CN217952342U - 一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统，包括顺序连接的半干法脱酸反应塔、布袋除尘器、烟气换热系统和湿法反应塔，布袋除尘器与烟气换热系统之间布设有活性焦脱硝反应塔，活性焦脱硝反应塔内置活性焦和还原剂喷头。本实用新型承接经过SNCR处理系统处理后的烟气，雾化后的烟气，进入布袋除尘器进行预除尘处理，经过脱除烟尘过滤后的气体，进入活性焦脱硝反应塔，在活性焦脱硝反应塔中，利用还原剂存储罐与还原剂喷头将还原剂喷入活性焦脱硝反应塔，并结合活性焦的作用，与烟气中的氮氧化物进一步发生脱硝反应，去除烟气中的氮氧化物，最后再由湿法反应塔对进行脱酸处理，实现对生活垃圾焚烧烟气高效超净处理。

Description

一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统

技术领域

本实用新型涉及生活垃圾处理处置与资源化利用领域系统，更具体地，涉及一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统。

背景技术

目前，我国常用的垃圾处理处置方式有：卫生填埋法、垃圾堆肥法和热处理法等。卫生填埋处理方式的优势是技术简单，处理量大，但占用土地资源过大，存在选址难、渗滤液污染、温室气体排放等问题，且没有对垃圾进行资源化利用。由于生活垃圾中包装材料、纸类和塑料等成分的数量在不断增加，给垃圾堆肥带来了一些问题，且堆肥后容易造成土地盐碱化、产品的市场准入难，使其发展受到限制。而垃圾热处理技术在减容、减量、资源化利用方面具有明显优势，新型垃圾焚烧技术，近年来受到了国家的重视，是垃圾处理处置与资源化利用的主要方向。

热处理技术的实质是在高温下将垃圾进行氧化分解，以形成稳定的固态残渣，但焚烧处理期间会产生大量大气污染物，包括酸性污染物、氮氧化物、粉尘、重金属、具备强致癌性的二噁英等痕量有机物，这是目前焚烧处理技术中需要重点解决的问题之一。

为了防止垃圾焚烧处理过程中对环境产生二次污染，必须采取严格的烟气净化措施，利用烟气净化系统控制垃圾焚烧烟气的排放。烟气中酸性气体的脱除有三种处理工艺：干法、半干法与湿法。半干法净化工艺可达到较高的净化效率，投资和运行费用较低，流程较为简单，不产生废水。半干法在国内已有较多成功的应用实例，积累了一定的运行经验，适用于排放标准要求较高的焚烧厂，现在中国在建与已建的多数垃圾焚烧发电厂都选用半干法。干法净化工艺其工艺比较简单，投资低，运行维护方便，但干法工艺的净化效率相对较低。湿法净化工艺的污染物净化效率最高，可满足最严格的排放标准要求。但由于流程复杂，配套设备较多，一次性投资和运行费用高，在经济发达地区以及排放标准严格的地区应用较多。在脱硝方面，目前我国主流工艺为SNCR、SCR和SNCR+SCR组合工艺。SCR对NOx的去除率达到了80％以上，但其投资和运行费用均十分昂贵，尤其是SCR催化剂的购置与更换成本很高。而SNCR对NOx的去除率仅为40～50％，当烟气排放标准低于180Nm³/h时，单独使用SNCR系统很难达到排放要求。在除尘方面，自20世纪80年代末开始，垃圾焚烧厂更多的采用布袋除尘器，其对粉尘的去除效率可达到99.9％以上。我国《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》(CJJ90-2009)中明确规定生活垃圾焚烧炉除尘装置必须采用布袋除尘器。在重金属与二噁英的去除方面，目前最常使用的方法是喷射活性炭来吸附烟气中的二噁英与重金属。

近年来，随着我国经济的发展与环保意识的提高，河南、河北、海南、福建、深圳等省市相继出台了生活垃圾焚烧烟气污染物排放的地方标准，其中Nox的排放限制大幅度降低，相比于国标的降幅达到了52％～68％。传统的氮氧化物去除方面的提标方案是，在SNCR的基础上，增加SCR工艺。SCR技术的设备投资昂贵，尤其是SCR催化剂的价格昂贵，并且，运行良好的情况下，SCR催化剂的使用寿命也仅仅为4年左右，导致SCR运行费用高；且因为生活垃圾焚烧电厂中烟气成分复杂等原因，容易出现SCR催化剂中毒现象，因而，实际工艺中，往往需要在湿法脱酸设备后设置SCR以减少SCR催化剂中毒的频率，但湿法脱酸塔出口的烟气温度仅为60℃左右，需要经过烟气-烟气换热器与蒸汽加热器一同将湿法反应塔出口的烟气温度进行提升，最低需要达到180℃，乃至240℃，因而SCR的运行费用极高，同时造成大量的能源浪费。而目前活性焦脱硝工艺则在可在布袋除尘器出口温度下运行，脱硝效率也可达40％～50％，因此，活性焦脱硝工艺与SNCR联合使用基本可以满足各省市地标的要求，如果日后进一步提高氮氧化物的排放标准(超净排放)，可以在布袋除尘器与活性焦脱硝反应器之间增加蒸汽加热装置，提升反应效率。活性焦造价低，因此活性焦脱硝反应塔的投资费用低，能耗低，运行费用低。并且由于活性焦也存在一定的吸附作用，因此活性焦脱硝反应塔在去除氮氧化物的同时，还具备对二噁英与重金属的去除效果，提高整个烟气系统对二噁英与重金属的去除效率，降低活性炭喷射量。

实用新型内容

本实用新型提供一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统，能够实现生活垃圾焚烧烟气高效超净处理。

根据本实用新型的一个方面，提供一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统，包括顺序连接的半干法脱酸反应塔、布袋除尘器、烟气换热系统和湿法反应塔，其特征在于，所述布袋除尘器与所述烟气换热系统之间布设有活性焦脱硝反应塔，所述活性焦脱硝反应塔内置活性焦和还原剂喷头，所述还原剂喷头外接还原剂存储罐。

在上述方案基础上优选，所述半干法脱酸反应塔的输入端布设雾化器。

在上述方案基础上优选，还包括飞灰输送装置和与所述飞灰输送装置连通的飞灰存储装置，所述半干法脱酸反应塔包括第一输送出口和第二输送出口，所述第一输送出口与所述布袋除尘器连通，所述第二输送出口外接所述飞灰输送装置，且所述布袋除尘器的输出端与所述飞灰输送装置相连通。

在上述方案基础上优选，所述半干法脱酸反应塔与所述布袋除尘器之间通过管道连通，所述管道上布设有活性炭喷射系统和干粉喷射系统。

在上述方案基础上优选，所述活性炭喷射系统包括活性碳存储器和喷头，所述活性碳存储器的输出端与所述喷头相连，且所述喷头处于所述管道内。

在上述方案基础上优选，所述干粉喷射系统包括还原剂存储罐和高压喷头，所述还原剂存储罐与所述高压喷头相连通，所述高压喷头处于所述管道内。

在上述方案基础上优选，还包括SNCR处理系统，所述SNCR处理系统的输出端与所述半干法脱酸反应塔的输入端连通。

在上述方案基础上优选，所述布袋除尘器与所述活性焦脱硝反应塔之间还布设有用于温度控制的蒸汽加热系统。

本实用新型的一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统，承接经过SNCR处理系统处理后的烟气，通过半干法脱酸反应塔的输入端布设雾化器，雾化后的烟气，进入布袋除尘器进行预除尘处理，经过脱除烟尘过滤后的气体，进入活性焦脱硝反应塔，在活性焦脱硝反应塔中，利用还原剂存储罐与还原剂喷头将还原剂喷入活性焦脱硝反应塔，并结合活性焦的作用，与烟气中的氮氧化物进一步发生脱硝反应，去除烟气中的氮氧化物，最后再由湿法反应塔对进行脱酸处理，从而实现对生活垃圾焚烧烟气高效超净处理。

附图说明

图1为本实用新型的生活垃圾焚烧发电烟气净化系统的框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

请参阅图1所示，本实用新型提供了一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统，包括顺序连接的半干法脱酸反应塔2、布袋除尘器5和湿法反应塔12，布袋除尘器5与烟气换热系统10之间布设有活性焦脱硝反应塔9，活性焦脱硝反应塔9内置活性焦和还原剂喷头13，还原剂喷头13外接还原剂存储罐10，半干法脱酸反应塔2与布袋除尘器5之间通过管道连通，管道上布设有活性炭喷射系统3和干粉喷射系统4，并为了保证净化效果，还在在半干法脱酸反应塔2输入端之前设置SNCR处理系统，并且将半干法脱酸反应塔湿法反应塔12输出端的部分烟气导入至SNCR处理系统，降低半干法脱酸反应塔2输入端原始烟气中氮氧化物污染物的产生量。

即本实用新型采用了“SNCR-烟气再循环-半干法脱酸反应塔-活性碳吸附-干法脱酸-袋式除尘-活性焦脱硝反应塔-湿法脱酸反应塔”的处理工艺，以实现生活垃圾焚烧烟气高效超净处理，需要注意的是，活性焦可以是蜂窝状、箱状、博板状任意一种形态。

具体的是，在锅炉内通过喷射还原剂(即SNCR系统)，将烟气中的NOx浓度降低并确保余热锅炉出口的浓度控制在250mg/Nm³以下，并为了保证半干法脱酸反应塔2的效果，本实用新型还在半干法脱酸反应塔2的输入端布设雾化器1，通过雾化器1将输入的烟气进行雾化，经过雾化后的烟气，进入布袋除尘器5，产生的飞灰进入飞灰输送系统。经过脱除颗粒物后的气体，进入活性焦脱硝反应塔9，同时，还原剂存储与喷射系统10将还原剂喷入活性焦脱硝反应塔9，活性焦脱硝反应塔9输出端烟气与湿法脱酸反应塔12输出端烟气通过烟气—烟气换热系统11进行热交换，之后烟气被送入湿法脱酸反应塔12内进行反应，烟气-烟气换热器11出口端的烟气部分通过烟道被送回焚烧炉中，降低原始烟气中氮氧化物的生成量。

为了收集烟气净化系统中产生的飞灰，本实用新型还包括飞灰输送装置6和与飞灰输送装置6连通的飞灰存储装置7，半干法脱酸反应塔2包括第一输送出口和第二输送出口，第一输送出口与输送管管道连通，所第二输送出口外接飞灰输送装置6，且布袋除尘器5的输出端与飞灰输送装置6相连通，经过过滤或者下沉后的飞灰颗粒被收集在飞灰存储装置7内，避免飞灰四溢，造成二次污染。

值得说明的是，为提高其净化效果，本实用新型在半干法脱酸反应塔2与所述布袋除尘器5之间通过管道连通，管道上布设有活性炭喷射系统和干粉喷射系统，其中，活性炭喷射系统3包括活性碳存储器和喷头，活性碳存储器的输出端与喷头相连，且喷头处于管道内。优选的是，干粉喷射系统4包括还原剂存储罐和高压喷头，还原剂存储罐与高压喷头相连通，高压喷头处于管道内。

即工作时，通过活性炭喷射系统3，利用活性炭喷射系统3喷出的粉末活性炭，吸附重金属、二噁英等微量有机物，另一方面干粉喷射系统4喷出的消石灰(或者碳酸氢钠)干粉，进一步与烟气中的酸性污染物反应，以提高其净化效果，降低后续活性焦脱硝反应塔9和湿法反应塔12的工作负荷，提高烟气的净化度。

本实用新型通过在半干法脱酸反应塔2和布袋除尘器5之间的管道中，通过喷入活性炭粉末，吸附重金属、有机物、二噁英等，同时可以根据系统脱酸要求，选择喷入一定量的消石灰(或者碳酸氢钠)干粉，进一步与烟气中的酸性污染物反应；优选的，消石灰(或者碳酸氢钠)干粉和活性炭以气力输送方式定量提供，气力输送系统由给料器、喷射风机和输送管道组成。

本实用新型的一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统，工作具体工艺步骤包括如下：

步骤1，生活垃圾焚烧炉内进行SNCR处理系统进行脱硝处理；

步骤2，烟气再循环工艺是将部分活性焦脱硝以及湿法脱酸后的低氮氧化物和低氧烟气通过风机循环回流至炉膛，通过降低炉膛此区域中的氧气浓度，抑制氮氧化物的生成，进一步降低半干法反应塔入口处烟气中的氮氧化物浓度；

步骤3，SNCR的出口烟气进入半干法脱酸反应塔2进行脱酸处理；

步骤4，半干法脱酸反应塔的2出口烟气进入袋式除尘器5进行除尘处理；

步骤5，在半干法脱酸反应塔2与布袋除尘器5之间的烟道中，通过活性炭喷射系统3和干法喷射系统4，喷入活性炭与消石灰(或者碳酸氢钠干法)，去除烟气中的重金属、二噁英等微量有机物，同时进一步去除烟气中的酸性污染物。

步骤6，袋式除尘器5出口的烟气进入活性焦脱硝反应塔9，进行进一步脱硝处理(根据需要的脱硝效率，选择是否在布袋除尘器5与活性焦脱硝反应器之间增设蒸汽加热器8)；

步骤7，如果烟气排放标准中对酸性污染物的排放要求较为严格，活性焦脱硝反应塔9的出口烟气可以在经过烟气-烟气换热器11后进入湿法脱酸反应塔12进行进一步的脱酸处理；如果不需要进一步脱酸处理，则活性焦脱硝反应器出口烟气可以直接经引风机后进入烟筒排放。

在酸性污染物排放要求较为严格时，步骤7中活性焦脱销反应器9出口烟气经过烟气-烟气换热器11后，进入湿法脱酸反应塔12的底部然后，进入湿法脱酸反应塔的上层反应区与循环的氢氧化钠溶液进行反应，之后烟气继续上升至减湿部，并喷入雾化后的氢氧化钠溶液，进一步脱除烟气中残留的酸性气体，并同时降低烟气温度以降低烟气的饱和湿度，脱出烟气中多余的水分，以减少烟囱出口处产生“白烟“的可能性。

值得说明的是，本实用新型的半干法脱酸反应塔2的出口气的温度为150～155℃，袋式除尘器5的出口气的温度为150～155℃，且袋式除尘器的清灰一般为脉冲反吹方式，可在线/离线定期清理附着在滤袋上的飞灰。

值得说明的是，本实用新型中蒸汽加热系统8不是必须的，可以按照所需要的脱硝效率，判断布袋除尘系统5的出口的150～155℃的温度是否已满足所需脱硝效率所要求的反应温度要求，如果已经满足，则无需设置蒸汽加热系统8；若所需的反应温度更高，则需要设置蒸汽加热系统8，将活性焦脱硝反应塔9入口的烟气温度加热至所需的反应温度。本实用新型的一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统，通过在布袋除尘器5与湿法反应塔12之间增设活性焦脱硝反应塔9，在活性焦的催化作用下，通过还原剂存储与喷射系统10喷射的还原剂与烟气中的氮氧化物会进一步反生脱硝反应，进一步去除烟气中的氮氧化物。

本实用新型的一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统，通过在半干法脱酸反应塔2与布袋除尘器5之间增设活性炭储存与喷射系统3、干粉储存与喷射系统4，通过喷入活性炭，吸附烟气中的活性炭与二噁英等有机物；通过喷入脱酸剂干粉，通过酸碱中和反应进一步脱除烟气中的酸性污染物。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统，包括顺序连接的半干法脱酸反应塔、布袋除尘器、烟气换热系统和湿法反应塔，其特征在于，所述布袋除尘器与所述烟气换热系统之间布设有活性焦脱硝反应塔，所述活性焦脱硝反应塔内置活性焦和还原剂喷头，所述还原剂喷头外接还原剂存储罐。

2.如权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统，其特征在于，所述半干法脱酸反应塔的输入端布设雾化器。

3.如权利要求2所述的一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统，其特征在于，还包括飞灰输送装置和与所述飞灰输送装置连通的飞灰存储装置，所述半干法脱酸反应塔包括第一输送出口和第二输送出口，所述第一输送出口与所述布袋除尘器连通，所述第二输送出口外接所述飞灰输送装置，且所述布袋除尘器的输出端与所述飞灰输送装置相连通。

4.如权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统，其特征在于，所述半干法脱酸反应塔与所述布袋除尘器之间通过管道连通，所述管道上布设有活性炭喷射系统和干粉喷射系统。

5.如权利要求4所述的一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统，其特征在于，所述活性炭喷射系统包括活性碳存储器和喷头，所述活性碳存储器的输出端与所述喷头相连，且所述喷头处于所述管道内。

6.如权利要求4所述的一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统，其特征在于，所述干粉喷射系统包括还原剂存储罐和高压喷头，所述还原剂存储罐与所述高压喷头相连通，所述高压喷头处于所述管道内。

7.如权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统，其特征在于，还包括SNCR处理系统，所述SNCR处理系统的输出端与所述半干法脱酸反应塔的输入端连通。

8.如权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统，其特征在于，所述布袋除尘器与所述活性焦脱硝反应塔之间还布设有用于温度控制的蒸汽加热系统。

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