專利名稱：一種垃圾焚燒煙氣綜合凈化系統(tǒng)及其凈化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種尾氣處理的設(shè)備及其工藝，特別涉及一種垃圾焚燒煙氣綜合凈化設(shè)備及其凈化工藝。
背景技術(shù)：
2004年，中國(guó)城市垃圾約I. 9億噸，垃圾產(chǎn)生量超過(guò)了美國(guó)成為世界第一。預(yù)測(cè)到2030年，將增至4. 8億噸，建設(shè)部制定目標(biāo)要把城市垃圾焚燒率提升至30%。由此將會(huì)產(chǎn)生 大量廢氣、廢渣等需要處理。我國(guó)垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)基本上采用“半干法脫酸+活性炭噴射吸附二噁英+布袋除塵器除塵”的煙氣組合處理工藝工藝。在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的半干法煙氣脫酸工藝主要有以下三種技術(shù)噴霧干燥法煙氣凈化技術(shù)；循環(huán)懸浮法煙氣凈化技術(shù)；多組分有毒廢氣治理技術(shù)(MGHT)。上述技術(shù)為脫除煙氣中的二噁英及重金屬等物質(zhì)，需要噴入活性炭等。而且不能處理煙氣中的N0X，需要配套SCR或者SNCR等脫硝工藝技術(shù)措施。工業(yè)上的SCR的脫硝溫度較高，需要催化劑。垃圾焚燒煙氣產(chǎn)生的重金屬等容易污染脫硝催化劑，使催化劑失效。半干法等垃圾焚燒煙氣凈化技術(shù)為脫除垃圾焚燒尾氣中的汞、二噁英等，需要噴射活性炭粉才能夠達(dá)到要求。半干法的關(guān)鍵設(shè)備需要從國(guó)外進(jìn)口。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中半干法必須配合SCR或SNCR才能達(dá)到NOx的排放要求的不足，提供一種垃圾焚燒煙氣凈化技術(shù)，通過(guò)半干法除酸裝置，除塵裝置，碳基吸附塔等將煙氣中有害雜質(zhì)變成無(wú)害的N2除脫除酸性氣體外，兼具脫硝、除二噁英、除重金屬的目的。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)，包括循環(huán)流化床反應(yīng)器或類似的半干法除酸裝置、除塵系統(tǒng)、換熱器、碳基吸附反應(yīng)系統(tǒng)、引風(fēng)機(jī)、煙囪，半干法除酸裝置通過(guò)管道與除塵設(shè)備相連；碳基吸附反應(yīng)系統(tǒng)包括碳基吸附劑料倉(cāng)、碳基吸附塔，碳基吸附劑再生塔、輸送帶、篩分器；碳基吸附塔的上部與碳基吸附料倉(cāng)相連；碳基吸附塔的下部通過(guò)安裝著換熱器的管道，與除塵設(shè)備相連；碳基吸附塔包括碳基吸附脫硫塔、碳基吸附脫硝塔；碳基吸附脫硝塔的下部通著氨源；煙囪通過(guò)裝有引風(fēng)機(jī)的管道，與碳基吸附塔上部相連；碳基吸附劑再生塔通過(guò)篩分器、輸送帶，與碳基吸附塔的下部相連，換熱器為氣氣換熱器，碳基吸附脫硫塔、碳基吸附脫硝塔，為分體的，或合并為一體。，碳基吸附塔的反應(yīng)溫度為>90°C，碳基吸附劑再生塔的解析再生采用氮?dú)忾g接加熱。一種垃圾焚燒煙氣凈化方法，包括以下步驟
步驟1，垃圾焚燒爐產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過(guò)換熱器換熱后，進(jìn)入半干法除酸裝置，被噴入石灰粉，除去煙氣中的大部分酸性氣體；采用噴水降溫的方法將煙氣的溫度降至<95°c，從而預(yù)脫除焚燒煙氣中的酸性氣體HC1、HF、SO2,為碳基吸附工藝做準(zhǔn)備；步驟2 :脫除酸性氣體后的煙氣，進(jìn)入除塵設(shè)備，脫除去煙氣中的粉塵；
步驟3 :脫塵后的煙氣，經(jīng)過(guò)換熱器后升溫至>90°C，送入碳基吸附脫硫塔。經(jīng)碳基吸附劑吸附脫硫后的煙氣進(jìn)入碳基吸附脫硝塔的底部，在脫硝塔的底部被噴入氨源，與煙氣一同進(jìn)入脫硝塔，由碳基吸附劑的活性組分催化NOx與氨源反應(yīng)，脫除煙氣中的N0X。步驟4 :失去吸附及反應(yīng)能力的碳基吸附劑被送入篩分器，篩分后由輸送帶送入碳基吸附劑再生塔，經(jīng)過(guò)解析再生后的碳基吸附劑繼續(xù)返回碳基吸附塔循環(huán)使用。進(jìn)一步，碳基吸附劑的粒徑在O. 5一15mm。進(jìn)一步，在碳基吸附脫硝塔底部送入的氨源為NH3、尿素或類似氨源，在吸附反應(yīng)床中NOx與噴入的NH3反應(yīng)生成N2。
進(jìn)一步，碳基吸附劑再生塔解析再生出的高濃度的酸性氣體返回半干法除酸裝置繼續(xù)脫除酸性氣體。進(jìn)一步，失去催化作用的、吸附飽和的碳基吸附劑可以送入焚燒爐焚燒作為熱源。本發(fā)明著眼于垃圾焚燒尾氣(包括工業(yè)垃圾焚燒尾氣、生活垃圾焚燒尾氣、醫(yī)療垃圾焚燒尾氣等，也可以包括金屬冶煉行業(yè)中的礦石焚燒尾氣以及玻璃行業(yè)中的燒結(jié)尾氣等)的凈化處理，能夠充分凈化垃圾焚燒產(chǎn)生的尾氣，可以脫除垃圾焚燒煙氣中硫氧化物、氮氧化物、脫除重金屬、HF、HCl、脫除二噁英等。


圖I為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及方法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，基于這些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的范圍。本發(fā)明采用包括循環(huán)流化床反應(yīng)器或類似的半干法除酸裝置(I)、除塵設(shè)備(4)、換熱器(5)、碳基吸附反應(yīng)系統(tǒng)、引風(fēng)機(jī)(6)、煙囪(7)組成的垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)，實(shí)施垃圾焚燒煙氣凈化。根據(jù)垃圾焚燒爐產(chǎn)生的煙氣的溫度及成分調(diào)整煙氣的溫度，將煙氣首先與換熱器
(5)進(jìn)行換熱，降溫至<95°C，然后煙氣被送入循環(huán)流化床反應(yīng)器或類似的半干法除酸裝置
(I)。換熱器(5)可以采用氣氣換熱器GGH。其中，230°C的焚燒爐煙氣，含有1300mg/Nm3的HCl，1200mg/Nm3 的 SO2,含有 NOx 約 450mg/Nm3，二噁英 4. OngTEQ/Nm3,1. 9g/Nm3 的煙塵等。通過(guò)煙氣換熱器(5)換熱至90°C。若溫度仍達(dá)不到要求，可以采用補(bǔ)充降溫手段，即在循環(huán)流化床反應(yīng)器或類似的半干法除酸裝置(I)頂部噴水的方法。進(jìn)入裝置(I)中出來(lái)的煙氣，被噴入石灰粉，除去煙氣中的大部分酸性氣體。由于除酸反應(yīng)過(guò)程中的會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，包括未反應(yīng)的Ca(OH)2等，則經(jīng)除酸反應(yīng)過(guò)程的煙氣，要經(jīng)過(guò)除塵設(shè)備(4)，例如布袋除塵器，進(jìn)行除塵處理。經(jīng)除塵設(shè)備(4)除塵后的煙氣，溫度在65°C。除塵處理產(chǎn)生的大部分底料送入碳基吸附脫硫塔(9)繼續(xù)反應(yīng)，一部分含有垃圾焚燒粉塵的底料含有部分重金屬Hg等污染成分，被送入填埋場(chǎng)填埋處理。其中，經(jīng)布袋除塵后，部分未反應(yīng)的石灰粉送入循環(huán)流化床中繼續(xù)反應(yīng)，部分送至固廢處理系統(tǒng)。脫塵的煙氣，送入GGH換熱器(5)升溫至>90°C，經(jīng)GGH升溫后的煙氣送入碳基吸附反應(yīng)系統(tǒng)，脫除在半干法反應(yīng)中沒(méi)有反應(yīng)的部分S02、HC1、HF等。該碳基吸附反應(yīng)系統(tǒng)包括碳基吸附劑料倉(cāng)(8)、碳基吸附塔(12)，碳基吸附劑再生塔(11)、輸送帶(2)、篩分器(3);碳基吸附塔(12)的上部與碳基吸附料倉(cāng)(8)相連。碳基吸附塔(12)的下部通過(guò)安裝著換熱器(5)的管道，與除塵設(shè)備(4)相連。碳基吸附塔(12)包括兩個(gè)設(shè)備碳基吸附脫硫塔
(9)，碳基吸附脫硝塔(10)，該脫硫塔(9)和脫硝塔(10)可以是分體的，也可以是分為兩段的合體形式，下段為碳基吸附脫硫段(9)，主要是吸附S02等酸性氣體，上段為碳基吸附脫硝段(10)。
在碳基吸附脫硝塔(10)的底部通著氨源，噴入25%的氨水，經(jīng)過(guò)汽化裝置氣化后并與空氣相混合后的達(dá)到溫度95°C后額度煙氣，噴入吸收塔的中部進(jìn)行脫硝反應(yīng)，由碳基吸附劑上的活性組分催化NOx與NH3反應(yīng)。氨源可以采用氨水，也可以采用尿素等。若采用氨水，可采用10%-25%的氨水用汽化裝置汽化后與空氣混合送入碳基吸附塔(12)的碳基吸附脫硝段(10)底部。脫硝用的氨源，采用液氨經(jīng)液氨蒸發(fā)器蒸發(fā)后配上空氣，后噴入脫硝段底部，與脫硫段來(lái)的煙氣一同進(jìn)入脫硝段，參與脫硝反應(yīng)。凈化后的煙氣聚集在碳基吸附塔(12)上部，通過(guò)裝有引風(fēng)機(jī)(6)的管道引導(dǎo)出來(lái)，從煙囪(7)排入大氣。碳基吸附劑的粒徑為O. 5-15mm的顆粒。失去效能的碳基吸附劑經(jīng)碳基吸附塔
(12)底部送入篩分器(3)篩分，篩分后的碳基吸附劑送入再生塔(11)進(jìn)行解析再生。碳基吸附劑的解析再生方式采用氮?dú)忾g接加熱，再生溫度在400-450°C之間，再生煙氣中含有大量的S02。若煙氣量大，二氧化硫的濃度高，可以增加SO2制酸系統(tǒng)制備硫酸，或者直接制備硫磺等產(chǎn)品。若煙氣量小，煙氣中的二氧化硫的濃度偏低，可以直接將解析氣體送入前面的裝置(I)中，從半干法中進(jìn)行脫硫反應(yīng)。再生后的碳基吸附劑送入碳基吸附塔(12)頂部，重新參與脫硫脫硝的反應(yīng)。篩分后的少量粉狀碳基吸附劑送入焚燒爐焚燒，其中吸附的二噁英、重金屬經(jīng)高溫焚燒(>80(TC)分解，分解后的吸附劑重新進(jìn)入吸附塔進(jìn)行吸附。經(jīng)過(guò)本發(fā)明的凈化過(guò)程，垃圾焚燒尾氣(包括工業(yè)垃圾焚燒尾氣、生活垃圾焚燒尾氣、醫(yī)療垃圾焚燒尾氣等，也可以包括金屬冶煉行業(yè)中的礦石焚燒尾氣以及玻璃行業(yè)中的燒結(jié)尾氣等)的凈化處理，能夠充分凈化垃圾焚燒產(chǎn)生的尾氣，可以脫除垃圾焚燒煙氣中硫氧化物、氮氧化物、脫除重金屬、HF、HC1、脫除二噁英等。經(jīng)吸收塔反應(yīng)后的氣體成分為20mg/Nm3 的 HCl，35mg/Nm3 的 SO2,含有 NOx 約 75mg/Nm3，二卩惡英 O. 25ngTEQ/Nm3，30mg/Nm3 的煙塵。
權(quán)利要求
1.一種垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)，其特征在于，包括循環(huán)流化床反應(yīng)器或類似的半干法除酸裝置(I)、除塵系統(tǒng)(4)、換熱器(5)、碳基吸附反應(yīng)系統(tǒng)、引風(fēng)機(jī)(6)、煙囪(7)， 所述半干法除酸裝置(I)通過(guò)管道與所述除塵設(shè)備(4)相連； 所述的碳基吸附反應(yīng)系統(tǒng)包括碳基吸附劑料倉(cāng)(8)、碳基吸附塔(12)，碳基吸附劑再生塔(11)、輸送帶(2)、篩分器(3);所述碳基吸附塔(12)的上部與所述碳基吸附料倉(cāng)(8)相連；所述碳基吸附塔(12)的下部通過(guò)安裝著所述換熱器(5)的管道，與所述除塵設(shè)備(4)相連； 所述碳基吸附塔包括碳基吸附脫硫塔(9)、碳基吸附脫硝塔(10);所述碳基吸附脫硝塔(10)的下部通著氨源； 所述煙囪(7)通過(guò)裝有所述引風(fēng)機(jī)(6)的管道，與所述碳基吸附塔(12)上部相連； 所述碳基吸附劑再生塔(11)通過(guò)所述篩分器(3)、所述輸送帶(2)，與所述碳基吸附塔(12)的下部相連。
2.如權(quán)利I所述的垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述的換熱器(5)為氣氣換熱器。
3.如權(quán)利I所述的垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述的碳基吸附脫硫塔(9)、碳基吸附脫硝塔(10)，為分體的，或合并為一體。
4.如權(quán)利I所述的垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述的碳基吸附塔(12)的反應(yīng)溫度為>90°C。
5.如權(quán)利I所述的垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述的碳基吸附劑再生塔(11)的解析再生，采用氮?dú)忾g接加熱。
6.一種垃圾焚燒煙氣凈化方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟I，垃圾焚燒爐產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過(guò)換熱器(5 )換熱后，進(jìn)入半干法除酸裝置(I)，被噴入石灰粉，除去煙氣中的大部分酸性氣體；采用噴水降溫的方法將煙氣的溫度降至<95°C，從而預(yù)脫除焚燒煙氣中的酸性氣體HC1、HF、SO2,為碳基吸附工藝做準(zhǔn)備； 步驟2 :脫除酸性氣體后的煙氣，進(jìn)入除塵設(shè)備(4)，脫除去煙氣中的粉塵； 步驟3 :脫塵后的煙氣，經(jīng)過(guò)所述換熱器(5)后升溫至>90°C，送入碳基吸附脫硫塔(9)，經(jīng)碳基吸附劑吸附脫硫后的煙氣進(jìn)入碳基吸附脫硝塔(10)的底部，在所述脫硝塔(10)的底部被噴入氨源，與煙氣一同進(jìn)入所述脫硝塔(10)，由碳基吸附劑的活性組分催化NOx與氨源反應(yīng)，脫除煙氣中的NOx; 步驟4 :失去吸附及反應(yīng)能力的碳基吸附劑被送入篩分器(3)，篩分后由輸送帶(2)送入碳基吸附劑再生塔(11)，經(jīng)過(guò)解析后的碳基吸附劑繼續(xù)返回所述碳基吸附塔循環(huán)使用。
7.如權(quán)利6所述的垃圾焚燒煙氣凈化方法，其特征在于，所述的碳基吸附劑的粒徑在O.5——15mm0
8.如權(quán)利6所述垃圾的焚燒煙氣凈化方法，其特征在于，在所述碳基吸附脫硝塔(10)底部送入的氨源為NH3、尿素或類似氨源，在吸附反應(yīng)床中NOx與噴入的NH3反應(yīng)生成N2和水。
9.如權(quán)利6所述的垃圾焚燒煙氣凈化方法，其特征在于，所述碳基吸附劑再生塔(11)解析再生出的高濃度的酸性氣體返回所述裝置(I)繼續(xù)進(jìn)行脫除酸性氣體。
10.如權(quán)利6所述的垃圾焚燒煙氣凈化方法，其特征在于，失去催化作用的、吸附飽和的碳基吸附劑可以送入焚燒爐焚燒作為熱源。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種垃圾焚燒煙氣凈化設(shè)備，包括半干法除酸裝置(1)、除塵系統(tǒng)(4)、換熱器(5)、碳基吸附反應(yīng)系統(tǒng)、引風(fēng)機(jī)(6)、煙囪(7)；所述的碳基吸附反應(yīng)系統(tǒng)包括碳基吸附劑料倉(cāng)(8)、碳基吸附塔(12)，碳基吸附劑再生塔(11)、輸送帶(2)、篩分器(3)。本發(fā)明的凈化工藝，首先預(yù)脫除焚燒煙氣中的酸性氣體HCl、HF、SO2等，為碳基吸附工藝做準(zhǔn)備，預(yù)處理后的煙氣經(jīng)過(guò)換熱器加熱升溫至>85℃后送入碳基吸附反應(yīng)器(碳基吸附反應(yīng)器至少一層)與噴入的NH3等發(fā)生反應(yīng)，脫除焚燒煙氣中的NOx，能夠充分凈化垃圾焚燒產(chǎn)生的尾氣，脫除氣體中酸性物質(zhì)、氮氧化物、脫除重金屬等有害物質(zhì)。
文檔編號(hào)B01D53/60GK102895857SQ20121042884
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者張開(kāi)元, 賈雙燕, 秦省軍 申請(qǐng)人:北京國(guó)電清新環(huán)保技術(shù)股份有限公司