CN108568195B - 一种垃圾焚烧烟气超净化消白龙***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾焚烧烟气超净化消白龙***，其特征在于，包括一级泛热管换热器，从省煤器出来的原烟气进入一级泛热管换热器的放热段，一级泛热管换热器的放热段的出口端与旋转雾化器的进口端相连；布袋除尘器经由引风机连接泛热管二级换热器的管程入口，泛热管二级换热器的管程出口依次连接末级脱水装置及组合除雾器，组合除雾器再连接泛热管二级换热器的壳程入口，泛热管二级换热器的壳程出口接至一级泛热管换热器的吸热段的入口，一级泛热管换热器的吸热段的出口与烟囱相连通。本发明的另一个技术方案是提供了一种垃圾焚烧烟气超净化消白龙方法。本发明具有节能、超净化烟气、回收水、操作简单、可靠性高等优点。

Description

一种垃圾焚烧烟气超净化消白龙***及方法

技术领域

本发明涉及一种垃圾焚烧电厂烟气超净排放消白龙***及采用该***的方法，尤其涉及一种垃圾焚烧电厂烟气采用干法+半干法脱酸工艺的烟气超净排放消白龙的***及方法。

背景技术

垃圾焚烧电厂烟气采用干法+半干法脱酸烟气排放***，如图1所示，从省煤器101出来的原烟气Y01经过旋转雾化器102喷射消石灰悬浊液，再经过脱酸反应塔103脱酸后，由罗茨风机105将活性炭仓104内的活性炭喷射至烟气中吸附二噁英和重金属，再经布袋除尘器106除尘并发生二次脱酸反应，最后由引风机107将处理过的原烟气Y01以排放温度140-160℃通过烟囱108排放。

国内垃圾焚烧电厂近90％的用户均采用干法+半干法脱酸的烟气处理***，净化后排放到大气中的烟气有平均高达22％的水及微量的酸性气体HCl、SO_X、NO_X、HF和尘等，这些可溶性酸及尘随着大量的水蒸汽排放到大气中，对环境造成污染。近几年城市化进程的加快和生活水平的不断提高，城市垃圾处理日趋严峻，新建及扩容垃圾焚烧电厂已是当务之急，这也造成周围居民恐慌。垃圾焚烧烟气的成分复杂，主要以HCl为主，具有较强腐蚀性。并且垃圾焚烧烟气腐蚀露点在124℃左右。因此，现有的垃圾焚烧烟气都在124℃以上10℃的温度进行排放，而此时烟气中含有大量的水分，有白龙现象产生，水分中又溶解有HCl，会对环境造成污染。为了消除白龙，就需要将烟气脱水，采用脱水工艺会使得烟气的温度下降至60℃以下，大大低于腐蚀露点温度，直接排，烟气会产生二次冷凝再次产生白龙现象，同时设备、烟囱会在露点下，势必会产生腐蚀，造成危害。

现有的消白龙技术基本都是针对燃煤电厂的烟气而言，采用湿法脱硫消白龙技术。燃煤电厂的烟气的主要成分是SO_x等，其腐蚀露点一般在73℃左右，远远低于垃圾焚烧烟气的酸露点。并且，燃煤电厂的烟气含湿度一般在5％-15％，形成湿度的主要原因是：湿法脱硫排放的烟气温度较低，排放接触空气时，再次低于水露点而产生二次冷凝的小雾滴，小雾滴的存在使得燃煤电厂的烟气含湿度较高，形成白龙。

由于燃煤电厂的烟气的成分、腐蚀露点及湿度与垃圾焚烧电厂的烟气有本质上的不同，因此将燃煤电厂使用的湿法脱硫消白龙技术应用于垃圾焚烧电厂中，造成垃圾焚烧烟气余热利用和消白龙困难。

针对上述问题，本领域技术人员也提出了一些解决方案，目前主要的技术方案有：

1)湿法脱酸后利用蒸汽加热烟气，该方法是目前使用最多的方法。其缺点在于不仅能源浪费，也只能抬高烟气排放高度，无法做到烟气除水，烟气中水蒸气全部进入空气对环境影响及生态影响较大，而且耗能很大。对含湿度22％的垃圾焚烧烟气，即使加热至150度仍然能看到白龙。

2)脱硫塔喷淋一级除湿，再用钢铝翅片管冷凝器或纯聚四氟乙烯管、玻璃管等冷凝室以冷却水将烟气温度降至30-45度脱水，直接排放。此种方式仍然有白龙存在，主要问题是烟气在冬季遇空气产生二次冷凝。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：消除垃圾焚烧电厂排放烟气时形成的白龙。

为了解决上述技术问题，本发明的一个技术方案提供了一种垃圾焚烧烟气超净化消白龙***，包括相连通的旋转雾化器及脱酸反应塔，脱酸反应塔的出口端经由管路连接布袋除尘器的进口端，布袋除尘器的出口端连接引风机，由罗茨风机将存储于活性炭仓内的活性炭喷射至脱酸反应塔与布袋除尘器之间的管路内，其特征在于，还包括一级泛热管换热器，从省煤器出来的原烟气进入一级泛热管换热器的放热段，原烟气与被送入一级泛热管换热器的放热段的除氧水换热，加热后的除氧水再被送入一级泛热管换热器的吸热段，一级泛热管换热器的放热段的出口端与旋转雾化器的进口端相连；

布袋除尘器经由引风机连接泛热管二级换热器的管程入口，泛热管二级换热器的管程出口依次连接末级脱水装置及组合除雾器，组合除雾器再连接泛热管二级换热器的壳程入口，泛热管二级换热器的壳程出口接至一级泛热管换热器吸热段的入口，一级泛热管换热器吸热段的出口与烟囱相连通。

优选地，所述一级泛热管换热器的放热段采用搪瓷换热器或ND钢换热器。

优选地，所述除氧水存储于储水交换罐中，储水交换罐的出口连接所述一级泛热管换热器的换热媒介入口，所述一级泛热管换热器的换热媒介出口连接至储水交换罐的循环入口。

优选地，所述储水交换罐经由调节阀连接所述一级泛热管换热器，由调节阀调节所述原烟气在所述一级泛热管换热器内的温度变化；

在所述布袋除尘器的出口布置有温度测点，所述调节阀的开度由温度测点测得的值进行调节。

优选地，所述泛热管二级换热器采用搪瓷换热器。

本发明的另一个技术方案是提供了一种垃圾焚烧烟气超净化消白龙方法，采用上述的***，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、来至锅炉省煤器的待处理200-230℃的烟气被送入一级泛热管换热器的放热段，200-230℃的烟气在放热段内与被送入一级泛热管换热器的除氧水换热，换热后，200-230℃的烟气被降温，除氧水则被加热，被加热后的除氧水进入一级泛热管换热器的吸热段；

步骤2、被降温后的烟气依次经旋转雾化器、脱酸反应塔及布袋除尘器后，被引风机送入泛热管二级换热器的管程，烟气被进一步降温至70-80℃，同时，热量被泛热管二级换热器的壳程回收；

步骤3、70-80℃的烟气再进入末级脱水装置，通过15-20℃循环冷却水，将烟气降至35-45℃水露点之下，脱除烟气中12.4％-14％的水分，同时脱出不低于30％的可溶性酸和尘；

步骤4、烟气出末级脱水装置后再由组合除雾器脱除烟气中的液滴及颗粒物，35-45℃的烟气出组合除雾器后走泛热管二级换热器的壳程，从而被一次加热过干；

步骤5、出泛热管二级换热器的壳程的烟气再进入一级泛热管换热器的吸热段，与吸热段中加热后的除氧水换热，由除氧水将烟气加热，使得烟气通过烟囱过干度排放。

优选地，在所述步骤3中，被末级脱水装置脱出的弱酸性凝结水汇集至脱水装置下部收集器，弱酸性凝结水先沉淀、过滤后，再投入NaOH进行处理，从而作为工艺水回用。

与现有垃圾焚烧净化烟气消白龙技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明根据环境温度湿度计算烟气水露点，通过循环冷却水吸收烟气热量，将湿烟气中水分凝结大部分脱除，除雾组合过滤烟气中5μm左右小雾滴，有效降低了可溶性酸排放，再利用余热过干烟气，克服了烟囱的酸露腐蚀，达到净化消除白龙目的。同时回收了凝结水，经简单处理用于生产工艺，消除了传统技术回收垃圾余热因氯腐蚀及磨损的问题，减小***阻力。在夏季，环境情况好时，泛热管一级换热器回收热量可以用于加热一次风或者除氧水。***具有自动集控调节、操作简单、方便等优点。

2)通过泛热管二级换热器回收利用垃圾烟气余热加热净烟气，采用搪瓷换热器，不仅换热效率高、减少循环冷却水量、投资省、抗氯腐蚀好，节约了蒸汽消耗，多发电。

3)与湿法消白龙相比，减少了污水处理量，节约了成本。

综上，通过泛热管换热***末级脱水装置脱除湿烟气中大部分水分，再由泛热管一二级换热器余热回收替代蒸汽加热净烟气过干排放不产生白龙，防止烟囱低温腐蚀。同现有技术相比，本发明具有节能、超净化烟气、回收水、操作简单、可靠性高等优点。

附图说明

图1为垃圾焚烧干法+半干法脱酸烟气排放***图；

图2为垃圾焚烧烟气干法+半干法超净化消白龙***的示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并附相关数据详细说明如下。

如图2所示，本发明提供了一种垃圾焚烧烟气超净化消白龙***，该***是对原有***的升级改造，图2以虚线框框出了升级改造部分，该升级改造部分为本发明要求保护且具有新颖性及创造性的发明点。而位于虚线框外的装置，例如旋转雾化器102、脱酸反应塔103、布袋除尘器106、活性炭仓104、烟囱108等设备及其连接关系，属于原有***，并非本发明要求保护的发明点。但位于虚线框外的设备属于本发明***必不可少的组成部分，因此下文将结合原有***及升级改造部分对本发明的技术方案做完整说明，具体而言：

本发明提供的***包括一级泛热管换热器111，从省煤器101出来的原烟气进入一级泛热管换热器111的放热段。储水交换罐109内存储有通过高压热力除氧器125-130度或常压热力除氧器104℃除氧水S01。除氧水S01作为媒介被送入一级泛热管换热器111的放热段。储水交换罐109经由调节阀110连接一级泛热管换热器111，由调节阀110调节所述原烟气在所述一级泛热管换热器111内的温度变化。烟气Y01降温幅度变化由调节阀110根据布袋除尘器106出口设计最低烟气温度测点TT/01按设计140℃进行限值调节。原烟气与被送入一级泛热管换热器111的放热段的除氧水换热，加热后的除氧水再被送入一级泛热管换热器111的吸热段。

一级泛热管换热器111的放热段为搪瓷换热器或ND钢换热器，搪瓷耐酸、抗磨损，取代旋转雾化器102喷淋减温水热量。一级泛热管换热器111再依次连接旋转雾化器102、脱酸反应塔103及布袋除尘器106，由罗茨风机105将存储于活性炭仓104内的活性炭喷射至脱酸反应塔103与布袋除尘器106之间的管路内。布袋除尘器106经由引风机107连接泛热管二级换热器112的管程入口。泛热管二级换热器112也是搪瓷换热器，抗酸腐蚀，管板涂玻璃鳞片。泛热管二级换热器112的管程出口依次连接末级脱水装置113及组合除雾器114。

末级脱水装置113是凝结脱水器，凝结管为的U型的PTFE管材或搪瓷管，U型管垂直布置或搪瓷管水平错列布置，烟气与U型管或搪瓷管为迎面接触设计。烟气与通入U型管或搪瓷管内的冷凝水进行换热脱水，冷凝水由泵115泵入末级脱水装置113中，在泵115与末级脱水装置113之间有用于调节水量的调节阀117，出末级脱水装置113的冷凝水经由循环回收***(图中未示意)处理降温后，再由泵115泵入末级脱水装置113中。

烟气在组合除雾器114内经一级海尔环和泰勒环除雾过滤层，二级多管离心分离除雾层，组合除雾脱除粒径5μm左右的液滴及颗粒物，高效率削减了水汽凝结核，二次脱水。脱出雾滴至收集器116汇集。

组合除雾器114再连接泛热管二级换热器112的壳程入口，泛热管二级换热器112的壳程出口接至一级泛热管换热器111的吸热段的入口，一级泛热管换热器111的吸热段的出口与烟囱108相连通。一级泛热管换热器111入口面左右各布置一个点的弱***除灰器，每班循环吹打一次四个循环，下部设置落灰斗、落灰管至脱酸反应塔103下输灰***。

基于上述***的垃圾焚烧烟气超净化消白龙方法包括以下步骤：

步骤1、来至锅炉省煤器101的待处理200-230℃的烟气Y01被送入一级泛热管换热器111的放热段，200-230℃的烟气Y01在放热段内与被送入一级泛热管换热器111的除氧水换热，换热后，200-230℃的烟气Y01被降温，除氧水则被加热，被加热后的除氧水进入一级泛热管换热器111的吸热段；

步骤2、被降温后的烟气Y01依次经旋转雾化器102、脱酸反应塔103及布袋除尘器106后，被引风机107送入泛热管二级换热器112的管程，烟气Y01被进一步降温至70-80℃，同时，热量被泛热管二级换热器112的壳程回收；

步骤3、70-80℃的烟气Y01再进入末级脱水装置113，通过15-20℃循环冷却水S02，将烟气Y01降至35-45℃水露点之下，脱除烟气Y01中12％-14％的水分，同时脱出不低于30％的可溶性酸和尘；被末级脱水装置113脱出的弱酸性凝结水汇集至脱水装置下部收集器116，弱酸性凝结水先沉淀、过滤后，再投入NaOH进行处理，从而作为工艺水回用；

步骤4、烟气Y01出末级脱水装置113后再由组合除雾器114脱除烟气Y01中粒径5μm左右的液滴及颗粒物，35-45℃的烟气Y01出组合除雾器114后走泛热管二级换热器112的壳程，从而被一次加热过干；

步骤5、出泛热管二级换热器112的壳程的烟气Y01再进入一级泛热管换热器111的吸热段，与吸热段中加热后的除氧水换热，由除氧水将烟气Y01加热，使得烟气Y01通过烟囱108过干度排放。

某河北垃圾焚烧电厂日处理垃圾750t/日·台，烟气量14万Nm³/h，烟气经干法+半干法旋转雾化102及脱酸反应塔103，活性炭，布袋除尘器106，引风机107至烟囱108，以140-160℃，湿度年平均22％排放。

采用本发明后，含湿度22％的烟气经过泛热管脱水装置先将烟气温度降至45℃时湿度降至9.6％，再通过组合除雾过滤、分离剩余的5μm上下的液滴及颗粒物，最后净烟气通过泛热管二级换热器升温加热将烟气过干净化排放消除白龙。

表一：消白龙前后污染物排放对比(烟气湿度从22％降至9.6％，凝结水回收17.5t/h)

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种垃圾焚烧烟气超净化消白龙方法，所述方法采用的***包括相连通的旋转雾化器（102）及脱酸反应塔（103），脱酸反应塔（103）的出口端经由管路连接布袋除尘器（106）的进口端，布袋除尘器（106）的出口端连接引风机（107），由罗茨风机（105）将存储于活性炭仓（104）内的活性炭喷射至脱酸反应塔（103）与布袋除尘器（106）之间的管路内，其特征在于，还包括一级泛热管换热器（111），从省煤器（101）出来的原烟气进入一级泛热管换热器（111）的放热段，原烟气与被送入一级泛热管换热器（111）的放热段的除氧水换热，加热后的除氧水再被送入一级泛热管换热器（111）的吸热段，一级泛热管换热器（111）的放热段的出口端与旋转雾化器（102）的进口端相连；布袋除尘器（106）经由引风机（107）连接泛热管二级换热器（112）的管程入口，泛热管二级换热器（112）的管程出口依次连接末级脱水装置（113）及组合除雾器（114），组合除雾器（114）再连接泛热管二级换热器（112）的壳程入口，泛热管二级换热器（112）的壳程出口接至一级泛热管换热器（111）的吸热段的入口，一级泛热管换热器（111）的吸热段的出口与烟囱（108）相连通；来自锅炉省煤器（101）的待处理200-230℃的烟气（Y01）被送入一级泛热管换热器（111）的放热段，200-230℃的烟气（Y01）在放热段内与被送入一级泛热管换热器（111）的除氧水换热，换热后，200-230℃的烟气（Y01）被降温，除氧水则被加热，被加热后的除氧水进入一级泛热管换热器（111）的吸热段；被降温后的烟气（Y01）依次经旋转雾化器（102）、脱酸反应塔（103）及布袋除尘器（106）后，被引风机（107）送入泛热管二级换热器（112）的管程，烟气（Y01）被进一步降温至70-80℃，同时，热量被泛热管二级换热器（112）的壳程回收；70-80℃的烟气（Y01）再进入末级脱水装置（113），通过15-20℃循环冷却水（S02），将烟气（Y01）降至35-45℃水露点之下，脱除烟气（Y01）中12.4%-14%的水分，同时脱出不低于30%的可溶性酸和尘；烟气（Y01）出末级脱水装置（113）后再由组合除雾器（114）脱除烟气（Y01）中的液滴及颗粒物，35-45℃的烟气（Y01）出组合除雾器（114）后走泛热管二级换热器（112）的壳程，从而被一次加热过干；出泛热管二级换热器（112）的壳程的烟气（Y01）再进入一级泛热管换热器（111）的吸热段，与吸热段中加热后的除氧水换热，由除氧水将烟气（Y01）加热，使得烟气（Y01）通过烟囱（108）过干度排放。

2.如权利要求1所述的一种垃圾焚烧烟气超净化消白龙方法，其特征在于，所述一级泛热管换热器（111）的放热段采用搪瓷换热器或ND钢换热器。

3.如权利要求1所述的一种垃圾焚烧烟气超净化消白龙方法，其特征在于，所述除氧水存储于储水交换罐（109）中，储水交换罐（109）的出口连接所述一级泛热管换热器（111）的换热媒介入口，所述一级泛热管换热器（111）的换热媒介出口连接至储水交换罐（109）的循环入口。

4.如权利要求3所述的一种垃圾焚烧烟气超净化消白龙方法，其特征在于，所述储水交换罐（109）经由调节阀（110）连接所述一级泛热管换热器（111），由调节阀（110）调节所述原烟气在所述一级泛热管换热器（111）内的温度变化；在所述布袋除尘器（106）的出口布置有温度测点，所述调节阀（110）的开度由温度测点测得的值进行调节。

5.如权利要求1所述的一种垃圾焚烧烟气超净化消白龙方法，其特征在于，所述泛热管二级换热器（112）采用搪瓷换热器。

6.如权利要求1所述的一种垃圾焚烧烟气超净化消白龙方法，其特征在于，被末级脱水装置（113）脱出的弱酸性凝结水汇集至脱水装置下部收集器（117），弱酸性凝结水先沉淀、过滤后，再投入NaOH进行处理，从而作为工艺水回用。