一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化工艺及装置与应用制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化工艺及装置与应用，属于固废处理与烟气净化领域。通过干燥机干燥，送至循环流化床气化炉深度热解气化，实现减量化，同时产生热解气送至燃烧炉燃烧，燃烧温度高，二噁英降解完全；燃烧炉在炉膛设置分级燃烧，烟气出口NO

【技术实现步骤摘要】
一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化工艺及装置与应用
本专利技术属于固废处理与烟气净化
，特别是涉及一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化工艺及装置。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。城市水处理污泥、制革污泥、垃圾等含水率通常在60～80％，并且存在大量有机物及多种重金属和致病微生物。随着我国经济快速发展、城镇化的加快以及皮革制品需求量不断增加，水处理污泥、制革污泥、生活和工业垃圾的产量也急剧增加，如何将数量巨大、成分复杂且污染严重的这些水处理污泥、制革污泥、生活和工业垃圾等低阶物料进行无害化处理和资源化利用成为社会深为关注的问题。污泥、垃圾等低阶物料的处理方法目前主要有填埋、农用、焚烧等。与前两种处理方法相比，焚烧处理具有减量化、无害化和资源化的显著优点。焚烧后剩余的灰体积只有原体积的10％左右，焚烧过程中所有的病菌、病原体均被彻底杀灭，有毒有害的有机物被彻底氧化分解，重金属的稳定性大大提高，焚烧灰经适当的物理和化学方法处理后可作为建筑原材料、土地改良剂甚至吸附剂使用。因此，焚烧处理方法已得到了相当广泛的应用。目前普遍应用的焚烧处理方案有直接焚烧和烘干焚烧。直接焚烧是将高湿(含水率60～80％)的低阶物料在辅助燃料作为热源的情况下直接在焚烧炉内焚烧，由于低阶物料含水率高、热值低，只有加入辅助燃料的情况下才能燃烧，能源耗费量很大，并且含水率高燃烧温度低，焚烧后产生大量二噁英，环保治理难度很大；烘干焚烧是将低阶物料干化再焚烧，虽然能够实现低阶物料的高热值化，但是专利技术人发现：目前常采用的循环流化床、固定床、活动床以及回转窑直接焚烧，燃烧温度也很难达到1000℃以上，焚烧产生的二噁英和NOX治理成本依旧居高不下，并且稳定达标排放也很困难。后续烟气进入湿法喷淋塔洗涤将烟气从500℃直接降到150℃，大量热量被浪费，热量利用率很低。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术提供了一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化工艺及装置。为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的第一个方面，提供了一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化装置，包括；干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45；所述干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45依次相连；所述低温原烟气风箱30上设置有臭氧投加管道；所述旋风分离器13底部设置L型返料阀14和流化风箱15，顶部设有低尘热解气出口风箱16与燃烧炉24相连。本专利技术通过气化+高温分级燃烧+余热利用+氧化降解二噁英+烟气净化装置等一系列工艺装置，实现了低阶物料减量化、能源化、无害化，具有广阔的市场推广应用前景。本专利技术的第二个方面，提供了一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化工艺，包括：将低阶湿物料烘干除水后进行深度热解气化，反复多次循环，形成热解气，剩余残渣排出；热解气除尘后进行燃烧产生高温烟气；高温烟气依次分别与冷空气、除盐水交换热量，产生高温空气和低压蒸汽；高温空气为低阶物料提供热量，低压蒸汽外供；冷却后烟气中的污染物与臭氧混合反应，将二噁英被彻底氧化分解，并进一步脱除酸化物、重金属；除尘后排放。本专利技术通过深度热解气化使二噁英降解完全；采用分级燃烧，在满足系统自身能量平衡的前提下，还可以对外输出蒸汽；余热利用后的原烟气通过臭氧氧化，彻底分解原烟气中二次产生的二噁英；通过CFB吸收塔和布袋除尘器解决原烟气中酸化物、重金属等污染物排放问题。本专利技术的第三个方面，提供了任一上述的装置在固废处理领域中的应用。由于本专利技术的装置实现了低阶物料减量化、能源化、无害化，因此，在固废处理领域具有广阔的市场推广应用前景。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术首先通过干燥机干燥，使低阶湿物料含水率降至为20～30％，温度110～160℃，送至循环流化床气化炉深度热解气化，实现减固量可达80％以上，并且产生800～900℃的热解气送至燃烧炉燃烧，燃烧温度可在1200℃以上，持续时间大于2S，使二噁英降解完全；燃烧炉在炉膛设置分级燃烧，使炉膛处于还原性气氛，使炉膛烟气出口NOX浓度低于50mg/Nm3；燃烧炉在炉膛设置水冷壁，水冷壁产生的蒸汽温度为120～180℃作为物料干燥热源以及利用高温烟气余热通过高温换热器产生的700～950℃的高温空气作为低阶物料气温热源和余热锅炉产生的150～250℃的外供饱和蒸汽，在满足系统自身能量平衡的前提下，还可以对外输出蒸汽。余热利用后的原烟气通过臭氧氧化，彻底分解原烟气中二次产生的二噁英；通过CFB吸收塔和布袋除尘器解决原烟气中酸化物、重金属等污染物排放问题。通过气化+高温分级燃烧+余热利用+氧化降解二噁英+烟气净化装置等一系列工艺装置，实现了低阶物料减量化、能源化、无害化，具有广阔的市场推广应用前景。(2)本专利技术的结构简单、操作方便、实用性强，易于推广。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化系统示意图；其中：1为蒸汽进口、2为物料进口、3为排气口、4为物料出口、5为干燥机、6为压缩空气风箱、7为物料喷射器、8为湍动床层、9为布风装置、10为排渣管、11为循环流化床气化炉、12为高尘热解气出口风箱、13为旋风分离器、14为L型返料阀、15为流化风箱、16为低尘热解气出口风箱、17为燃烧器热解气入口风箱、18为炉膛热解气入口风箱、19为助燃风入口总风箱、20为一次助燃风风箱、21为二次助燃风风箱、22为炉膛助燃风入口风箱、23为水冷壁、24为燃烧炉、25为燃烧炉灰斗、26为高温空气换热器、27为冷空气入口风箱、28为中温烟箱、29为余热锅炉、30为低温原烟气风箱、31为CFB吸收塔、32为吸收塔出口烟箱、33为臭氧投加管道、34为布袋除尘器、35为净烟气风箱、36为引风机、37为燃烧器、38为余热锅炉汽包、39为余热锅炉灰斗、40为高温空气风箱、41为水冷壁汽包、42为高温换热器灰斗、43为高温原烟气风箱、44为外供蒸汽管道、45为烟囱、46为在线监测系统。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化装置，其特征在于，包括；干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45；所述干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45依次相连；/n所述低温原烟气风箱30上设置有臭氧投加管道；/n所述旋风分离器13底部设置L型返料阀14和流化风箱15，顶部设有低尘热解气出口风箱16与燃烧炉24相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化装置，其特征在于，包括；干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45；所述干燥机5、循环流化床气化炉11、旋风分离器13、燃烧炉24、高温空气换热器26、余热锅炉29、低温原烟气风箱30、CFB吸收塔31、布袋除尘器34、烟囱45依次相连；
所述低温原烟气风箱30上设置有臭氧投加管道；
所述旋风分离器13底部设置L型返料阀14和流化风箱15，顶部设有低尘热解气出口风箱16与燃烧炉24相连。


2.如权利要求1所述的低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化装置，其特征在于，所述燃烧炉24顶部设置有燃烧器37，底部设有燃烧炉灰斗25，下部设高温原烟气风箱43与高温空气换热器26相连。


3.如权利要求1所述的低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化装置，其特征在于，所述燃烧器37上部设置有一次助燃风风箱20与助燃风入口总风箱19相连，所述燃烧器37下部设置有二次助燃风风箱21与助燃风入口总风箱19相连；所述助燃风入口总风箱19还设置有炉膛助燃风入口风箱22与燃烧炉24炉膛相连。


4.如权利要求1所述的低阶物料气化燃烧协同烟气污染物控制一体化装置，其特征在于，所述低尘热解气出口风箱16依次与燃烧器热解气入口风箱17、炉膛热解气入口风箱18相连。


5.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马春元，张鑫，宋德升，闫瑞，刘玉阁，张彪，王湛，
申请(专利权)人：山东祥桓环境科技有限公司，山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37