CN219367670U - 一种垃圾焚烧烟气净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型指垃圾焚烧烟气净化系统，包括沿烟气流动方向依序连接的原烟道、PNCR脱硝系统、SDA脱酸系统、除尘系统、净烟道及烟囱，净烟道与原烟道连通形成有循环烟道，PNCR脱硝系统包括余热锅炉和高分子脱硝剂喷射装置，余热锅炉内设炉膛与原烟道和循环烟道连通，高分子脱硝剂喷射装置设于余热锅炉上游，以使粉状高分子脱硝剂喷射入炉膛，与烟气混合，实现氮氧化物气体的脱除；SDA脱酸系统包括SDA反应塔，SDA反应塔用于脱硝后烟气与喷射入的吸收剂反应，脱除烟气中酸性气体；除尘系统用于滤除脱硝脱酸后烟气中的粉尘、颗粒物。本申请采用“烟气再循环+PNCR脱硝”组合，节省换热设备，简化子系统，降低脱硝剂的消耗及对应设备的电耗，降低系统运行成本。

Description

一种垃圾焚烧烟气净化系统

技术领域

本实用新型属于垃圾焚烧烟气处理技术领域，尤指一种垃圾焚烧烟气净化系统。

背景技术

近年来，随着对垃圾焚烧发电项目的烟气排放标准日趋严格，部分城市(如上海、深圳、海南等)对新建垃圾焚烧项目参照超低排放标准(即NO_x≤50mg/Nm³、SO₂≤35mg/Nm³、烟尘≤5mg/Nm³)进行设计，为此垃圾焚烧烟气净化工艺路线在常规烟气净化工艺基础上新增湿法脱酸及SCR脱硝，形成“SNCR+半干法+干法+活性炭+布袋除尘器+GGH₁+湿法+GGH₂+SGH+

SCR”工艺。

采用上述工艺，会有以下问题：1)湿法脱酸后烟气温度会显著下降，后续为满足SCR脱硝温度需求，除了利用烟气自身热量经GGH对烟气加热外，还需从汽轮机抽部分蒸汽经SGH对烟气加热，降低发电量；2)采用低温SCR脱硝，低温催化剂价格昂贵，且每隔3～4年需再生更换，系统投资及更换成本大；3)子系统较多，投资成本大，且关联控制难度大，不利于系统整体的长期稳定运行。

实用新型内容

针对以上技术问题，本实用新型的目的在于提供一种垃圾焚烧烟气净化系统，其采用炉内PNCR脱硝代替后端SCR脱硝，避免SCR脱硝对温升的要求，节省GGH、SGH等换热设备配置，简化子系统数量；同时，降低高分子脱硝剂的消耗及对应设备的电耗，降低系统运行成本。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种垃圾焚烧烟气净化系统，包括沿烟气流动方向依序连接的原烟道、PNCR脱硝系统、SDA脱酸系统、除尘系统、净烟道及烟囱，所述净烟道与原烟道连通形成有循环烟道，

所述PNCR脱硝系统包括余热锅炉和高分子脱硝剂喷射装置，所述余热锅炉的内部设有炉膛，所述炉膛与原烟道和循环烟道连通，所述高分子脱硝剂喷射装置设于余热锅炉上游，以使粉状高分子脱硝剂喷射入炉膛，与烟气混合，实现氮氧化物气体的脱除；

所述SDA脱酸系统包括SDA反应塔和设于SDA反应塔上游的吸收剂喷射装置，所述SDA反应塔用于脱硝后烟气与喷射入的吸收剂反应，脱除烟气中的酸性气体；

所述除尘系统用于滤除脱硝脱酸后烟气中的粉尘、颗粒物；

所述烟囱通过原烟道连通余热锅炉，经脱硝、脱酸和除尘后的净烟气分为两路，一路通过循环烟道返回炉膛，另一路由净烟道经烟囱外排。

一些技术方案中，所述高分子脱硝剂喷射装置包括喷射器、与喷射器第一入口端连接的进料设备、与喷射器第二入口端连接的进气设备及依序连接于喷射器出口端的气料分配器和若干喷枪，所述喷枪的入口端还连通有压缩气进管，所述喷枪的出口端与炉膛连通。

一些技术方案中，还包括SNCR脱硝系统，

所述SNCR脱硝系统设有氨或尿素脱硝剂喷射装置，所述氨或尿素脱硝剂喷射装置设于余热锅炉上游，以使氨或雾状尿素喷入炉膛内与氮氧化物气体反应完成脱硝。

一些技术方案中，所述氨或尿素脱硝剂喷射装置设有双流体喷枪，所述双流体喷枪的第一入口端连通有氨或尿素输送管道，第二入口端连通有压缩气输送管道，及出口端连通所述炉膛。

一些技术方案中，所述SDA脱酸系统还包括进烟通道和烟气分配器，所述吸收剂喷射装置设有输送设备与旋转雾化器，经旋转雾化器喷射入SDA反应塔的吸收剂雾滴与经过烟气分配器均匀分配进入的脱硝后烟气反应实现酸性气体的脱除。

一些技术方案中，所述除尘系统包括袋式除尘器，所述袋式除尘器的内部设有多个隔仓，任意所述隔仓的内部装设有若干滤袋，所述袋式除尘器的底部对应各个隔仓分别设置灰斗，所述灰斗连通至输灰系统。

一些技术方案中，所述SDA反应塔与袋式除尘器之间的烟道上旁通有消石灰粉喷射通道和/或活性炭喷射通道。

一些技术方案中，所述除尘系统的下游烟道上顺次连接烟气换热器和湿法脱硫塔，

所述湿法脱硫塔的入口端依次连通烟气换热器的热侧出口和热侧进口，所述湿法脱硫塔的出口端依次连通烟气换热器的冷侧进口和冷侧出口，所述烟气换热器的冷侧出口连通至烟囱。

一些技术方案中，所述净烟道设有两路并联流股，一路自烟气换热器的冷侧出口连通至烟囱；另一路自除尘系统的净烟出口连通至烟囱。

一些技术方案中，所述净烟道的两路并联流股上及烟气换热器的热侧进烟管道上分别装设有烟气挡板门；和/或，

所述循环烟道上布设有调节门；和/或，

所述净烟道上安装引风机，所述循环烟道上安装循环风机。

本实用新型采用以上技术方案至少具有如下的有益效果：

1.本申请采用炉内PNCR脱硝代替后端SCR脱硝，避免SCR脱硝对温升的要求，节省GGH、SGH等换热设备配置，简化子系统数量，降低系统运行成本；进一步地，通过“PNCR+SNCR”的配合使用，保证烟气净化系统脱硝达标且性能稳定，同时减少高分子脱硝剂耗量，降低脱硝系统运行成本；

2.PNCR脱硝技术，脱硝效率高达80％以上；工艺简单，一体化设计，空间布置灵活；反应产物为N₂和H₂O等，无其它有机物产生，不生成有害副产物，不会形成铵盐造成二次污染；高温下粉末状脱硝剂分解释放出高活性的氨基自由基与NO_x反应，无氨逃逸现象；安全性高，脱硝剂为固态高分子粉末，无污染不属于危险品，易运输且无安全问题；喷入炉膛对炉壁管无腐蚀；

3.本申请利用烟气再循环技术，将低温、低氧烟气引入炉膛内，利用惰性气体的吸热作用降低火焰温度，抑制热力型NO_x的生成；同时，利用低氧的循环烟气，降低燃烧区氧量，增强还原性气氛，遏制NO_x前驱物向NO_x的转化，从根本上降低烟气中NO_x含量，进而降低脱硝剂的消耗及对应设备的电耗，降低系统运行成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图及其标记作简单的介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所述的一种垃圾焚烧烟气净化系统的结构示意图。

图中标注符号的含义如下：

111－高分子脱硝剂料仓，112－手动插板阀，113－卸料阀，114－称重喂料机，115－喷射器，121－罗茨鼓风机，122－喷枪，130－余热锅炉，131－炉膛；

200－SDA反应塔；300－袋式除尘器；400－烟气换热器；500－湿法脱硫塔；600－循环烟道；700－烟囱；

810－第一烟气挡板门，820－第二烟气挡板门，830－第三烟气挡板门，840－调节门，850－引风机，860－循环风机。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

PNCR脱硝技术是指利用气力输送装置将高分子脱硝剂粉末直接喷入炉膛131，在炉内高温条件下高分子脱硝剂与NO_x反应生成N₂、H₂O等无害物质，脱硝效率高达80％～96％，与传统SNCR及SCR脱硝相比，PNCR具有工艺简单、脱硝效率高、投资及运行成本低的优点。

烟气再循环技术是将低温、低氧的烟气返回炉内燃烧区，利用惰性气体的吸热作用降低火焰温度，抑制热力型NO_x的生成；同时利用低氧的循环烟气，降低燃烧区氧量，增强还原性气氛，遏制NO_x前驱物(NCO、NO_x、HNO等)向NO_x的转化，是一种从源头控制NO_x的技术。

基于此，本申请针对现有垃圾焚烧烟气净化工艺“SNCR+半干法+干法+活性炭+布袋除尘器+GGH₁+湿法+GGH₂+SGH+SCR”，引入PNCR脱硝技术和烟气再循环技术，开发出以下优化的垃圾焚烧烟气净化工艺。

实施例1

请参阅图1，示出一种垃圾焚烧烟气净化系统，包括沿烟气流动方向依序连接的原烟道、PNCR脱硝系统、SDA脱酸系统、除尘系统、净烟道及烟囱700，净烟道与原烟道连通形成有循环烟道600。

上述实施例中，PNCR脱硝系统包括余热锅炉130和高分子脱硝剂喷射装置，余热锅炉130的内部设有炉膛131，炉膛131与原烟道和循环烟道600连通，高分子脱硝剂喷射装置设于余热锅炉130上游，以使粉状高分子脱硝剂喷射入炉膛131，与烟气混合，实现氮氧化物气体的脱除。

在一具体实施方式中，高分子脱硝剂喷射装置包括喷射器115、与喷射器115第一入口端连接的进料设备、与喷射器115第二入口端连接的进气设备及依序连接于喷射器115出口端的气料分配器和若干喷枪122，喷枪122的入口端还连通有压缩气进管，喷枪122的出口端与炉膛131连通。

具体的，进料设备包括高分子脱硝剂料仓111和称重喂料机114，位于高分子脱硝剂料仓111与称重喂料机114之间的输料管道上依次布设有手动插板阀112和卸料阀113，位于称重喂料机114与喷射器115之间的输料管道上还设有锁气阀；进气设备设有罗茨鼓风机121。

本实施例PNCR脱硝系统运行过程如下：

外购袋装高分子脱硝剂经斗提机进入高分子脱硝剂料仓111，在高分子脱硝剂料仓111外壁振打电机振打作用下，经高分子脱硝剂料仓111底部手动插板阀112、卸料阀113进入称重喂料机114；高分子脱硝剂经称重计量后由称重喂料机114下端的锁气阀进入喷射器115。

喷射器115一端连接罗茨鼓风机121，利用罗茨鼓风机121产生的高压空气将喷射器115内的粉状高分子脱硝剂送至气料分配器并分配到各个喷枪122。其中，喷枪122采用气力喷枪，利用来自压缩空气总管的压缩空气，脱硝剂经喷枪122的压缩及喷射作用，进入炉膛131后在850～1100℃温度区间与烟气中的NO_x充分混合反应，实现脱除NO_x的目的。为进一步避免燃烧产生的高浓度硫化物、氮氧化物等酸性、腐蚀性物质对喷枪结构造成磨损、腐蚀，喷枪122(含喷嘴)选用耐高温(耐温要求为1100℃)、耐腐蚀的合金材料。

上述实施例中，SDA脱酸系统包括SDA反应塔200和设于SDA反应塔200上游的吸收剂喷射装置，SDA反应塔200用于脱硝后烟气与喷射入的吸收剂反应，脱除烟气中的酸性气体。

在一具体实施方式中，SDA脱酸系统还包括进烟通道和烟气分配器，吸收剂喷射装置设有输送设备与旋转雾化器，经旋转雾化器喷射入SDA反应塔200的吸收剂雾滴与经过烟气分配器均匀分配进入的脱硝后烟气反应实现酸性气体的脱除。

本实施例脱酸系统运行过程如下：

炉膛131内烟气经余热锅炉130尾部空预器后进入SDA反应塔200。

采用石灰粉与水混合搅拌消化后制成消石灰浆液，储存在消石灰浆液箱，经浆液输送泵送入SDA反应塔200顶部的旋转雾化器。

消石灰浆液在旋转雾化器高转速产生的离心力作用下喷出，形成细小均匀的雾滴，与经过烟气分配器均匀分配进入SDA反应塔200的烟气进行充分气液接触，在SDA反应塔200内完成对烟气中的酸性成分如SO₂、HF、HCl等吸收反应。

反应生成含水量极低的固态副产物，一部分经SDA反应塔200底部排出，去输灰系统；一部分经SDA反应塔200的烟气出口随烟气进入下游烟道，经除尘系统过滤收集，去输灰系统。

上述实施例中，除尘系统包括袋式除尘器300，袋式除尘器300的内部设有多个隔仓，任意隔仓的内部装设有若干滤袋，袋式除尘器300的底部对应各个隔仓分别设置灰斗，灰斗连通至输灰系统。除尘系统用于滤除脱硝脱酸后烟气中的粉尘、颗粒物。

本实施例除尘系统运行过程如下：

来自SDA反应塔200出口的带有飞灰及各种粉尘的温度为140～160℃的烟气进入袋式除尘器300，烟气从滤袋外部进入，从隔仓顶部排出，附着于滤袋外表面的飞灰经压缩空气反吹排入底部的灰斗，灰斗设有振打及电加热装置，漏灰经旋转排灰阀排至输灰系统的埋刮板输送机。

袋式除尘器300的清灰为脉冲反吹方式，每个隔仓的进出口均有阀门，可实现在线清理。清灰根据每个隔仓的进出口的压降来进行，DCS系统自动控制。当自动清理无法满足要求时，也可采用离线清理。

本实施例中，烟囱700通过原烟道连通余热锅炉130，经脱硝、脱酸和除尘后的净烟气分为两路，一路通过循环烟道600返回炉膛131，另一路由净烟道经烟囱700外排。具体地，在循环烟道600上布设调节门840和循环风机860。

本实施例中采用“烟气再循环+PNCR脱硝”组合，精简了原有的垃圾焚烧烟气净化系统，采用炉内PNCR脱硝代替后端SCR脱硝，避免SCR脱硝对温升的要求，节省GGH、SGH等换热设备配置，简化子系统数量，降低系统投资成本；同时降低系统阻力和蒸汽耗量，有利于降低系统运行费用。

实施例2

请参阅图1，本实施例与实施例1相比，采用“PNCR+SNCR”配合使用，保证烟气净化系统脱硝达标且性能稳定，同时减少高分子脱硝剂耗量，降低脱硝系统运行成本。

上述实施例中，SNCR脱硝系统设有氨或尿素脱硝剂喷射装置，氨或尿素脱硝剂喷射装置设于余热锅炉130上游，以使氨或雾状尿素喷入炉膛131内与氮氧化物气体反应完成脱硝。

具体的，氨或尿素脱硝剂喷射装置设有双流体喷枪，双流体喷枪的第一入口端连通有氨或尿素输送管道，第二入口端连通有压缩气输送管道，及出口端连通炉膛131。

本实施例SNCR脱硝系统运行过程如下：

将水、固体尿素在尿素配置罐内配置成高浓度尿素溶液，然后输送到尿素储罐加水稀释成约10％浓度的尿素溶液，通过尿素输送泵送往双流体喷枪，在来自压缩空气总管的压缩空气(与PNCR脱硝系统共用)作用下被雾化成细小液滴，持续均匀喷入炉膛131内，利用炉膛131内高温烟气(1100℃左右)将尿素溶液中的NH₃热解并与NO反应脱除NO_x实现脱硝。

实施例3

请参阅图1，本实施例与实施例1或实施例1-2的结合方案相比，在SDA反应塔200与袋式除尘器300之间的烟道上设计旁通的消石灰粉喷射通道和活性炭喷射通道。在SDA反应塔200与袋式除尘器300之间烟道内，通过高压风机分别喷入消石灰粉和活性炭，使烟气中残留的有害物质与喷入的消石灰粉和活性炭粉充分混合接触，进一步脱酸和吸附二噁英、重金属等。

实施例4

请参阅图1，本实施例与实施例1-3的任意组合方案相比，在除尘系统的下游烟道上布设顺次连接的烟气换热器400和湿法脱硫塔500，湿法脱硫塔500的入口端依次连通烟气换热器400的热侧出口和热侧进口，湿法脱硫塔500的出口端依次连通烟气换热器400的冷侧进口和冷侧出口，烟气换热器400的冷侧出口连通至烟囱700。

在一具体应用例中，净烟道设有两路并联流股，一路自烟气换热器400的冷侧出口连通至烟囱700；另一路自除尘系统的净烟出口连通至烟囱700。

并具体地，在烟气换热器400的热侧进烟管道上布置第一烟气挡板门810，在除尘系统净烟出口与烟囱700的连接烟道上布置第二烟气挡板门820，在烟气换热器400冷侧出口与烟囱700的连接烟道上布置第三烟气挡板门830。

为应对垃圾焚烧烟气酸性气体波动，确保酸性气体满足超低排放要求，袋式除尘器300后设置湿法脱酸塔；当袋式除尘器300后排出烟气满足酸性气体超低排放指标时，第二烟气挡板门820打开，第一烟气挡板门810、第三烟气挡板门830关闭，湿法脱硫塔500旁通，烟气直接经引风机850送入烟囱700排放；当排出烟气不满足酸性气体超低排放指标时，第二烟气挡板门820关闭，第一烟气挡板门810、第三烟气挡板门830打开，湿法脱硫塔500运行，同时设置GGH，利用袋式除尘器300后烟气余热对湿法脱硫塔500出口烟气进行加热，避免白色烟羽。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

本领域技术人员应当理解，虽然本实用新型是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种垃圾焚烧烟气净化系统，其特征在于，包括沿烟气流动方向依序连接的原烟道、PNCR脱硝系统、SDA脱酸系统、除尘系统、净烟道及烟囱，所述净烟道与原烟道连通形成有循环烟道，

所述PNCR脱硝系统包括余热锅炉和高分子脱硝剂喷射装置，所述余热锅炉的内部设有炉膛，所述炉膛与原烟道和循环烟道连通，所述高分子脱硝剂喷射装置设于余热锅炉上游，以使粉状高分子脱硝剂喷射入炉膛，与烟气混合，实现氮氧化物气体的脱除；

所述SDA脱酸系统包括SDA反应塔和设于SDA反应塔上游的吸收剂喷射装置，所述SDA反应塔用于脱硝后烟气与喷射入的吸收剂反应，脱除烟气中的酸性气体；

所述除尘系统用于滤除脱硝脱酸后烟气中的粉尘、颗粒物；

所述烟囱通过原烟道连通余热锅炉，经脱硝、脱酸和除尘后的净烟气分为两路，一路通过循环烟道返回炉膛，另一路由净烟道经烟囱外排。

2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧烟气净化系统，其特征在于，

所述高分子脱硝剂喷射装置包括喷射器、与喷射器第一入口端连接的进料设备、与喷射器第二入口端连接的进气设备及依序连接于喷射器出口端的气料分配器和若干喷枪，所述喷枪的入口端还连通有压缩气进管，所述喷枪的出口端与炉膛连通。

3.根据权利要求1或2所述的垃圾焚烧烟气净化系统，其特征在于，

还包括SNCR脱硝系统，

所述SNCR脱硝系统设有氨或尿素脱硝剂喷射装置，所述氨或尿素脱硝剂喷射装置设于余热锅炉上游，以使氨或雾状尿素喷入炉膛内与氮氧化物气体反应完成脱硝。

4.根据权利要求3所述的垃圾焚烧烟气净化系统，其特征在于，

所述氨或尿素脱硝剂喷射装置设有双流体喷枪，所述双流体喷枪的第一入口端连通有氨或尿素输送管道，第二入口端连通有压缩气输送管道，及出口端连通所述炉膛。

5.根据权利要求1所述的垃圾焚烧烟气净化系统，其特征在于，

所述SDA脱酸系统还包括进烟通道和烟气分配器，所述吸收剂喷射装置设有输送设备与旋转雾化器，经旋转雾化器喷射入SDA反应塔的吸收剂雾滴与经过烟气分配器均匀分配进入的脱硝后烟气反应实现酸性气体的脱除。

6.根据权利要求1所述的垃圾焚烧烟气净化系统，其特征在于，

所述除尘系统包括袋式除尘器，所述袋式除尘器的内部设有多个隔仓，任意所述隔仓的内部装设有若干滤袋，所述袋式除尘器的底部对应各个隔仓分别设置灰斗，所述灰斗连通至输灰系统。

7.根据权利要求6所述的垃圾焚烧烟气净化系统，其特征在于，

所述SDA反应塔与袋式除尘器之间的烟道上旁通有消石灰粉喷射通道和/或活性炭喷射通道。

8.根据权利要求1所述的垃圾焚烧烟气净化系统，其特征在于，

所述除尘系统的下游烟道上顺次连接烟气换热器和湿法脱硫塔，

所述湿法脱硫塔的入口端依次连通烟气换热器的热侧出口和热侧进口，所述湿法脱硫塔的出口端依次连通烟气换热器的冷侧进口和冷侧出口，所述烟气换热器的冷侧出口连通至烟囱。

9.根据权利要求8所述的垃圾焚烧烟气净化系统，其特征在于，

所述净烟道设有两路并联流股，一路自烟气换热器的冷侧出口连通至烟囱；另一路自除尘系统的净烟出口连通至烟囱。

10.根据权利要求9所述的垃圾焚烧烟气净化系统，其特征在于，

所述净烟道的两路并联流股上及烟气换热器的热侧进烟管道上分别装设有烟气挡板门；和/或，

所述循环烟道上布设有调节门；和/或，

所述净烟道上安装引风机，所述循环烟道上安装循环风机。