GGH烟气换热器(6)依次连接；

天然气系统(3)、燃烧器(4)、脱硝结构(5)、GGH烟气换热器(6)依次连接；

脱酸结构(1)包括半干法脱酸结构(1A)、干法脱酸结构(1B)、湿法脱酸结构(1C)；

除尘结构(2)包括袋式除尘器(2A)和湿电除尘器(2B)；

半干法脱酸结构(1A)、干法脱酸结构(1B)、袋式除尘器(2A)、湿法脱酸结构(1C)、碱液池排污系统(28)依次连接呈循环回路。

2.根据权利要求1所述的危废焚烧烟气全流程超低排放净化系统，其特征在于：GGH烟气换热器(6)包括烟气换热器管层(6A)和烟气换热器壳层(6B)；烟气换热器管层(6A)经过引风机与燃烧器(4)连接；烟气换热器壳层(6B)与湿电除尘器(2B)连接；脱硝结构(5)的烟气进口与燃烧器(4)连接，脱硝结构(5)的烟气出口与位于GGH烟气换热器(6)上端的烟气进口连接。

3.根据权利要求1或2所述的危废焚烧烟气全流程超低排放净化系统，其特征在于：碱液池排污系统(28)包括碱液池(14)、脱硫废水泵(19)、碱液池排污泵(20)、再生器(24)、压滤机(25)和清液箱(26)；碱液池(14)、脱硫废水泵(19)、再生器(24)、压滤机(25)、清液箱(26)、碱液池排污泵(20)依次连接，和/或碱液池(14)、脱硫废水泵(19)、再生器(24)、清液箱(26)、碱液池排污泵(20)依次连接。

4.根据权利要求3所述的危废焚烧烟气全流程超低排放净化系统，其特征在于：湿法脱酸结构(1C)至少设置二级湿法脱酸塔(7)，分别为一级喷淋脱酸塔(7A)、二级喷淋脱酸塔(7B)；

一级喷淋脱酸塔(7A)采用空塔结构，二级喷淋脱酸塔(7B)设置二级除雾器(8)。

5.根据权利要求4所述的危废焚烧烟气全流程超低排放净化系统，其特征在于：一级喷淋脱酸塔(7A)、二级喷淋脱酸塔(7B)的下端均与碱液池(14)连接；

一级喷嘴(16)位于一级喷淋脱酸塔(7A)内；一级喷嘴(16)有多层；一级喷淋泵(15)与一级喷嘴(16)连接；

碱液池(14)、一级喷淋泵(15)、一级喷淋脱酸塔(7A)依次连接呈循环回路；

二级喷嘴(17)位于二级喷淋脱酸塔(7B)内、且位于二级除雾器(8)下方，二级喷嘴(17)有多层；二级喷淋泵(18)与二级喷嘴(17)连接；

碱液池(14)、二级喷淋泵(18)、二级喷淋脱酸塔(7B)依次连接呈循环回路。

6.据权利要求5所述的危废焚烧烟气全流程超低排放净化系统，其特征在于：半干法脱酸结构(1A)为急冷塔系统，包括急冷塔(9)、设置在急冷塔上方的双流体雾化喷枪(10)、急冷泵(11)、急冷水箱(12)；急冷水箱(12)、急冷泵(11)、双流体雾化喷枪(10)依次连接。

7.根据权利要求6所述的危废焚烧烟气全流程超低排放净化系统，其特征在于：碱液池(14)与急冷水箱(12)连接；碱液池(14)与急冷水箱(12)的连接管路上依次设置脱硫废水泵(19)、碱液池排污泵(20)、过滤器(21)、阻盐剂加药装置(22)；

自来水系统(23)与急冷水箱(12)连接。

8.根据权利要求7所述的危废焚烧烟气全流程超低排放净化系统，其特征在于：干法脱酸结构(1B)为干式反应装置；急冷塔(9)与干法脱酸结构(1B)连接；

干法脱酸结构(1B)上设置多个喷射点(13)；

喷射点(13)包括消石灰喷射点(13A)和活性炭喷射点(13B)。

9.根据权利要求8所述的危废焚烧烟气全流程超低排放净化系统，其特征在于：袋式除尘器(2A)下方设置出灰机(27)。

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