一种生活垃圾焚烧高分子耦合烟气再循环及减氨系统的制作方法

1.本发明属于垃圾焚烧处理技术领域，涉及一种生活垃圾焚烧高分子耦合烟气再循环及减氨系统。


背景技术：

2.随着社会经济的快速发展及人们生活水平的不断提高，生活垃圾增长速率不断加快，垃圾造成的环境污染问题日益严峻。与垃圾堆肥及垃圾填埋技术相比，垃圾焚烧发电技术因符合“减量化、无害化、资源化”的固废处理要求而备受关注，垃圾焚烧发电已经成为城市生活垃圾处理的主导技术。
3.生活垃圾中含有大量的c、h、o、n、s以及一些卤族元素，在垃圾焚烧过程中会生成nox、so2、co、hcl和二噁英等有害成分。其中，垃圾焚烧产生的nox主要是含氮有机物的燃烧产物以及在高温焚烧过程中n2与o2的反应产物。nox包括no、no2、n2o和n2o3等气体，主要成分为no和no2，其中no占比为95％以上。垃圾焚烧过程中生成的nox主要有燃料型nox、热力型nox和快速型nox，其中燃料型nox一般占nox总量的60％～80％，热力型nox占比为20％，快速型nox一般不超过5％。
4.目前，垃圾焚烧烟气nox去除主要采用燃烧控制、sncr和scr技术、烟气再循环和高分子脱硝技术，其主要特点如下：
5.燃烧控制主要是通过改变炉膛的燃烧温度、炉膛氧气含量、一二次风风量配比等来控制nox，仅仅能把nox的排放限值控制在400mg/m3(日均值)以内，无法满足氮氧化物nox超低排放要求。
6.scr技术是指在氧气和非均相催化剂同时存在的条件下，含有氨基的还原剂在烟气温度为200℃～450℃区间内，将nox还原为n2和水，脱硝效率可达80％～90％。
7.sncr(选择性非催化还原反应)脱硝技术是指在高温(850℃～1100℃)烟气中喷入尿素或氨水，在没有催化剂的条件下选择性地将烟气中的nox还原成n2和水，脱硝效率一般为30％～60％。正常运行工况，结合燃烧控制结束可以把氮氧化物nox的排放控制在250mg/m3(日均值)以内，无法满足氮氧化物nox超低排放要求。
8.烟气再循环是将燃烧产生的烟气抽取一部分，将其喷入余热锅炉进行再燃烧或再利用的技术，再循环烟气多数为焚烧炉或引风机前后的低温烟气。烟气中基本上是惰性气体，由于其吸热和氧含量低的特点，回喷将导致主燃烧区温度降低，进而减少热力型nox的产生；此外还会降低炉内氧气浓度，也能够抑制燃料型nox的形成。同时，烟气再循环低氮燃烧技术还可以增加再循环烟气喷入口处的扰动，提高烟气在炉膛内停留时间。
9.高分子脱硝技术即利用气力输送装置将高分子脱硝剂固体原料均匀喷入850～1100℃的炉膛中。在合适的温度窗口(850～950℃)下氨基和高分子连接的化学键断裂，释放出大量的氨气，氨气与炉膛内的烟气均匀混合并与烟气中的nox发生还原反应，生成无害的n2和h2o，达到脱除nox目的，其脱硝效率普遍70～80％。高分子脱硝的脱硝效率达到80％左右时，在系统后端会产生较大的氨逃逸，这样因环保管控等因素，只能将高分子脱硝系统
降负荷运行，没法将高分子脱硝的性能发挥最大。
10.随着国家和地方对nox指标控制越来越严格，垃圾焚烧常用的sncr，sncr+烟气再循环手段无法达到当地的排放要求，而scr一次性投入成本和运行成本都远高于sncr，所以投资少，运行成本较低的高分子脱硝技术逐渐被垃圾焚烧厂应用。


技术实现要素：

11.有鉴于此，本发明的目的在于解决上述问题，提供一种生活垃圾焚烧高分子耦合烟气再循环及减氨系统。
12.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
13.一种生活垃圾焚烧高分子耦合烟气再循环及减氨系统，包括顺次设置的炉排炉、余热锅炉、省煤器、脱酸塔、除尘器、引风机、烟囱，以及通向炉排炉干燥段灰斗的一次风管路和通向炉排炉烟道出口的二次风管路；所述余热锅炉上连接有高分子脱硝系统，高分子脱硝系统通过管道将高分子脱硝剂输送至余热锅炉中进行脱硝反应；
14.在所述省煤器与脱酸塔之间的管道上并联设置有旋风分离器，使烟气可切换路径，通过旋风分离器后进入脱酸塔；所述旋风分离器上接入有渗滤液浓液回喷系统；所述渗滤液浓液回喷系统通过渗滤液浓液管道将渗滤液浓液喷入旋风分离器中与烟气充分反应，利用渗滤液浓液吸收烟气中氨气、hcl和so2。
15.进一步，所述旋风分离器的底部通过管道连接有流化床，nh3与渗滤液浓液、hcl和so2反应后形成的盐以及渗滤液浓液干化后的盐通过管道进入流化床中进行流化。
16.进一步，还包括再循环风管路；所述再循环风管路包括再循环风机、再循环炉排前支管、再循环炉排后支管；再循环风机的入口通过再循环抽气管连接于所述引风机的出风端；所述再循环炉排前支管、再循环炉排后支管均一端连接于所述再循环风机的出风端，另一端分别连接于炉排炉烟气出口的两侧，且位于二次风管路接入点的下方。
17.进一步，所述再循环风机的出风端还连接有再循环三次风前主管，所述流化床的进风口与所述再循环三次风前主管连接，流化床的出风口通过再循环三次风后主管接入余热锅炉；所述流化床的上部设有除尘装置和naoh溶液喷口；nh3与渗滤液浓液、hcl和so2反应后形成的盐以及渗滤液浓液干化后的盐在流化床内不断流化循环，在naoh的作用下，盐中的nh3不断挥发，通过再循环三次风后主管回到余热锅炉。
18.进一步，通过测量引风机与烟囱之间管路中烟气的nh3的含量变化来控制流化床中引入的再循环风的流量，当nh3含量大于8mg/nm3时，增大流化床中再循环风的流量，小于8mg/nm3时时，减流化床中再循环风的流量。
19.进一步，所述再循环三次风后主管通过支管分层接入余热锅炉。
20.进一步，所述再循环炉排前支管、再循环炉排后支管、再循环三次风前主管上均设有流量控制阀。
21.进一步，所述再循环炉排前支管、再循环炉排后支管接入炉排炉出口的位置位于所述二次风管路接入点的下方0.5～1米处。
22.进一步，所述高分子脱硝系统的通过输送主管以及并联连接在输送主管上的上支管和下支管接入余热锅炉的一烟室前墙和侧墙；所述上支管、下支管与再循环三次风后主管上的支管错层交替布置。
23.本发明的有益效果在于：
24.本发明将烟气再循环与高分子脱硝和渗滤液回喷技术耦合，将脱硝效率提升至90％，接近scr技术，但成本远低于scr，不及scr成本的一半；具体的，利用再循环风搅动高分子脱硝喷入口周围的烟气，使高分子脱硝剂与烟气混合更加均匀，反应效率更高；利用烟气再循环和高分子脱硝两种脱硝方式叠加脱硝，脱硝效果接近scr；在省煤器和脱酸塔之间接旁路，喷入渗滤液浓液，吸收烟气中的氨气，并加强氨气与hcl和so2的反应，达到脱酸效果，减少脱酸塔的负荷，减少消石灰量。在脱酸塔前将烟气中的盐分离一部分，减少飞灰产生量。将烟气中的逃逸的部分氨返回到高分子脱硝反应区域与nox反应，减少高分子脱硝剂耗量和氨逃逸；
25.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
26.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
27.图1为本发明中生活垃圾焚烧高分子耦合烟气再循环及减氨系统的示意图。
28.附图标记：1-高分子脱硝系统；2-输送主管；3-上支管；4-下支管；5-再循环三次风后主管；6-再循环三次风上支管；7-再循环三次风中支管；8-再循环三次风下支管；9-二次风前支管；10-余热锅炉；11-省煤器；12-二次风后支管；13-炉排炉；14-管道；15-旋风分离器；16-管道；17-管道；18-渗滤液浓液管道；19-管道；20-流化床；21-管道；22-脱酸塔；23-除尘器；24-引风机；25-烟囱；26-再循环抽气管；27-再循环风机；28-再循环主管；29-再循环炉排后支管；30-再循环炉排前支管；31-再循环三次风前主管；32-naoh溶液喷口。
具体实施方式
29.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
31.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或
暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
32.请参阅图1，为一种生活垃圾焚烧高分子耦合烟气再循环及减氨系统，包括顺次设置的炉排炉13、余热锅炉10、省煤器11、脱酸塔22、除尘器23、引风机24、烟囱25，以及通向炉排炉13干燥段灰斗的一次风管路和通向炉排炉13烟道出口的二次风管路；余热锅炉10上连接有高分子脱硝系统1，高分子脱硝系统1通过管道21将高分子脱硝剂输送至余热锅炉10中进行脱硝反应；在省煤器11与脱酸塔22之间的管道21上并联设置有旋风分离器15，使烟气可切换路径，通过旋风分离器15后进入脱酸塔22，形成旁路；旋风分离器15上接入有渗滤液浓液回喷系统；渗滤液浓液回喷系统通过渗滤液浓液管道18将渗滤液浓液喷入旋风分离器15中与烟气充分反应，利用渗滤液浓液吸收烟气中氨气、hcl和so2。旋风分离器15的底部通过管道21连接有流化床20，nh3与渗滤液浓液、hcl和so2反应后形成的盐以及渗滤液浓液干化后的盐通过管道21进入流化床20中进行流化。
33.本实施例中，还包括再循环风管路；再循环风管路包括再循环风机27、再循环炉排前支管30、再循环炉排后支管29；再循环风机27的入口通过再循环抽气管26连接于引风机24的出风端；再循环炉排前支管30、再循环炉排后支管29均一端连接于再循环风机27的出风端，另一端分别连接于炉排炉13烟气出口的两侧，且位于二次风管路接入点的下方。
34.再循环风机27的出风端还连接有再循环三次风前主管31，流化床20的进风口与再循环三次风前主管31连接，流化床20的出风口通过再循环三次风后主管5接入余热锅炉10；流化床20的上部设有除尘装置和naoh溶液喷口32；nh3与渗滤液浓液、hcl和so2反应后形成的盐以及渗滤液浓液干化后的盐在流化床20内不断流化循环，在naoh的作用下，盐中的nh3不断挥发，通过再循环三次风后主管5回到余热锅炉10。
35.高分子脱硝系统1的通过输送主管2以及并联连接在输送主管2上的上支管3和下支管4接入余热锅炉10的一烟室前墙和侧墙；再循环三次风后主管5通过再循环三次风上支管6、再循环三次风中支管7、再循环三次风下支管8分层接入余热锅炉10，且上支管3、下支管4与再循环三次风上支管6、再循环三次风中支管7、再循环三次风下支管8错层交替布置，利用再循环风搅动高分子脱硝喷入口周围的烟气，使高分子脱硝剂与烟气混合更加均匀，反应效率更高。
36.再循环炉排前支管30、再循环炉排后支管29接入炉排炉13出口的位置位于二次风管路接入点的下方0.5～1米处。再循环炉排前支管30、再循环炉排后支管29、再循环三次风前主管31上均设有流量控制阀。
37.运行时，通过测量引风机24与烟囱25之间管路中烟气的nh3的含量变化来控制流化床20中引入的再循环风的流量，当nh3含量大于8mg/nm3时，增大流化床20中再循环风的流量，小于8mg/nm3时时，减流化床20中再循环风的流量。
38.具体的，在标高16.5米二次风前支管9和16米二次风后支管12下方，即标高15.8米和15.2米处分别布置再循环炉排后支管29和再循环炉排前支管30。分别在余热锅炉标高30米和26米的前墙和侧墙均匀布置支管3和下支管4，分别在余热锅炉标高32米、28米和24米的前墙和侧墙均匀布置再循环三次风上支管6、再循环三次风中支管7和再循环三次风下支管8。
39.使用再循环系统时，开启再循环风机27，在再循环主管28内有适当压力后，开启再循环炉排后支管29和再循环炉排前支管30上的阀门，将再循环烟气引入炉排炉13中，根据风量和nox数据的情况，可适当增减再循环风机27的频率，以改变再循环风量。
40.运行高分子脱硝系统1时，可以选择在上支管3和下支管4一层或两层喷入高分子脱硝剂。并将再循环三次风上支管6、再循环三次风中支管7和再循环三次风下支管8上的阀门开启，并适当调整再循环风机27的频率，将风量调至合适工况。例如，从高分子脱硝上支管3投入高分子脱硝剂时，再循环烟气通过再循环三次风上支管6和再循环三次风中支管7通入余热锅炉。
41.运行渗滤液浓液回喷系统时，通过调节管道14和管道17上的阀门开度，调节适量的约250℃的烟气进入旋风分离器15中，通过渗滤液浓液管道18和其均匀分布在旋风分离器15上部四周的支管，喷入渗滤液浓液。随着渗滤液浓液的喷入以及烟气减速，促进氨气与渗滤液浓液、hcl、so2的反应生成盐类并被烟气烘干，协同烟气中的其它固体杂盐随着烟气降速沉降至旋风分离器15下部，通过管道19输送至流化床20中。在流化床20中，使杂盐保持一定的平均停留时间，在流化床20内喷入一定量的naoh溶液，利用再循环烟气促进杂盐流化，使杂盐中的氨气反应挥发，通过与再循环三次风混合回到余热锅炉10中。盐通过从管道21内排除后用作其它利用。
42.采用本实施例中的系统，实现了脱硝效率提升至90％，接近scr技术，但成本远低于scr。
43.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种生活垃圾焚烧高分子耦合烟气再循环及减氨系统，包括顺次设置的炉排炉、余热锅炉、省煤器、脱酸塔、除尘器、引风机、烟囱，以及通向炉排炉干燥段灰斗的一次风管路和通向炉排炉烟道出口的二次风管路；其特征在于：所述余热锅炉上连接有高分子脱硝系统，高分子脱硝系统通过管道将高分子脱硝剂输送至余热锅炉中进行脱硝反应；在所述省煤器与脱酸塔之间的管道上并联设置有旋风分离器，使烟气可切换路径，通过旋风分离器后进入脱酸塔；所述旋风分离器上接入有渗滤液浓液回喷系统；所述渗滤液浓液回喷系统通过渗滤液浓液管道将渗滤液浓液喷入旋风分离器中与烟气充分反应，利用渗滤液浓液吸收烟气中氨气、hcl和so2。2.根据权利要求1所述的生活垃圾焚烧高分子耦合烟气再循环及减氨系统，其特征在于：所述旋风分离器的底部通过管道连接有流化床，nh3与渗滤液浓液、hcl和so2反应后形成的盐以及渗滤液浓液干化后的盐通过管道进入流化床中进行流化。3.根据权利要求2所述的生活垃圾焚烧高分子耦合烟气再循环及减氨系统，其特征在于：还包括再循环风管路；所述再循环风管路包括再循环风机、再循环炉排前支管、再循环炉排后支管；再循环风机的入口通过再循环抽气管连接于所述引风机的出风端；所述再循环炉排前支管、再循环炉排后支管均一端连接于所述再循环风机的出风端，另一端分别连接于炉排炉烟气出口的两侧，且位于二次风管路接入点的下方。4.根据权利要求3所述的生活垃圾焚烧高分子耦合烟气再循环及减氨系统，其特征在于：所述再循环风机的出风端还连接有再循环三次风前主管，所述流化床的进风口与所述再循环三次风前主管连接，流化床的出风口通过再循环三次风后主管接入余热锅炉；所述流化床的上部设有除尘装置和naoh溶液喷口；nh3与渗滤液浓液、hcl和so2反应后形成的盐以及渗滤液浓液干化后的盐在流化床内不断流化循环，在naoh的作用下，盐中的nh3不断挥发，通过再循环三次风后主管回到余热锅炉。5.根据权利要求4所述的生活垃圾焚烧高分子耦合烟气再循环及减氨系统，其特征在于：通过测量引风机与烟囱之间管路中烟气的nh3的含量变化来控制流化床中引入的再循环风的流量，当nh3含量大于8mg/nm3时，增大流化床中再循环风的流量，小于8mg/nm3时时，减流化床中再循环风的流量。6.根据权利要求4所述的生活垃圾焚烧高分子耦合烟气再循环及减氨系统，其特征在于：所述再循环三次风后主管通过支管分层接入余热锅炉。7.根据权利要求4所述的生活垃圾焚烧高分子耦合烟气再循环及减氨系统，其特征在于：所述再循环炉排前支管、再循环炉排后支管、再循环三次风前主管上均设有流量控制阀。8.根据权利要求3所述的生活垃圾焚烧高分子耦合烟气再循环及减氨系统，其特征在于：所述再循环炉排前支管、再循环炉排后支管接入炉排炉出口的位置位于所述二次风管路接入点的下方0.5～1米处。9.根据权利要求6所述的生活垃圾焚烧高分子耦合烟气再循环及减氨系统，其特征在于：所述高分子脱硝系统的通过输送主管以及并联连接在输送主管上的上支管和下支管接入余热锅炉的一烟室前墙和侧墙；所述上支管、下支管与再循环三次风后主管上的支管错层交替布置。

技术总结
本发明属于垃圾焚烧处理技术领域，涉及一种生活垃圾焚烧高分子耦合烟气再循环及减氨系统，包括顺次设置的炉排炉、余热锅炉、省煤器、脱酸塔、除尘器、引风机、烟囱，以及通向炉排炉干燥段灰斗的一次风管路和通向炉排炉烟道出口的二次风管路、再循环风管路；余热锅炉上连接有高分子脱硝系统，在省煤器与脱酸塔设置有旋风分离器，使烟气可切换路径，通过旋风分离器后进入脱酸塔；旋风分离器上接入有渗滤液浓液回喷系统；所述渗滤液浓液回喷系统通过渗滤液浓液管道将渗滤液浓液喷入旋风分离器中与烟气充分反应，利用渗滤液浓液吸收烟气中氨气、HCl和SO2。本发明将烟气再循环与高分子脱硝和渗滤液回喷技术耦合，将脱硝效率提升至90％。90％。90％。


技术研发人员：陶应翔 周兴卫 吴忠勇 余明锐 黄旭 刘兴钢 羊鑫磊 吴爽 苏迷 江河 贺孝君 张力
受保护的技术使用者：重庆新离子环境科技有限公司
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/8/4