CN220478510U - 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，其中，该系统包括顺序连接的SNCR系统、干法脱氯系统、布袋除尘器系统、除湿系统和活性焦脱硫脱硝除二噁英与重金属一体化系统，所述活性焦脱硫脱硝除二噁英与重金属一体化系统的输出端与活性焦再生系统连接，活性焦再生系统的气态输出端与二氧化硫吸收系统连接，且所述活性焦再生系统的固态输出端还通过管道与所述活性焦脱硫脱硝除二噁英与重金属一体化系统的顶部相连通。本实用新型的一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统，采用“SNCR—干法—布袋除尘器—除湿—活性焦脱硫脱硝系统”的处理工艺，能够实现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

本实用新型涉及烟气净化技术领域，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，生活垃圾焚烧技术，近十几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。

生活垃圾焚烧技术的实质是在高温下将垃圾进行氧化分解，以去除有机物，但焚烧处理期间会产生大量大气污染物，包括酸性污染物(主要以氯化氢、二氧化硫为主)、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。传统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，适用于常规生活垃圾焚烧厂，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。干法净化工艺设备比较简单，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，目前我国常规工艺为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％，当烟气排放要求低于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，目前惯用处理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，其中二氧化硫与氮氧化物的排放限制大幅度降低：二氧化硫相比于国标降低了37％～75％；氮氧化物相比于国标的降幅达到了52％～68％。传统的二氧化硫提标方案是在布袋除尘器后增加湿法工艺，湿法设备需要极好的耐腐蚀性，因此其投资高，并且采用氢氧化钠溶液作为脱酸剤，其运行成本也高；并且，湿法工艺出口烟气温度大约只有60℃左右，极容易腐蚀后续设备、烟道与烟囱，同时还会导致烟囱出口处形成“白烟”，不利于消除生活垃圾焚烧厂的“邻避效应”。此外，湿法脱酸工艺还会产生湿法废水，需要专门配套水处理设备，进一步增加了湿法脱酸工艺的设备投资与运行成本。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，在运行良好的情况下，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；此外，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，最低需要提升至180℃，乃至240℃，因而SCR的运行费用极高，同时造成了大量的能源浪费。

而活性焦脱硫脱硝除二噁英与重金属一体化系统的最优反应温度与布袋除尘器出口烟气温度基本一致，在140～150℃，此时，活性焦脱硫脱硝除二噁英与重金属一体化系统的脱硝段脱硝效率可达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除湿装置，提升脱硝反应效率。与此同时，活性焦脱硫脱硝除二噁英与重金属一体化系统脱硫段可以高效吸附二氧化硫，对二氧化硫的去除率可以高达99％以上。此外，活性焦可以吸附重金属与二噁英。重金属随着失活活性焦的替换而被从系统中去除，烟气中尘态二噁英在活性焦反应塔塔内被活性焦的过滤集尘功能捕集，气态的二噁英被活性焦吸附。活性焦捕集与吸附的二噁荚的活性炭在解析塔内加热到400℃以上，并停留3小时以上，在催化剂的作用下，二噁英苯环间的氧基被破坏，使二噁英发生结构转变裂解为无害物质。

发明内容

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SNCR系统、干法脱氯系统、布袋除尘器系统、除湿系统和活性焦脱硫脱硝除二噁英与重金属一体化系统，所述活性焦脱硫脱硝除二噁英与重金属一体化系统的输出端与活性焦再生系统连接，活性焦再生系统的气态输出端与二氧化硫吸收系统连接，且所述活性焦再生系统的固态输出端还通过管道与所述活性焦脱硫脱硝除二噁英与重金属一体化系统的顶部相连通。

在上述方案基础上优选，所述布袋除尘器系统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。

在上述方案基础上优选，所述布袋除尘器系统的进口管道上布设有脱氯剂喷射系统。

在上述方案基础上优选，所述脱氯剂喷射系统包括输送管、脱氯剂存储器和喷头，所述输送管连接在所述布袋除尘器系统的进口管道前，所述脱氯剂存储器的输出端与所述输送管相连，且所述喷头处于所述输送管末端。

在上述方案基础上优选，所述活性焦脱硫脱硝除二噁英与重金属一体化系统包括下层活性焦反应段与上层活性焦反应段，且所述上层活性焦反应段接入有还原剂输送管和所述活性焦再生系统的固态输出端。

在上述方案基础上优选，还包括脱硝还原剂储存投加装置，其输出端连接到所述上层活性焦反应段。

在上述方案基础上优选，所述SNCR系统的输出端烟气温度为850～1100℃。

在上述方案基础上优选，所述布袋除尘器系统的出口气的温度为140～150℃。

本实用新型的一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统，采用“SNCR—干法—布袋除尘器—除湿—活性焦脱硫脱硝系统”的处理工艺，能够实现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；

图2为本实用新型的生活垃圾焚烧发电烟气净化系统的净化方法流程图。

附图中标记：

SNCR系统1、干法脱氯系统2、布袋除尘器系统3、活性焦脱硫脱硝除二噁英与重金属一体化系统4、除湿系统5、活性焦再生系统6、二氧化硫吸收系统7。

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SNCR系统1、干法脱氯系统2、布袋除尘器系统3、除湿系统5和活性焦脱硫脱硝除二噁英与重金属一体化系统4，所述活性焦脱硫脱硝除二噁英与重金属一体化系统4的输出端与活性焦再生系统6连接，活性焦再生系统6的气态输出端与二氧化硫吸收系统7相连接，且所述活性焦再生系统6的固态输出端还通过管道与所述活性焦脱硫脱硝除二噁英与重金属一体化系统4的顶部相连通。

其中，本实用新型的SNCR系统1即选择性非催化还原系统，是指无催化剂的作用下，在适合脱硝反应的“温度窗口”内喷入还原剂(生活垃圾焚烧行业常用20％氨水或尿素)将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。

本实用新型的干法脱氯系统2，是通过在烟道中喷入脱氯剂，用于与氯化氢反应，去除含氯酸性污染物，同时可以与部分二氧化硫反应。

具体的，本实用新型在布袋除尘器的进口管道上布设有脱氯剂喷射系统，其中，脱氯剂喷射系统包括输送管、脱氯剂存储器和喷头，所述输送管连接在布袋除尘器系统3的入口前，所述脱氯剂存储器的输出端与所述输送管相连，且所述喷头处于所述输送管末端，且脱氯剂优选采用消石灰干粉。

本实用新型为了避免烟气中的颗粒物质对后续工艺产生影响，本实用新型的还设置了布袋除尘器系统3，具体的布袋除尘器系统3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。

工作时，通过采用布袋除尘器脱除原烟气中的颗粒物、以及与氯化氢反应后形成的颗粒物，同时降低颗粒物会堵塞活性焦的风险。

具体的，本实用新型的活性焦脱硫脱硝除二噁英与重金属一体化系统4包括下层活性焦反应段与上层活性焦反应段，且上层活性焦反应段接入有还原剂输送管和所述活性焦再生系统6的固态输出端。

即，通过采用活性焦或者改性活性焦作为吸附剂与催化剂，在活性焦或者改性活性焦的作用下，分段完成脱酸吸附以及对氮氧化物的还原，活性焦制作的反应单元形式多样，如蜂窝状、漏斗形、博板状等。

请参阅图1所示，本实用新型还包括脱硝还原剂储存投加装置，其输出端连接到上层活性焦反应段，其目的是在活性焦的催化作用下，脱硝剂与氮氧化物发生氧化还原反应，将氮氧化物还原为无害的氮气和水。

请继续参阅图2所示，本实用新型还提供了一种生活垃圾焚烧发电烟气净化方法，包括以下步骤，

步骤1，采用SNCR系统1对生活垃圾焚烧烟气在焚烧炉内进行脱硝处理；

步骤2，通过脱氯剂喷射系统喷射脱氯剂以脱除酸性污染物氯化氢，同时降低氯元素对于活性焦活性的影响；

步骤3，布袋除尘器系统3去除污染物颗粒物和干粉脱氯产物，同时降低颗粒物会堵塞活性焦的风险；

步骤4，采用活性焦脱硫脱硝除二恶英重金属一体化工艺，以去除烟气中的二氧化硫、二噁英与重金属，并且进一步脱除烟气中的氮氧化物。

值得说明的是，如果烟气排放标准中对氮氧化物的排放要求较为严格，可以在活性焦脱硫脱硝除二恶英重金属一体化工艺前设置有除湿工艺，以脱除烟气中的部分水蒸气，提高活性焦脱硝段的脱硝效率。

需要说明的是，本实用新型的SNCR系统1处理生活垃圾焚烧行业中采用的还原剂为氨水或者尿素，在焚烧炉上适宜温度区间喷入炉内，可以还原烟气中氮氧化物，将其转化为氮气实现脱除，其可以保障余热锅炉出口烟气中氮氧化物浓度为200mg/Nm³以下。

优选的是，本实用新型的SNCR系统1的出口烟气的温度为850～1100℃。经过余热锅炉换热后，余热锅炉出口温度可以降低至150℃左右。

其中，步骤2中，干法工艺指的是将消石灰干粉喷入余热锅炉与布袋除尘器之间的烟道中，消石灰干粉与烟气中的氯化氢进行中和反应，反应效率高，可以保障氯化氢的达标排放，同时消除氯化氢对活性焦活性的影响。

步骤3中，布袋除尘器系统3主要采用滤袋拦截的方式，将烟气中的颗粒物，消石灰与氯化氢反应生成的颗粒物等，可以保障烟气中颗粒物排放浓度的达标，且袋式除尘器的出口气的温度为140～150℃。

步骤4中，活性焦脱硫脱硝除二噁英与重金属一体化系统4主要是依托活性焦实现。此系统分为两段，下层活性焦反应段主要承担脱硫作用，烟气与下层段中的活性焦相接触，烟气中的酸性污染物二氧化硫被活性焦吸附。之后脱硫后的烟气进入上层活性焦反应段，与上层段中的活性焦相接触，与此同时，在上层活性焦反应段烟气出口处，喷入脱硝还原剂，还原剂多采用氨水或者尿素溶液，还原剂与烟气中的氮氧化物在活性焦的催化作用下，完成脱硝反应。烟气中的二噁英与重金属在下层活性焦反应段与上层活性焦反应段中，均会被活性焦吸附，部分二噁英下活性焦的催化作用中被分解。两段活性焦均在以较低的流速流动中，流出的活性焦经过加热再生装置，完成二氧化硫的脱附。脱附后的二氧化硫被收集，提纯，并制备为硫酸或者硫酸溶液，以待出售。再生的过程中，部分二噁英被降解。

其中，活性焦脱硫脱硝除二噁英与重金属一体化系统4的最优反应温度为140～150℃。

在氮氧化物污染物排放要求较为严格时，上述的生活垃圾焚烧烟气净化工艺的步骤(3)与(4)之间可以增设除湿工艺，可以使用吸湿剂脱除烟气中的部分水蒸气，增加活性焦脱硝效率。除湿剂可以采用再热再生。

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，其特征在于，包括顺序连接的SNCR系统、干法脱氯系统、布袋除尘器系统、除湿系统和活性焦脱硫脱硝除二噁英与重金属一体化系统，所述活性焦脱硫脱硝除二噁英与重金属一体化系统的输出端与所述活性焦再生系统连接，所述活性焦再生系统的气态输出端与二氧化硫吸收系统连接，且所述活性焦再生系统的固态输出端还通过管道与所述活性焦脱硫脱硝除二噁英与重金属一体化系统的顶部相连通。

2.根据权利要求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，所述布袋除尘器系统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。

3.根据权利要求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，所述布袋除尘器系统的进口管道上布设有脱氯剂喷射系统。

4.根据权利要求3所述的一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统，其特征在于，所述脱氯剂喷射系统包括输送管、脱氯剂存储器和喷头，所述输送管连接在所述布袋除尘器系统的进口管道前，所述脱氯剂存储器的输出端与所述输送管相连，且所述喷头处于所述输送管末端。

5.根据权利要求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，所述活性焦脱硫脱硝除二噁英与重金属一体化系统包括下层活性焦反应段与上层活性焦反应段，且所述上层活性焦反应段接入有还原剂输送管和所述活性焦再生系统的固态输出端。

6.根据权利要求5所述的一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统，其特征在于，还包括脱硝还原剂储存投加装置，其输出端连接到所述上层活性焦反应段。

7.根据权利要求1所述一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统，其特征在于，所述SNCR系统的输出端烟气温度为850~1100℃。

8.根据权利要求1所述一种生活垃圾焚烧发电烟气净化系统，其特征在于，所述布袋除尘器系统的出口气的温度为140~150℃。