一种有机固废焚烧高温烟气预处理调质装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种有机固废焚烧高温烟气预处理调质装置及方法，用于在高温(≥850℃)下对烟气中的HCl、NOx、SOx、灰尘和重金属进行预脱除，实现烟气预处理调质。烟气预处理调质装置包括绝热旋风沉降烟道、吸收剂存储单元、吸收剂输送单元和喷嘴；绝热旋风沉降烟道包括入口烟道、旋风分离室、导流体、排气管、灰尘出口和集灰斗；吸收剂存储单元包括石灰石粉末存储料仓、高岭土粉末存储料仓和尿素溶液储备罐。本发明专利技术旨在改进传统的中低温烟气净化方式存在的易发生高低温腐蚀，促进二噁英的合成以及重金属的挥发等方面的不足，采用一体化设计，实现在高温下对多种污染物(HCl、SO2、NO、飞灰、重金属)协同脱除的处理效果，提高余热利用效率。

A conditioning device and method for high temperature flue gas pretreatment of organic solid waste incineration

The invention discloses a high temperature flue gas pretreatment conditioning device and method for organic solid waste incineration, which is used for pre-removal of HCl, NO x, SOx, dust and heavy metals in flue gas at high temperature (> 850 C) to realize flue gas pretreatment conditioning. The flue gas pre-treatment and conditioning device includes adiabatic cyclone settling flue, absorbent storage unit, absorbent conveying unit and nozzle; adiabatic cyclone settling flue includes inlet flue, cyclone separation chamber, fluid guide, exhaust pipe, dust outlet and ash collecting hopper; and absorbent storage unit includes limestone powder storage bin, kaolin powder storage bin and urea solution storage tank. The present invention aims to improve the shortcomings of traditional low and medium temperature flue gas purification methods, such as easy corrosion at high and low temperatures, promotion of dioxin synthesis and volatilization of heavy metals, etc. By adopting integrated design, the treatment effect of synergistic removal of various pollutants (HCl, SO2, NO, fly ash, heavy metals) at high temperatures is realized, and the utilization efficiency of waste heat is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种有机固废焚烧高温烟气预处理调质装置及方法
本专利技术属于环境保护领域，尤其涉及一种有机固废焚烧高温烟气预处理调质装置及方法。
技术介绍
焚烧作为无害化最彻底、减容化最显著、可资源化利用程度最高的一种处理技术，已经成为当今国际社会生活垃圾处理的重要技术。垃圾焚烧对环境的二次污染物主要源于焚烧过程中产生的烟气，焚烧烟气中包含酸性气体(HCl、SOx、NOx)、颗粒物、有机物二噁英及重金属等，均对人体健康有很大的危害。二噁英属于剧毒物质，易溶于脂肪，长期摄取会引起癌症、畸形等；飞灰中重金属成分和含量比较大，属于危险废物，对环境影响巨大。因此，若不对生活垃圾焚烧烟气产生的二次污染进行有效的控制和处理，将会对环境和人群健康造成极大的危害。我国大型生活垃圾焚烧烟气净化系统基本上采用“炉内SNCR脱硝+烟气急冷+半干法脱酸+活性炭喷射吸附二噁英+布袋除尘器除尘”的烟气组合处理工艺，使用这种工艺，烟气是通过余热锅炉受热面、温度降到中低温区(≤350℃)以后再得以净化，这种中低温净化存在以下问题：(1)余热锅炉受热面的高低温腐蚀。现代化的焚烧炉都配有余热锅炉，其高温受热面易受到HCl的高温腐蚀，低温受热面易受到酸结露腐蚀，为了避免低温腐蚀，余热锅炉的烟气出口温度需要高于酸露点温度10℃左右，这是导致余热锅炉效率不高的主要原因；(2)促进二噁英的再合成。大量研究表明，二噁英生成的最佳温度在225～400℃之间，同时，二噁英的合成反应主要是在飞灰的表面完成，而飞灰中含有的大量的重金属可作为二噁英生成的催化剂，氯源(HCl和Cl2)的存在也会促进二噁英的生成；(3)促进重金属的挥发。大量研究表明，氯源的存在会促进重金属由底灰向飞灰或气相迁移，因为氯与重金属反应形成的氯化物熔沸点较低，易挥发。近年来，有机固废焚烧烟气中污染物的高效深度脱除受到越来越多研究者的关注，比如中国专利CN103055661A公开了一种高温脱除烟气中酸性气体的装置及其方法，用于对垃圾或煤燃烧过程中产生的酸性气体进行深度脱除，采用在多级错流移动床反应器中分别加入不同的吸附剂，高温烟气依次与吸附剂分别错向接触的方法对酸性气体进行多级深度脱除；但是，本申请专利技术人分析发现该方法不能对飞灰以及重金属进行协同脱除，并且没有对净化产物进行脱除。中国专利CN1426830A公开了一种烟气除尘一体化的方法及其装置，使用混合造粒器将催化剂、脱硫剂和持水剂混合造粒形成复合颗粒，并用高温蒸汽增湿活化后随烟气一起进入袋式除尘器，达到飞灰和SO2同时脱除的目的；但是，本申请专利技术人分析发现该方法无法在高温环境下进行工作。中国专利CN107297142A公开了一种烟气净化方法，通过催化处理、等离子体处理、化学反应处理、电场吸附处理等一系列手段对烟气中的氮氧化物、含硫污染物、灰尘和重金属进行脱除；但是，本申请专利技术人分析发现该方法所需步骤较多，工艺较为复杂，同时成本较高，不适合工业化应用。中国专利CN104147915A公开了一种烟气的处理方法，主要用于垃圾焚烧炉产生的烟气处理，采用向焚烧炉内喷射还原剂脱硝，然后在低温段进行脱硫除尘的方法；但是，本申请专利技术人分析发现炉内喷射还原剂的方式混合效果较差，效率不高，同时在低温段进行脱硫可能导致硫酸凝结腐蚀受热面。由于垃圾组分复杂，其焚烧产生的二次污染物成分也复杂多变，对酸性气体、灰尘、重金属等多种污染物的协同脱除是有机固废焚烧中的关键问题，现有工艺大多是逐级对各种污染物进行处理，步骤较多，工艺较复杂；同时，传统的中低温净化已不能满足要求，在高温段对焚烧烟气进行预处理调质，不仅可以避免余热锅炉受热面的腐蚀，控制二噁英以及重金属的排放，还可以提高余热锅炉的效率；但是，在高温段喷射钙剂脱酸易导致烟气中粘性颗粒的增加，比如钙剂吸收剂吸收HCl形成的CaCl产物熔点为782℃，而焚烧炉炉膛出口的烟气温度在900℃左右。
技术实现思路
针对中低温烟气净化的缺点，以及现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种有机固废焚烧高温烟气预处理调质装置及其方法，选择在大于850℃的高温环境下对烟气中的HCl、氮氧化物、硫氧化物、灰尘和重金属进行协同脱除，因为在此温度下可将烟气中的二噁英有效裂解，同时需满足烟气在此温度下的停留时间大于2s。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下技术方案：一种有机固废焚烧高温烟气预处理调质装置，包括绝热旋风沉降烟道、吸收剂存储单元、吸收剂输送单元和喷嘴；所述绝热旋风沉降烟道包括入口烟道、旋风分离室、导流体、排气管、灰尘出口和集灰斗；所述吸收剂存储单元包括石灰石粉末存储料仓、高岭土粉末存储料仓和尿素溶液储备罐；所述吸收剂输送单元包括空气输送单元、石灰石粉末输送单元、高岭土粉末输送单元、尿素溶液输送单元和总输送管路；所述空气输送单元包括压缩机、压缩空气储罐和空气输送管路；所述石灰石粉末输送单元包括电动给料机Ⅰ、鼓风机Ⅰ和石灰石粉末输送管路；所述高岭土粉末输送单元包括电动给料机Ⅱ、鼓风机Ⅱ和高岭土粉末输送管路；所述尿素溶液输送单元包括尿素溶液泵和尿素溶液输送管路；所述总输送管路包括石灰石粉末和空气混合总输送管路、高岭土粉末和空气混合总输送管路以及尿素溶液和空气混合总输送管路；所述压缩机的空气输出端连接压缩空气储罐，所述空气输送管路的一端与压缩空气储罐连接，所述空气输送管路的另一端分别与石灰石粉末和空气混合总输送管路、高岭土粉末和空气混合总输送管路以及尿素溶液和空气混合总输送管路的一端连接；所述鼓风机Ⅰ连接在石灰石粉末输送管路的一端上，所述石灰石粉末输送管路的另一端与石灰石粉末和空气混合总输送管路的一端连接，所述石灰石粉末存储料仓和电动给料机Ⅰ设置在石灰石粉末输送管路的上方，所述电动给料机Ⅰ的进料口与石灰石粉末存储料仓的出料口连接，所述电动给料机Ⅰ的出料口连接在石灰石粉末输送管路上；所述鼓风机Ⅱ连接在高岭土粉末输送管路的一端上，所述高岭土粉末输送管路的另一端与高岭土粉末和空气混合总输送管路的一端连接，所述高岭土粉末存储料仓和电动给料机Ⅱ设置在高岭土粉末输送管路的上方，所述电动给料机Ⅱ的进料口与高岭土粉末存储料仓的出料口连接，所述电动给料机Ⅱ的出料口连接在高岭土粉末输送管路上；所述尿素溶液泵的一端与尿素溶液储备罐相连，另一端与尿素溶液输送管路相连接，所述尿素溶液输送管路的另一端与尿素溶液和空气混合总输送管路相连；所述石灰石粉末和空气混合总输送管路、高岭土粉末和空气混合总输送管路以及尿素溶液和空气混合总输送管路的另一端分别连接喷嘴；所述喷嘴用于喷射石灰石粉末、高岭土粉末、尿素溶液；所述旋风分离室内的顶部中间竖直设置导流体，所述旋风分离室内的底部中间竖直设置排气管，所述旋风分离室内的底部、且在排气管与旋风分离室内壁之间设置灰尘出口；所述集灰斗设置在旋风分离室的下方，所述灰尘出口与集灰斗连通；所述入口烟道的一端与焚烧设备相连，所述入口烟道的另一端沿旋风分离室的内壁切向设置，所述喷嘴设置在入口烟道的顶部；所述排气管的底部通过烟气通道短节与余热锅炉的底部连通。作为本专利技术的一种优选方案，所述绝热旋风沉降烟道为多个并成一排设置，每个绝热旋风沉降烟道内的排气管的底部分别通过烟气通道短节与余热锅炉的底部连通。作为本专利技术的另一种优选方案，所述集灰斗的下部设置螺旋输送本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机固废焚烧高温烟气预处理调质装置，其特征在于：包括绝热旋风沉降烟道、吸收剂存储单元、吸收剂输送单元和喷嘴(27)；所述绝热旋风沉降烟道包括入口烟道(1)、旋风分离室(2)、导流体(3)、排气管(4)、灰尘出口(6)和集灰斗(7)；所述吸收剂存储单元包括石灰石粉末存储料仓(17)、高岭土粉末存储料仓(16)和尿素溶液储备罐(13)；所述吸收剂输送单元包括空气输送单元、石灰石粉末输送单元、高岭土粉末输送单元、尿素溶液输送单元和总输送管路；所述空气输送单元包括压缩机(10)、压缩空气储罐(11)和空气输送管路(12)；所述石灰石粉末输送单元包括电动给料机Ⅰ(18)、鼓风机Ⅰ(20)和石灰石粉末输送管路(22)；所述高岭土粉末输送单元包括电动给料机Ⅱ(19)、鼓风机Ⅱ(21)和高岭土粉末输送管路(23)；所述尿素溶液输送单元包括尿素溶液泵(14)和尿素溶液输送管路(15)；所述总输送管路包括石灰石粉末和空气混合总输送管路(24)、高岭土粉末和空气混合总输送管路(25)以及尿素溶液和空气混合总输送管路(26)；所述压缩机(10)的空气输出端连接压缩空气储罐(11)，所述空气输送管路(12)的一端与压缩空气储罐(11)连接，所述空气输送管路(12)的另一端分别与石灰石粉末和空气混合总输送管路(24)、高岭土粉末和空气混合总输送管路(25)以及尿素溶液和空气混合总输送管路(26)的一端连接；所述鼓风机Ⅰ(20)连接在石灰石粉末输送管路(22)的一端上，所述石灰石粉末输送管路(22)的另一端与石灰石粉末和空气混合总输送管路(24)的一端连接，所述石灰石粉末存储料仓(17)和电动给料机Ⅰ(18)设置在石灰石粉末输送管路(22)的上方，所述电动给料机Ⅰ(18)的进料口与石灰石粉末存储料仓(17)的出料口连接，所述电动给料机Ⅰ(18)的出料口连接在石灰石粉末输送管路(22)上；所述鼓风机Ⅱ(21)连接在高岭土粉末输送管路(23)的一端上，所述高岭土粉末输送管路(23)的另一端与高岭土粉末和空气混合总输送管路(25)的一端连接，所述高岭土粉末存储料仓(16)和电动给料机Ⅱ(19)设置在高岭土粉末输送管路(23)的上方，所述电动给料机Ⅱ(19)的进料口与高岭土粉末存储料仓(16)的出料口连接，所述电动给料机Ⅱ(19)的出料口连接在高岭土粉末输送管路(23)上；所述尿素溶液泵(14)的一端与尿素溶液储备罐(13)相连，另一端与尿素溶液输送管路(15)相连接，所述尿素溶液输送管路(15)的另一端与尿素溶液和空气混合总输送管路(26)相连；所述石灰石粉末和空气混合总输送管路(24)、高岭土粉末和空气混合总输送管路(25)以及尿素溶液和空气混合总输送管路(26)的另一端分别连接喷嘴(27)；所述喷嘴(27)用于喷射石灰石粉末、高岭土粉末、尿素溶液；所述旋风分离室(2)内的顶部中间竖直设置导流体(3)，所述旋风分离室(2)内的底部中间竖直设置排气管(4)，所述旋风分离室(2)内的底部、且在排气管(4)与旋风分离室(2)内壁之间设置灰尘出口(6)；所述集灰斗(7)设置在旋风分离室(2)的下方，所述灰尘出口(6)与集灰斗(7)连通；所述入口烟道(1)的一端与焚烧设备相连，所述入口烟道(1)的另一端沿旋风分离室(2)的内壁切向设置，所述喷嘴(27)设置在入口烟道(1)的顶部；所述排气管(4)的底部通过烟气通道短节(5)与余热锅炉(9)的底部连通。...

【技术特征摘要】
1.一种有机固废焚烧高温烟气预处理调质装置，其特征在于：包括绝热旋风沉降烟道、吸收剂存储单元、吸收剂输送单元和喷嘴(27)；所述绝热旋风沉降烟道包括入口烟道(1)、旋风分离室(2)、导流体(3)、排气管(4)、灰尘出口(6)和集灰斗(7)；所述吸收剂存储单元包括石灰石粉末存储料仓(17)、高岭土粉末存储料仓(16)和尿素溶液储备罐(13)；所述吸收剂输送单元包括空气输送单元、石灰石粉末输送单元、高岭土粉末输送单元、尿素溶液输送单元和总输送管路；所述空气输送单元包括压缩机(10)、压缩空气储罐(11)和空气输送管路(12)；所述石灰石粉末输送单元包括电动给料机Ⅰ(18)、鼓风机Ⅰ(20)和石灰石粉末输送管路(22)；所述高岭土粉末输送单元包括电动给料机Ⅱ(19)、鼓风机Ⅱ(21)和高岭土粉末输送管路(23)；所述尿素溶液输送单元包括尿素溶液泵(14)和尿素溶液输送管路(15)；所述总输送管路包括石灰石粉末和空气混合总输送管路(24)、高岭土粉末和空气混合总输送管路(25)以及尿素溶液和空气混合总输送管路(26)；所述压缩机(10)的空气输出端连接压缩空气储罐(11)，所述空气输送管路(12)的一端与压缩空气储罐(11)连接，所述空气输送管路(12)的另一端分别与石灰石粉末和空气混合总输送管路(24)、高岭土粉末和空气混合总输送管路(25)以及尿素溶液和空气混合总输送管路(26)的一端连接；所述鼓风机Ⅰ(20)连接在石灰石粉末输送管路(22)的一端上，所述石灰石粉末输送管路(22)的另一端与石灰石粉末和空气混合总输送管路(24)的一端连接，所述石灰石粉末存储料仓(17)和电动给料机Ⅰ(18)设置在石灰石粉末输送管路(22)的上方，所述电动给料机Ⅰ(18)的进料口与石灰石粉末存储料仓(17)的出料口连接，所述电动给料机Ⅰ(18)的出料口连接在石灰石粉末输送管路(22)上；所述鼓风机Ⅱ(21)连接在高岭土粉末输送管路(23)的一端上，所述高岭土粉末输送管路(23)的另一端与高岭土粉末和空气混合总输送管路(25)的一端连接，所述高岭土粉末存储料仓(16)和电动给料机Ⅱ(19)设置在高岭土粉末输送管路(23)的上方，所述电动给料机Ⅱ(19)的进料口与高岭土粉末存储料仓(16)的出料口连接，所述电动给料机Ⅱ(19)的出料口连接在高岭土粉末输送管路(23)上；所述尿素溶液泵(14)的一端与尿素溶液储备罐(13)相连，另一端与尿素溶液输送管路(15)相连接，所述尿素溶液输送管路(15)的另一端与尿素溶液和空气混合总输送管路(26)相连；所述石灰石粉末和空气混合总输送管路(24)、高岭土粉末和空气混合总输送管路(25)以及尿素溶液和空气混合总输送管路(26)的另一端分别连接喷嘴(27)；所述喷嘴(27)用于喷射石灰石粉末、高岭土粉末、尿素溶液；所述旋风分离室(2)内的顶部中间竖直设置导流体(3)，所述旋风分离室(2)内的底部中间竖直设置排气管(4)，所述旋风分离室(2)内的底部、且在排气管(4)与旋风分离室(2)内壁之间设置灰尘出口(6)；所述集灰斗(7)设置在旋风分离室(2)的下方，所述灰尘出口(6)与集灰斗(7)连通；所述入口烟道(1)的一端与焚烧设备相连，所述入口烟道(1)的另一端沿旋风分离室(2)的内壁切向设置，所述喷嘴(27)设置在入口烟道(1)的顶部；所述排气管(4)的底部通过烟气通道短节(5)与余热锅炉(9)的底部连通。2.根据权利要求1所述的一种有机固废...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉景煜，陈冬梅，杨仲卿，蒲舸，秦昌雷，杜学森，闫云飞，张力，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50