CN213272679U - 一种垃圾焚烧烟气超低排放低温消白*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种垃圾焚烧烟气超低排放低温消白***，包括低温省煤器、冷凝换热器、湿法脱酸塔、低温喷淋塔、烟气一级再热器、烟囱。其中，垃圾焚烧炉除尘器后烟气通过管道及电动插板阀接至低温省煤器；出口经电动插板阀和管道，进入冷凝式换热器；冷凝式换热器出口通过管道连接至湿法脱酸塔；脱酸塔出口烟气经烟道接至低温喷淋塔；喷淋塔出口烟气经烟管连接到烟气一级再热器加热后接管进入冷凝式换热器一段再次加热；经管道接入烟囱排放。本实用新型烟气低温消白相比较高温排放可节省大量的蒸汽消耗，这部分蒸汽用于发电，可提高垃圾焚烧厂热效率1％以上。
Description
技术领域
本实用新型涉及垃圾焚烧发电领域，具体涉及一种垃圾焚烧锅炉的烟气超低排放低温消白***。
背景技术
随着生活垃圾焚烧发电行业的发展，对烟气中污染物浓度的排放要求也越来越严格，从国家政策趋势看，对垃圾焚烧行业烟气的超低排放要求很快会提上日程。欧盟在<垃圾焚烧最佳可用技术参考文件>2018版中提出了对垃圾焚烧烟气处理技术新的指导意见，对各污染物排放限值都提出了更高要求。国内当下城镇生活垃圾的特点是低位热值较低，在1200-2200kcal/kg之间，垃圾中水分含量高，绝大部分都在40％以上，导致焚烧炉的烟气成分中水汽含量很高，在 20～30vol.％之间，高水汽含量的烟气在环境温度较低的环境下，很容易形成白色烟羽。目前垃圾焚烧为实现超低排放大都采用半干塔脱酸+湿塔洗涤两级脱酸方案，洗涤后烟气为饱和状态且烟温较低(50-60℃)，直接排放会腐蚀后续管道及设备，并造成烟囱冒“白烟”。国内具有湿塔的垃圾焚烧厂针对烟囱排放白烟的手段基本是在湿塔后增加烟气再热器，通过汽机一抽蒸汽或者锅炉产蒸汽作为热源来加热烟气，使烟温增加到125℃以上，冬季甚至150℃以上，再通过烟囱排放。现行方案不仅在湿塔内采用大量工业水喷淋对烟气进行降温冷却，后续又采用蒸汽加热烟气消白，造成水和热资源的双重浪费。因此，需要开发一种更经济高效的去除烟气中水汽及污染物含量同时还能节能回收烟气中余热的***。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种不仅能降低烟气中水汽及污染物含量，而且能提高垃圾焚烧电厂热效率的烟气低温消白***。
为实现上述目的，本实用新型提出的一种垃圾焚烧烟气超低排放低温消白***，包括低温省煤器1、冷凝式换热器2、湿法脱酸塔3、低温喷淋塔4、烟气一级再热器5、烟囱6。其中，垃圾焚烧炉除尘器后烟气通过管道及电动插板阀接至低温省煤器1；出口经电动插板阀和管道，进入冷凝式换热器2；冷凝式换热器2出口通过管道连接至湿法脱酸塔3；脱酸塔出口烟气经烟道接至低温喷淋塔4；喷淋塔4出口烟气经烟管连接到烟气一级再热器5加热后接管进入冷凝式换热器2一段再次加热；经管道接入烟囱6排放。
进一步的，汽机冷凝水经水泵加压，从除氧器给水母管部分分流至冷凝式换热器2二段，加强冷凝式换热器2的冷凝过程；冷凝式换热器2二段出口经管道接回除氧器给水母管，再连接至低温省煤器1，经烟气加热后经管道接至除氧器。
进一步的，烟气中的冷凝水经冷凝式换热器2收集槽收集，通过管道、截止阀、连续U型水封、截止阀、连接至中间水箱7；水箱出口通过管道连接水泵 8，水泵8出口送至烟气一级再热器5，加热烟气后经管道接至中和水池9。
锅炉尾部烟气经前端半干塔脱酸+布袋除尘处理后，洁净烟气温度约140℃～180℃，经低温省煤器1降温到90-100℃，进入冷凝式换热器2冷却到65℃左右，进入湿法脱酸塔3，脱酸塔出口烟气53℃进入低温喷淋塔4，降温到40℃，经烟气一级再热器5加热后进入冷凝式换热器2再次加热到70℃左右，进入烟囱6排放。
在本实用新型中，低温省煤器1冷源来自汽机冷凝器凝结水，烟温从180℃降低到100℃，回收热量可提升全厂热效率4％-6％，烟温从140℃降低到100℃，回收热量可提升全厂热效率2％-3％；烟气通过冷凝式换热器2，湿法脱酸塔3，低温喷淋塔4，饱和烟气最终温度40℃左右，含湿量为8vol.％相比原烟气28 vol.％的含湿量，水汽去除效率达77％。
按国内目前城市消白政策要求：冬季(11月-次年3月)：冷凝后烟温达到 45℃以下，烟气含湿量8.5％以下。本专利低温喷淋塔4后的烟气即可满足消白政策排放；通过烟气一级再热器5和冷凝式换热器2两级加热到70℃，既充分利用了低温烟气热能，又保障了严寒气候地区烟气排放的消白效果。
优选地，在所述的烟气低温消白***中，低温省煤器1换热管束材质采用 ND钢，防腐蚀的同时兼顾设备造价的经济性。
优选地，在所述的烟气低温消白***中，冷凝式换热器2采用PTFE材质；冷凝式换热器2采用两段式结构，第一段为烟气与烟气换热，第二段为烟气和水换热，其中冷却水来自汽机冷凝器凝结水。
优选地，在所述的烟气低温消白***中，湿法脱酸塔3脱酸剂采用NaOH溶液，雾化喷射，覆盖面积100％以上，高效脱酸同时减少烟气中携带的颗粒物。
优选地，在所述的烟气低温消白***中，低温喷淋塔4为空塔喷淋，设计烟气流速不超过2.5m/s，在塔顶布置两层板式除雾器，有效去除烟气的水滴和粉尘，保证出口烟气雾滴含量≤20mg/Nm3，粉尘含量≤5mg/Nm3。
优选地，在所述的烟气低温消白***中，一级再热器5再热管束采用PTFE 材质，加热热源来自冷凝式换热器2的冷凝水，通过60-70℃的冷凝水来加热低温喷淋塔出口40℃的饱和烟气，使之升温5-10℃。
优选地，在所述的烟气低温消白***中，冷凝式换热器2的冷凝水，经收集槽收集后，经两段连续U型水封后，通过自动差压式疏水阀排到中间水箱，水箱内衬玻璃钢(FRP)防腐。连续水封前后设置关断阀，可以拆卸清洗，防止堵塞。
优选地，在所述的烟气低温消白***中，烟气管道采用玻璃鳞片或内衬玻璃钢材质防腐，凝结水管道采用内衬含氟橡胶或树脂防腐。烟囱采用玻璃钢 (FRP)材质，防腐性能好，经济性高。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
(1)烟气低温消白相比较高温排放可节省大量的蒸汽消耗，这部分蒸汽用于发电，可提高垃圾焚烧厂热效率1％以上。
(2)通过本实用新型三级冷凝过程，冷凝式换热器2、湿式脱酸塔3、低温喷淋塔4，可大量降低烟气中携带的水汽和污染物含量，如粉尘，重金属离子等，减少烟气和污染物排放总量。
(3)本实用新型冷凝式换热器2和一级再热器5的管束采用PTFE材质，防腐蚀性能好，设备和***稳定性均大幅提高，保障电厂稳定运行。
(4)采用低温省煤器1与冷凝式换热器2的二段加热锅炉给水，使烟气低温热能得到合理回收利用，提高了全厂热效率2％以上。
(5)低温冷凝回收了大量水资源，对于我国西北部缺水地区的垃圾焚烧项目有重大经济效益，烟气冷凝段设置在活性炭吸附和除尘之后，冷凝水质较好，经调质，沉淀，初步处理后即可作为工业水补水回用，避免从环境中抽取大量的水源消耗。
附图说明
图1为一种垃圾焚烧烟气低温消白***的示意图。
图中：1-低温省煤器、2-冷凝式换热器、3-湿式脱酸塔、4-低温喷淋塔、 5-一级再热器、6-烟囱、7-中间水箱、8-冷凝水泵、9-中和水池。
具体实施方式
下面将结合具体的工程案例进行更详细的描述，其中说明的本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。
如图1所示，垃圾焚烧烟气低温消白***的示意图。烟气流程：垃圾焚烧炉除尘器后烟气通过管道及电动插板阀接至低温省煤器1；出口经电动插板阀和管道，进入冷凝式换热器2；冷凝式换热器2出口通过管道连接至湿法脱酸塔3；脱酸塔出口烟气经烟道接至低温喷淋塔4；喷淋塔4出口烟气经烟管连接到烟气一级再热器5加热后接管进入冷凝式换热器2一段再次加热；经管道接入烟囱6 排放。
除氧器给水流程：汽机冷凝水经水泵加压，从除氧器给水母管部分分流至冷凝式换热器2二段，加强冷凝式换热器2的冷凝过程；冷凝式换热器2二段出口经管道接回除氧器给水母管，再连接至低温省煤器1，经烟气加热后经管道接至除氧器。
烟气冷凝水流程：烟气中的冷凝水经冷凝式换热器2收集槽收集，通过管道、截止阀、连续U型水封、截止阀、连接至中间水箱7；水箱出口通过管道连接水泵8，水泵8出口送至烟气一级再热器5，加热烟气后经管道接至中和水池 9。
实施例：以垃圾处理量750t/d垃圾焚烧余热锅炉为例。焚烧炉烟气经前端处理后，原烟气总量140000Nm3/h，其中水蒸气体积成分28％，温度180℃。如图1所示，烟气经低温省煤器1，加热65℃锅炉给水至110℃,烟气降温到105℃；进入冷凝式换热器2一段，将低温烟气从45℃加热到70℃以上，烟温降低到75℃，进入冷凝式换热器2二段，继续降温至65℃左右；进入湿式脱酸塔3，经NaOH溶液喷淋，脱酸降温至53℃；进入低温喷淋塔4，冷凝降温至40℃，经两级除雾器后，先经一级再热器5，被冷凝器冷凝水加热到45℃后接至冷凝式换热器2一段，被高温烟气加热到75℃；最终进入烟囱6排放。
冷凝式换热器2的冷凝水温度在70-80℃之间，通过中间水箱7收集，经冷凝水泵8输送至一级再热器5，换热后去中和水池9处理后回用。
以上流程通过烟气加热锅炉给水，减少了汽机二级和三级抽汽量，提高全厂发电效率3％以上；通过三级冷凝，回收冷凝水量13t/h，烟气中水汽总量减少77％；通过双塔喷淋脱酸除雾，最终烟气排放SO2控制在10mg/Nm3以下，粉尘控制在5mg/Nm3以下；末端排烟温度70℃以上且湿度很低，冬季也能实现无白烟排放。
Claims (3)
1.一种垃圾焚烧烟气超低排放低温消白***，其特征在于，包括低温省煤器(1)、冷凝式换热器(2)、湿法脱酸塔(3)、低温喷淋塔(4)、烟气一级再热器(5)、烟囱(6)；其中，垃圾焚烧炉除尘器后烟气通过管道及电动插板阀接至低温省煤器(1)；出口经电动插板阀和管道，进入冷凝式换热器(2)；冷凝式换热器(2)出口通过管道连接至湿法脱酸塔(3)；脱酸塔出口烟气经烟道接至低温喷淋塔(4)；喷淋塔(4)出口烟气经烟管连接到烟气一级再热器(5)加热后接管进入冷凝式换热器(2)一段再次加热；经管道接入烟囱(6)排放。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧烟气超低排放低温消白***，其特征在于，汽机冷凝水经水泵加压，从除氧器给水母管部分分流至冷凝式换热器(2)二段，加强冷凝式换热器(2)的冷凝过程；冷凝式换热器(2)二段出口经管道接回除氧器给水母管，再连接至低温省煤器(1)，经烟气加热后经管道接至除氧器。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧烟气超低排放低温消白***，其特征在于，烟气中的冷凝水经冷凝式换热器(2)收集槽收集，通过管道、截止阀、连续U型水封、截止阀、连接至中间水箱(7)；水箱出口通过管道连接水泵(8)，水泵(8)出口送至烟气一级再热器(5)，加热烟气后经管道接至中和水池(9)。
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