CN206944167U - 降低垃圾焚烧炉氮氧化物排放的*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种降低垃圾焚烧炉氮氧化物排放的***，所述***包括一生物质气化炉和一垃圾焚烧炉，所述生物质气化炉产生的气化气通过一保温管路喷入所述垃圾焚烧炉炉拱上部的燃烧空间，使所述气化气再燃以还原所述氮氧化物。根据本实用新型，将生物质气化炉中产生的含焦油气化气在250℃‑300℃的保温管路中喷入垃圾焚烧炉，使炉内NO_x还原为N₂，一方面降低炉内NO_x排放，减少或者不用氨水，另一方面通过生物质气化气的再燃提高炉膛热负荷，提升***容量。

Description

降低垃圾焚烧炉氮氧化物排放的***

技术领域

本实用新型涉及垃圾焚烧领域，具体而言涉及一种降低垃圾焚烧炉氮氧化物排放的***，该***通过生物质气化炉与垃圾焚烧炉的耦合来实现。

背景技术

垃圾焚烧是目前主要的垃圾清洁处理方式之一，垃圾焚烧过程中会产生一些污染物，如二噁英、氮氧化物(NO_x)以及飞灰等。针对NO_x的排放，目前垃圾焚烧炉一般采用空气分级燃烧、SNCR、SCR等技术，可以将NO_x降低到较低的水平。其中，SNCR通过在炉膛上部温度窗口900℃-1100℃区间内喷入一定量的氨水的方法使NO_x降低60％以上，在目前垃圾焚烧炉中应用较为广泛。然而，额外的氨水使用不仅增加了成本，而且还可能产生二次污染。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种降低垃圾焚烧炉氮氧化物排放的***，所述***包括一生物质气化炉和一垃圾焚烧炉，所述生物质气化炉产生的气化气通过一保温管路喷入所述垃圾焚烧炉炉拱上部的燃烧空间，使所述气化气再燃以还原所述氮氧化物。

在一个示例中，所述保温管路与所述垃圾焚烧炉炉拱上部之间的接口位于所述垃圾焚烧炉的燃尽风的入口之下、二次风入口之上。

在一个示例中，所述生物质气化炉为上吸式气化炉，所述生物质气化炉产生的气化气在所述生物质气化炉的上部通过所述保温管路喷入所述垃圾焚烧炉炉拱上部的燃烧空间。

在一个示例中，所述保温管路保温250℃-300℃，以保证所述气化气中的气化焦油不发生冷凝。

在一个示例中，所述生物质气化炉的气化介质采用空气。

在一个示例中，所述生物质气化炉包括推料装置，用于将进入生物质进料斗的生物质原料经由所述生物质气化炉的进料口推送进入炉体。

在一个示例中，所述推料装置采用螺旋进料方式将来自所述生物质进料斗的生物质原料送入炉体。

在一个示例中，所述生物质原料包括秸秆和木片。

在一个示例中，所述垃圾焚烧炉的炉排采用往复式机械炉排，包括给料炉排和焚烧炉排。

在一个示例中，所述***还包括：

位于所述焚烧炉排下部的一次风供风***，用于将一次风从所述焚烧炉排底部的风室送入炉膛；

位于所述垃圾焚烧炉炉拱上部的二次风供风***，用于将二次风从炉拱上部送入炉膛。

根据本实用新型，将生物质气化炉中产生的含焦油气化气在250℃-300℃的保温管路中喷入垃圾焚烧炉，使炉内NO_x还原为N₂，一方面降低炉内NO_x排放，减少或者不用氨水，另一方面通过生物质气化气的再燃提高炉膛热负荷，提升***容量。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。

附图中：

图1为根据本实用新型示例性实施例的用于降低垃圾焚烧炉氮氧化物排放的***的示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的方法步骤和/或结构。显然，本实用新型的施行并不限定于本领域的技术人员所熟悉的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

应当理解的是，本实用新型能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本实用新型的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。

现有垃圾焚烧炉广泛采用空气分级及SNCR技术降低炉内NO_x排放水平，SNCR在垃圾焚烧电厂采用额外的氨水喷入，不仅提高了垃圾焚烧电厂的投资和运行成本，而且容易产生二次污染。另一方面，垃圾原料复杂，含水率、热值等关键参数参差不齐，在偏远地区，垃圾供应量也常存在较大的波动，因此垃圾焚烧电厂炉内热负荷波动大，影响上网电量的稳定。

生物质气化目前多采用中小规模的气化技术，大规模集中气化对于分散性的生物质来说并不适用。气化过程中焦油含量高是制约气化发电产业化的瓶颈之一。采用单一的生物质气化发电，一方面整个电厂配套投资大、单位成本高，另一方面气化规模小不利于***效率的提高。而采用气化气再燃不需要考虑焦油问题，同时能够作为补充燃料(热量的10％-20％)，提高锅炉负荷，提升***效率，降低单位发电成本。

目前已有相关研究表明，具有还原性的烃类小分子气体及碎片，如CH₄、CH、CH₂等能够将NO_x还原为N₂，其还原效率能达到90％。生物质气化气中含有CO、H₂、CH₄、C_mH_n等小分子气体以及焦油，在高温下，生物质焦油能够发生裂解生成烃类分子碎片。因此，可以推断在垃圾焚烧炉中特定的区域喷入一定量的生物质气化气能够形成还原性气氛，从而降低NO_x含量。另一方面，生物质气化气不仅可以通过再燃还原NO_x，而且能够作为一种补充燃料提高锅炉热负荷，通过垃圾量与生物质量的供应平衡使得热负荷达到较稳定的水平，提高上网电负荷的稳定性。

本实用新型提出一种降低垃圾焚烧炉氮氧化物排放的***，该***通过生物质气化炉与垃圾焚烧炉的耦合来实现，能够有效克服上述单一垃圾焚烧和生物质气化存在的问题，具有较好的技术经济前景。[示例性实施例]

参照图1，其示出了根据本实用新型示例性实施例的降低垃圾焚烧炉氮氧化物排放的***的示意图。

生物质气化炉1产生的气化气6在生物质气化炉1的上部通过保温管路5喷入垃圾焚烧炉7炉拱上部的燃烧空间，使气化气6再燃以还原垃圾焚烧炉7中垃圾焚烧产生的烟气中的NO_x。保温管路5保温250℃-300℃，以保证气化气6中的气化焦油不发生冷凝。保温管路5的一端连接生物质气化炉1上部一侧的排气口，另一端与垃圾焚烧炉7炉拱上部之间的接口位于垃圾焚烧炉7的燃尽风11的入口之下、二次风入口10之上。燃尽风11用于生物质气化气以及未燃尽的垃圾焚烧产生的烟气的燃烧，在该区域下部产生的NO_x被小分子烃类及焦油裂解分子碎片还原成N₂。

生物质原料(例如秸秆、木片等)进入生物质进料斗2之后，从生物质进料斗2的底部通过推料装置经由生物质气化炉1上部另一侧的进料口进入炉体，优选地，所述推料装置采用螺旋进料方式将来自生物质进料斗2的生物质原料送入炉体。

生物质气化炉1优选上吸式气化炉，以保证产生的气化气中含有足够的小分子烃类及焦油，实现对NO_x的还原。气化介质采用空气，气化介质空气4由生物质气化炉1底部的进气口进入炉体。生物质气化炉1中堆积的料层由上至下分为四个区域：干燥区、裂解区、还原区和氧化区。在氧化区，气化介质空气4与生物质原料发生氧化反应，生成CO₂、CO、H₂O等，同时放出热量。在还原区，来自空气中的氧气被耗尽，由于供氧不足，生物质原料的燃烧不充分，产生CO，并放出热量；同时，来自氧化区的CO₂与生物质原料中的C发生还原反应，生成CO、CH₄、C_mH_n、H₂、H₂O等，在此过程中，被加热的生物质原料也发生裂解，其中的可燃气体即挥发组分从原料中析出，成为燃气的一部分，还原区中的原料因重力作用下落入氧化区。在裂解区，生物质原料被从还原区上来的热气体加热，发生裂解反应，在此反应中，生物质中的大部分挥发组分得以挥发，裂解过程的产物有炭、焦油、H₂、CO、CO₂、CH₄和水蒸气等，该过程需要吸热，裂解区产生的残留物因重力作用进入还原区，而产生的热气体进入干燥区。在干燥区，生物质原料被来自裂解区的热气体加热，其中的水分蒸发为水蒸气，从而得以干燥，干燥后的物料因重力作用进入裂解区，而热气体成为燃气(即气化气)被引出气化炉使用。位于料层最下方的灰渣经由旋转除灰炉排3排出炉体。

垃圾焚烧炉7的炉排采用一般的往复式机械炉排，待焚烧的垃圾进入垃圾进料斗8后，从垃圾进料斗8的底部落入给料炉排，通过给料炉排的往复推动作用将垃圾送入位于炉膛内的焚烧炉排。位于焚烧炉排下部的一次风供风***将一次风9从焚烧炉排底部的风室送入炉膛，位于垃圾焚烧炉7炉拱上部的二次风供风***将二次风10从炉拱上部送入炉膛。

焚烧炉排整体构成用于焚烧垃圾的炉床，所述炉床沿纵向分为干燥段、燃烧段和燃尽段，焚烧炉排整体沿纵向分为多个焚烧单元，通常为5个单元，每一焚烧单元由多个滑动炉排片、翻动炉排片和固定炉排片组成。在干燥段，垃圾被烘干、脱水，垃圾主要在燃烧段进行燃烧，经过燃尽段的垃圾已经燃烧殆尽，之后剩余的炉渣进入排渣机，由排渣机排出炉外。

垃圾焚烧产生的烟气在垃圾焚烧炉7上部的燃烧空间进一步燃烧后经由锅炉换热设备12换热降温后送入烟气净化处理***进行处理，示例性地，所述烟气净化处理***包括依次实施的半干法脱酸、干法脱酸降温、活性炭吸附、布袋除尘、蒸汽加热、低温SCR脱硝、烟气换热、湿法脱酸和烟气脱除白雾，所述半干法脱酸在半干法反应塔内进行，所述干法脱酸降温在干法脱酸塔内进行，所述活性炭吸附和所述布袋除尘在布袋除尘器内进行，所述蒸汽加热在设置于所述布袋除尘器和低温SCR装置之间的蒸汽加热器内进行，所述低温SCR脱硝在所述低温SCR装置内进行，所述烟气换热在设置于所述低温SCR装置和湿法洗涤塔之间的烟气/烟气换热器内进行，所述湿法脱酸在所述湿法洗涤塔内进行，所述烟气脱除白雾在另一蒸汽加热器内进行。

本实用新型用于垃圾焚烧炉内NO_x的低成本还原，一方面降低了现有垃圾焚烧炉SNCR对氨水的需求，节约了***成本，另一方面提高了生物质资源的利用效率，提高了垃圾焚烧发电厂的热负荷稳定性。

本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种降低垃圾焚烧炉氮氧化物排放的***，其特征在于，所述***包括一生物质气化炉和一垃圾焚烧炉，所述生物质气化炉产生的气化气通过一保温管路喷入所述垃圾焚烧炉炉拱上部的燃烧空间，使所述气化气再燃以还原所述氮氧化物。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述保温管路与所述垃圾焚烧炉炉拱上部之间的接口位于所述垃圾焚烧炉的燃尽风的入口之下、二次风入口之上。

3.根据权利要求1或2所述的***，其特征在于，所述生物质气化炉为上吸式气化炉，所述生物质气化炉产生的气化气在所述生物质气化炉的上部通过所述保温管路喷入所述垃圾焚烧炉炉拱上部的燃烧空间。

4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述保温管路保温250℃-300℃，以保证所述气化气中的气化焦油不发生冷凝。

5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述生物质气化炉的气化介质采用空气。

6.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述生物质气化炉包括推料装置，用于将进入生物质进料斗的生物质原料经由所述生物质气化炉的进料口推送进入炉体。

7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述推料装置采用螺旋进料方式将来自所述生物质进料斗的生物质原料送入炉体。

8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述生物质原料包括秸秆和木片。

9.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述垃圾焚烧炉的炉排采用往复式机械炉排，包括给料炉排和焚烧炉排。

10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述***还包括：

位于所述焚烧炉排下部的一次风供风***，用于将一次风从所述焚烧炉排底部的风室送入炉膛；

位于所述垃圾焚烧炉炉拱上部的二次风供风***，用于将二次风从炉拱上部送入炉膛。