專利名稱：一種降低垃圾焚燒煙氣中氮氧化物排放限值的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種降低垃圾焚燒煙氣中氮氧化物排放限值的方法及裝置， 屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氮氧化物(NOx)的種類很多，主要包括一氧化氮(NO)、一氧化二氮(N2O)、二氧化氮 (NO2)、四氧化二氮(N2O4)、五氧化二氮(N2O5)等，造成大氣污染的主要指NO和NO2，一般認(rèn)為 NOx中NO約占95 %，NO2約占5 %。大氣中NOx的來源主要有兩方面(1)天然源天然源每年生成NOx約5X IO8噸，高空中的閃電可以使氮?dú)夂脱鯕饣仙蒒0X， 其他天然源還有平流層的注入、NH3的氧化、生物質(zhì)的燃燒和土壤的釋放等。(2)人為源人為源一年向大氣排放的NOx約為5. 21 X IO7噸。人類活動(dòng)排放的NOx主要來自各種燃料的燃燒過程，其中工業(yè)窯爐和汽車排放最多。此外，硝酸的生產(chǎn)或使用過程、氮肥廠、有機(jī)中間體廠、有色及黑色金屬冶煉廠的某些生產(chǎn)過程也有NOx的生成。NOx對(duì)人體健康的影響很大。NO與血紅蛋白(Hb)的結(jié)合能力比CO大百多倍，NO對(duì)人的生理影響還不十分清楚。對(duì)動(dòng)物的高濃度NO試驗(yàn)證明，NO與血紅蛋白結(jié)合后，可以生成變性血紅素[Met · Hb] 和一氧化氮血紅蛋白(NOHb)。NO2是對(duì)呼吸器官有刺激的氣體，較常見的是由急性高濃度 NO2中毒引起的肺水腫，以及由慢性中毒而引起的慢性支氣管炎和肺水腫。NO2的懸浮微粒容易侵入肺部，沉積率很高，可導(dǎo)致呼吸道及肺部病變，出現(xiàn)氣管炎、肺氣腫及肺癌等癥狀。NOx對(duì)環(huán)境的污染也很大。(1)會(huì)造成酸雨高溫燃燒生成的NO排入大氣后，大部分轉(zhuǎn)化為NO2，遇水生成HNO3和HNO2,形成的 HNO3和HNO2在一定的條件下隨降雨到達(dá)地面，造成土壤、湖泊、河流酸化，土壤貧瘠化，建筑物石料和金屬材料的腐蝕，農(nóng)作物的損壞等危害。(2)會(huì)造成溫室效應(yīng)自然界微生物的活動(dòng)、化肥的使用、樹木的燃燒、農(nóng)作物的殘根和礦物燃燒，以及平流層超音速飛機(jī)飛行產(chǎn)生的N2O,是一種主要的溫室氣體。N2O的溫室能力是CO2的100 倍，它能夠強(qiáng)烈的吸收地面放出的長波輻射，導(dǎo)致溫室效應(yīng)的加劇，從而對(duì)氣候、生態(tài)環(huán)境及人類健康帶來不良影響。(3)會(huì)對(duì)臭氧層造成破壞臭氧層中的O3是太陽紫外輻射的一種過濾器，能強(qiáng)烈吸收波長220 330nm的紫外輻射，防止這些紫外線到達(dá)地球表面，以免對(duì)地面生物造成傷害。而NO會(huì)破壞臭氧層。(4)帶來光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧的主要污染源是N0X，由高溫燃燒產(chǎn)生的N0，在空氣中一部分轉(zhuǎn)化為NO2，來自太陽的光子(波長310nm左右)激發(fā)NO2，產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)。光化學(xué)煙霧會(huì)刺激眼睛、鼻子、氣管及肺等器官，發(fā)生眼紅流淚、氣喘、咳嗽等癥狀。目前，氮氧化物排放量的增加主要有三個(gè)原因一是隨著交通的發(fā)展，汽車尾氣排放的NOx迅速增加；二是燃燒煤和其他燃料的過程中對(duì)NOx控制的研究相對(duì)不夠深入；三是我國對(duì)NOx的排放尚未作出嚴(yán)格的規(guī)定或是規(guī)定得過于寬松，導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備無需單獨(dú)設(shè)置脫硝裝置即可達(dá)標(biāo)。而在環(huán)?！笆濉币?guī)劃體系的基本框架中，確定了“十二五”規(guī)劃體系的4個(gè)規(guī)劃目標(biāo)和7個(gè)約束性指標(biāo)。其中，在約束性指標(biāo)的設(shè)置上，“十二五”在“十一五”期間的五項(xiàng)指標(biāo)上，新增了氮氧化物和氨氮兩項(xiàng)新指標(biāo)。根據(jù)該框架，到2015年，氨氮排放總量擬定比2010年減少10%，并規(guī)定在點(diǎn)源之外，面源排放量也要有所減少；重點(diǎn)行業(yè)和重點(diǎn)地區(qū)氮氧化物排放總量擬定比2010年減少10%，全國氮氧化物增長趨勢(shì)得到遏制。2010年環(huán)保部等有關(guān)部委印發(fā)的《生活垃圾處理技術(shù)指南》規(guī)定應(yīng)優(yōu)先考慮通過生活垃圾焚燒過程的燃燒控制，抑制氮氧化物的產(chǎn)生，并宜設(shè)置脫氮氧化物裝置或預(yù)留該裝置安裝位置，因此采取措施降低氮氧化物排放量已是大勢(shì)所趨。 隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的迅速提高，我國的城市化進(jìn)程不斷加快， 生活垃圾產(chǎn)量急劇增加。城市生活垃圾的基本特性城市生活垃圾的產(chǎn)生量和堆積量均在逐年增長；垃圾構(gòu)成中有機(jī)物、可燃物、可回收利用物增多，可利用價(jià)值增大?？焖僭鲩L的城市生活垃圾產(chǎn)量和不斷變化的垃圾構(gòu)成必將加重對(duì)城市生活環(huán)境的危害。生活垃圾焚燒發(fā)電是解決“生活垃圾圍城”的主流手段，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)、嚴(yán)格的控制和管理又能夠?qū)崿F(xiàn)生活垃圾的減量化、無害化以及資源化。在新加坡、日本、歐洲、臺(tái)灣等國家或地區(qū)有大量的應(yīng)用業(yè)績，而像丹麥、瑞典和日本等國，通過焚燒來最終處置的生活垃圾量更是超過70%。焚燒的目的是盡可能焚毀廢物，是被焚燒的物質(zhì)變?yōu)闊o害和最大限度地減容，并盡可能減少新的污染物質(zhì)產(chǎn)生，避免造成二次污染。對(duì)于大、中型的廢物焚燒廠， 能同時(shí)實(shí)現(xiàn)使廢物減量、徹底焚毀廢物中的毒性物質(zhì)，以及回收利用焚燒產(chǎn)生的廢熱這三個(gè)目的。目前在工業(yè)發(fā)達(dá)國家焚燒法已被作為城市垃圾處理的主要方法之一，得到廣泛應(yīng)用，我國也在加快開發(fā)研究的速度，以推進(jìn)城市垃圾的綜合利用。生活垃圾焚燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定量的氮氧化物，垃圾燃燒時(shí)，生成NOx的途徑有二種 一是在高溫下(彡8500C )空氣中的氮被氧化，生成熱力型NOx，溫度越高、氧的濃度越大， NOx的生成量越大；二是燃料中各種氮化合物、吡啶(C5H5N)、呱啶(C5H11N)和煤中的鏈狀和環(huán)狀含氮化合物等，被分解生成燃料型N0X?？刂芅Ox排放的技術(shù)措施可以分為兩大類一是所謂的源頭控制，其特征是通過各種技術(shù)手段，控制燃燒過程中NOx的生成反應(yīng)；另一類是所謂的尾部控制，其特征是把已經(jīng)生成的NOx通過某種手段還原為N2,從而降低NOx的排放量。源頭控制技術(shù)有低NOx燃燒技術(shù)、兩級(jí)燃燒技術(shù)、空氣分級(jí)燃燒技術(shù)等。源頭控制往往難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，故尾部控制，即采取合適的煙氣脫氮技術(shù)，以降低NOx的排放量具有重大意義。目前的煙氣脫氮技術(shù)主要有選擇性催化還原法、選擇性非催化還原法、炭還原法、 催化分解法等，以下將分別介紹選擇性催化還原法(SCR)過程通常以氨、烷烴或CO作還原劑，其中氨用得最多。還原劑通常在空氣預(yù)熱器的上游注入含NOx的煙氣。以氨氣作還原劑為例，在含有催化劑的反應(yīng)器內(nèi)NOx被還原為N2和水，催化劑的活性材料通常由貴金屬、堿性金屬氧化物、炭材料等組成。應(yīng)用SCR反應(yīng)的缺點(diǎn)是垃圾焚燒煙氣中的飛灰含量高，對(duì)催化劑的防磨損和防堵塞的性能要求較高。SCR布置在半干脫酸塔之后，煙囪之前，為了滿足催化劑活性對(duì)反應(yīng)溫度的要求，需要安裝蒸汽加熱器和煙氣換熱器(GGH)，因此裝置復(fù)雜，投資大幅度增加，另外整個(gè)裝置對(duì)運(yùn)營管理人員的素質(zhì)水平要求較高，也會(huì)增加額外的維修費(fèi)用和維修時(shí)間。在選擇性非催化還原法(SNCR)脫氮工藝中，尿素或氨基化合物作為還原劑將NOx 還原為N2。因反應(yīng)通常發(fā)生在較高的反應(yīng)溫度下(850-1100°C)，能夠產(chǎn)生一個(gè)很高的活化能，因而不必使用催化劑。

反應(yīng)的公式為Ν0χ+ΝΗ3 — N2+H20, N2和H2O作為無害氣體排放。炭還原法法利用炭為還原劑還原廢氣中的NOx，與NH3選擇性催化還原法相比，炭價(jià)格比較便宜，來源很廣，也不存在催化劑中毒的問題。當(dāng)氣源中O2含量較高時(shí)，雖然炭消耗量很大，但O2和NOx與炭的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，消耗定量的炭所放出的熱量與普通燃燒過程基本相同，因此這部分反應(yīng)熱量可以回收利用。動(dòng)力學(xué)研究表明，O2與炭的反應(yīng)先于NO與炭的反應(yīng)，故尾氣中O2的存在使炭耗量增大。不少人企圖控制O2與炭的反應(yīng)，或用催化劑改變NO和O2與炭的反應(yīng)活性順序，但至今沒有取得令人滿意的結(jié)果。其他煙氣脫氮技術(shù)還包括催化分解法、液體吸收法、等離子體活化法等。由于我國當(dāng)前正在加緊建設(shè)垃圾焚燒項(xiàng)目，如果不采取措施將會(huì)向大氣中排放大力的氮氧化物，給大氣帶來嚴(yán)重的污染，給項(xiàng)目周邊環(huán)境帶來破壞，最終不利于城市生活垃圾的無害化、減量化、資源化處置。因此亟需開發(fā)一種適合國內(nèi)垃圾分焚燒煙氣成分復(fù)雜、 煙氣中水汽含量大、煙氣溫度較低等特性的經(jīng)濟(jì)合理的氮氧化物低排放的處理方法，以達(dá)到社會(huì)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益三者統(tǒng)一的最終目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)中的不足之處，發(fā)明一種降低垃圾焚燒煙氣中氮氧化物排放限值的方法及裝置，一種降低垃圾焚燒煙氣中氮氧化物排放限值裝置，包括垃圾焚燒處理裝置、優(yōu)化供風(fēng)裝置、余熱鍋爐裝置、SNCR(選擇性非催化還原法)裝置、尾氣處理裝置。垃圾焚燒處理裝置主要包括垃圾進(jìn)料斗、爐排焚燒爐、液壓裝置、輔助燃燒器、進(jìn)風(fēng)斗以及燃燒控制裝置；垃圾進(jìn)料斗與焚燒爐相連接，焚燒爐的底部安裝有錐形狀的進(jìn)風(fēng)斗，風(fēng)斗的上部為爐排片，爐排片由與其通過油管相連接的液壓裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，爐排的行程以及進(jìn)風(fēng)量由燃燒控制裝置進(jìn)行控制；爐排爐的尾端裝有輔助燃燒器；優(yōu)化供風(fēng)裝置主要包括一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、風(fēng)管、換熱器以及供風(fēng)裝置的控制裝置；供風(fēng)裝置的控制裝置與風(fēng)管的閥門與電機(jī)相連接，以控制一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)的供風(fēng)量以及壓力。余熱鍋爐裝置包括水冷壁、汽包、下降管、清灰裝置以及余熱鍋爐的控制裝置；
余熱鍋爐的控制裝置與余熱鍋爐的各個(gè)管道閥門相連接，可以控制蒸汽出口的參數(shù)。SNCR(選擇性非催化還原法)裝置包括尿素水儲(chǔ)罐、高壓水泵、工藝水儲(chǔ)罐、霧化裝置以及SNCR裝置的控制裝置；尿素水儲(chǔ)罐通過高壓水泵與霧化裝置相連，工藝水儲(chǔ)罐通過高壓水泵與霧化裝置相連，SNCR裝置的控制裝置與尿素水管道和工藝水管道的閥門相連；

尾氣處理裝置包括半干脫酸塔、石灰儲(chǔ)罐、石灰制漿子裝置、工藝水水罐、活性炭噴射器、旋轉(zhuǎn)噴霧頭、石灰漿泵、布袋除塵器以及尾氣處理裝置的控制裝置；石灰儲(chǔ)罐通過管道與石灰制漿子裝置相連，半干脫酸塔通過煙氣管道與布袋除塵器相連，煙氣管道與活性炭噴射器相連；尾氣處理裝置的控制裝置與石灰漿輸送管道以及工藝水管道相連；垃圾焚燒處理裝置通過膨脹節(jié)與余熱鍋爐相連，余熱鍋爐頂部連接汽包，余熱鍋爐一通道的下部連接有SNCR裝置，余熱鍋爐的后部與尾氣處理裝置相連，二次風(fēng)機(jī)連接焚燒處理裝置，尾氣處理裝置后部通過煙氣管道連接引風(fēng)機(jī)?！N降低垃圾焚燒煙氣中氮氧化物排放限值的方法，其特征主要包括步驟如下(1)垃圾通過進(jìn)料裝置而進(jìn)入垃圾焚燒爐內(nèi)，在爐內(nèi)通過爐排的持續(xù)動(dòng)作來對(duì)垃圾進(jìn)行充分的干燥、燃燒和燃燼反應(yīng)，在燃燒段的溫度可以達(dá)到850°C以上；(2)垃圾焚燒爐內(nèi)物料燃燒的供氧來自一次風(fēng)機(jī)，一次供風(fēng)的風(fēng)源為垃圾儲(chǔ)坑內(nèi)的氣體，該氣體中的惡臭通過爐內(nèi)高溫而去除；(3)垃圾焚燒爐物料燃燒后的煙氣進(jìn)入余熱鍋爐步驟，在兩者的連接部位余熱鍋爐端下部設(shè)置二次供風(fēng)口，二次供風(fēng)的風(fēng)源來自整套焚燒裝置的后端，即引風(fēng)機(jī)之后，煙囪之前管道中的煙氣，降低焚燒煙氣中的含氧量，從而降低了氮氧化物的生成量；(4)在余熱鍋爐下部，靠近二次供風(fēng)口，設(shè)置SNCR裝置的噴射入口 ；以尿素水作為還原劑，霧化后注入鍋爐；當(dāng)煙氣溫度高于850°C，低于Iiocrc時(shí)，尿素水作為氨基還原劑在無催化劑的作用下選擇性地把煙氣中的NOx還原為N2和H2O,通過反應(yīng)去除一部分氮氧化物；(5)半干法除酸+活性炭吸附+布袋除塵步驟消石灰與水混合，形成12%濃度的石灰漿；通過石灰漿泵將石灰漿輸送到安裝在反應(yīng)塔頂部的霧化器；在反應(yīng)塔內(nèi)石灰漿被霧化，霧化后的石灰漿在反應(yīng)塔及煙道和布袋除塵器中與煙氣里所含的有害物質(zhì)進(jìn)行中和反應(yīng)；在塔后的煙氣管道中噴入活性炭吸附重金屬和二噁英，利用布袋除塵器來去除煙氣中的飛灰；布袋除塵器之后的煙氣經(jīng)過引風(fēng)機(jī)的抽吸，最終在煙囪的頂部排放。本發(fā)明具備以下突出優(yōu)勢(shì)1)本方法的不會(huì)對(duì)原有成熟的垃圾焚燒裝置造成大的影響，去除NOx進(jìn)一步提升了垃圾處理的無害化，而對(duì)垃圾處理的資源化、減量化的影響可以忽略。2)該方法利用將凈化處理后的160°C的干凈煙氣作為二次供風(fēng)的風(fēng)源，有利于提升熱能的利用，由于風(fēng)源的含氧量低于12%，因此可以降低垃圾焚燒爐內(nèi)的含氧量，可以降低20%左右NOx的生成量。3)垃圾焚燒爐在余熱鍋爐一通道中煙氣溫度不小于850°C，在此溫度下設(shè)置SNCR 裝置的尿素水噴射入口，尿素水作為氨基還原劑可以在無催化劑的作用下選擇性地把煙氣中的NOx還原為N2和H2O, NOx通過反應(yīng)后，去除率為50 %。4)使用尿素水 工藝是無毒、無害的化學(xué)品，本裝置使用液態(tài)而不是氣態(tài)反應(yīng)劑，可以更有效地控制噴霧模式和化學(xué)劑分布保證良好的混合，化學(xué)劑能夠得到較好的利用。5)在單獨(dú)的二次循環(huán)煙氣供風(fēng)和SNCR裝置無法滿足嚴(yán)格的NOx排放標(biāo)準(zhǔn)的情況下，整條優(yōu)化裝置的優(yōu)勢(shì)顯現(xiàn)，聯(lián)合二次供風(fēng)降低NOx的生成量和SNCR裝置反應(yīng)去除NOx， 從而使最終排放尾氣中的濃度低于歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的150mg/Nm3。6)該方法的增量投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，占地面積小，在國內(nèi)外垃圾焚燒設(shè)備中有很好的應(yīng)用和推廣價(jià)值。該優(yōu)化裝置也適用于已經(jīng)投運(yùn)的垃圾焚燒廠的改造。7)通過將清潔的煙氣作為二次供風(fēng)與SNCR裝置相結(jié)合，可以改變國內(nèi)垃圾焚燒設(shè)備處理垃圾后尾氣排放中氮氧化物沒有得到低成本有效去除的局面，并增大了去除比例，裝置優(yōu)化后使氮氧化物的去除率達(dá)到70%以上，從而使最終排放尾氣中的濃度低于歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的150mg/Nm3，同時(shí)該優(yōu)化裝置的增量投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，適合在國內(nèi)外垃圾焚燒設(shè)備中應(yīng)用和推廣。8)該方法融合了垃圾焚燒處理裝置、優(yōu)化供風(fēng)裝置、余熱鍋爐裝置、SNCR (選擇性非催化還原法)裝置、尾氣處理裝置等工藝為一體。


圖1是垃圾焚燒優(yōu)化脫硝裝置的示意圖，圖中一次風(fēng)入口 1、垃圾進(jìn)料斗2、尿素水儲(chǔ)罐3、軟化水儲(chǔ)罐4、余熱鍋爐5、汽包 6、省煤器7、半干脫酸塔8、工業(yè)水水罐9、活性炭儲(chǔ)罐10、石灰漿儲(chǔ)罐11、布袋除塵器12、弓丨風(fēng)機(jī)、3、煙囪14、二次風(fēng)機(jī)15、爐排焚燒爐16、進(jìn)風(fēng)風(fēng)斗17、一次風(fēng)機(jī)18。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 如圖1所示，一種降低垃圾焚燒煙氣中氮氧化物排放限值裝置，包括垃圾焚燒處理裝置、優(yōu)化供風(fēng)裝置、余熱鍋爐裝置、SNCR(選擇性非催化還原法)裝置、尾氣處理裝置。垃圾焚燒處理裝置包括垃圾進(jìn)料斗、焚燒爐、燃燒控制裝置、爐排、液壓裝置、輔助燃燒器、進(jìn)風(fēng)斗；垃圾進(jìn)料斗與焚燒爐相連接，焚燒爐的底部安裝有錐形狀的進(jìn)風(fēng)斗，風(fēng)斗上部為爐排片，爐排可以往復(fù)移動(dòng)以對(duì)垃圾進(jìn)行撥料、干燥、燃燒、燃燼，爐排通過液壓裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，爐排的行程由燃燒控制裝置進(jìn)行控制；爐排爐的尾端裝有輔助燃燒器，當(dāng)焚燒爐溫度低于850°C時(shí)，輔助燃燒器將噴入燃油幫助焚燒爐燃燒。優(yōu)化供風(fēng)裝置包括一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、風(fēng)管、換熱器以及供風(fēng)裝置的控制裝置；優(yōu)化供風(fēng)裝置可以外購，如北京風(fēng)機(jī)二廠、上虞風(fēng)機(jī)廠均可以提供相關(guān)設(shè)備。余熱鍋爐裝置包括水冷壁、汽包、下降管、清灰裝置以及余熱鍋爐的控制裝置；余熱鍋爐裝置可以外購獲得，國內(nèi)的杭州鍋爐廠、北京鍋爐廠均可以提供相關(guān)設(shè)備。SNCR(選擇性非催化還原法)裝置包括尿素水儲(chǔ)罐、高壓水泵、工藝水儲(chǔ)罐、霧化裝置以及SNCR裝置的控制裝置；尿素水儲(chǔ)罐通過 高壓水泵與霧化裝置相連，工藝水儲(chǔ)罐通過高壓水泵與霧化裝置相連，兩種液體在霧化裝置集中進(jìn)行霧化后噴入余熱鍋爐，SNCR裝置的控制裝置與尿素水管道和工藝水管道的閥門相連可以控制藥劑的投加量。尾氣處理裝置包括半干脫酸塔、石灰儲(chǔ)罐、石灰制漿子裝置、工藝水水罐、活性炭噴射器、旋轉(zhuǎn)噴霧頭、石灰漿泵、布袋除塵器以及尾氣處理裝置的控制裝置；石灰儲(chǔ)罐通過管道與石灰制漿子裝置相連，石灰制漿子裝置將石灰漿制成后通過石灰漿泵提升進(jìn)入旋轉(zhuǎn)噴霧頭進(jìn)行霧化，工藝水水罐也通過水泵與旋轉(zhuǎn)噴霧頭連接進(jìn)行霧化，水和石灰漿霧化后都最終噴入半干脫酸塔，半干脫酸塔通過煙氣管道與布袋除塵器相連，煙氣管道與活性炭噴射器相連，尾氣處理裝置的控制裝置與石灰漿輸送管道以及工藝水管道相連，以控制脫酸藥劑的投加量。垃圾焚燒處理裝置通過膨脹節(jié)與余熱鍋爐相連，余熱鍋爐頂部設(shè)有汽包，余熱鍋爐一通道的下部設(shè)置有SNCR裝置，余熱鍋爐的后部與尾氣處理裝置相連，尾氣經(jīng)過煙氣尾氣處理裝置后，成為清潔煙氣，一部分清潔尾氣通過二次風(fēng)機(jī)抽吸進(jìn)入焚燒處理裝置，其余的清潔煙氣通過引風(fēng)機(jī)而最終從煙 達(dá)標(biāo)排放。一次風(fēng)入口 1通過風(fēng)道連接一次風(fēng)機(jī)18，一次風(fēng)機(jī)18通過風(fēng)道連接進(jìn)風(fēng)風(fēng)斗17， 進(jìn)風(fēng)風(fēng)斗17連接爐排焚燒爐16，爐排焚燒爐16連接余熱鍋爐5，爐排焚燒爐16連接垃圾進(jìn)料斗2、尿素水儲(chǔ)罐3和軟化水儲(chǔ)罐4 ；余熱鍋爐5連接省煤器7和汽包6，半干脫酸塔8連接工業(yè)水水罐9和石灰漿儲(chǔ)罐11，半干脫酸塔8通過管道連接活性炭儲(chǔ)罐10，半干脫酸塔8通過管道連接布袋除塵器12，布袋除塵器12通過管道連接引風(fēng)機(jī)13，引風(fēng)機(jī)13通過管道連接煙囪14，二次風(fēng)機(jī)15連接爐排焚燒爐16。實(shí)施例2 一種降低垃圾焚燒煙氣中氮氧化物排放限值的方法，按以下步驟進(jìn)行步驟1 ；垃圾儲(chǔ)坑中的垃圾經(jīng)過抓斗上料后，進(jìn)入焚燒爐，焚燒爐利用爐排的往復(fù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)，使垃圾經(jīng)過干燥段、燃燒段、燃燼段而被充分焚燒；垃圾燃燼后的灰渣排出焚燒爐，本垃圾焚燒爐的處理量大于300t/d，適用與熱值大于5000Kj/Kg的垃圾；步驟2 ；垃圾焚燒的供氧主要通過一次風(fēng)供應(yīng)，一次供風(fēng)的風(fēng)源為垃圾儲(chǔ)坑內(nèi)的氣體，一次風(fēng)通過爐排底下的進(jìn)風(fēng)斗而進(jìn)入焚燒爐，該氣體中的惡臭通過爐內(nèi)高溫而得到焚毀去除；步驟3 ；垃圾焚燒的熱能在余熱鍋爐進(jìn)行高效轉(zhuǎn)化，在汽包中產(chǎn)生飽和蒸汽后，經(jīng)過過熱形成高參數(shù)的蒸汽(400°C，4. OMPa)，高參數(shù)的蒸汽可以用來發(fā)電上網(wǎng)，低參數(shù)蒸汽可以進(jìn)入供暖裝置；步驟4 ；余熱鍋爐下部，靠近二次供風(fēng)口，設(shè)置SNCR裝置的噴射入口。噴射進(jìn)入的物料為霧化后的尿素水和軟化水，在850 1100°C的溫度下，與煙氣充分反應(yīng)，尿素水的濃度控制在25%左右，使用計(jì)算機(jī)流體力學(xué)(CFD)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型(CKM)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)能力，即將先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)技術(shù)與特定燃燒裝置的尺寸、燃料類型和特性、鍋爐負(fù)荷范圍、燃燒方式、煙氣再循環(huán)、爐膛過剩空氣、初始或基線NOx濃度、爐膛煙氣溫度分布、爐膛煙氣流速分布等相結(jié)合進(jìn)行工程設(shè)計(jì)；步驟5 ；余熱鍋爐出口的煙氣溫度在200°C左右，煙氣利用半干脫酸塔降溫脫酸，通過石灰漿泵將石灰漿輸送到安裝在反應(yīng)塔頂部的霧化器；在反應(yīng)塔內(nèi)石灰漿被霧化，霧化后的石灰漿在反應(yīng)塔及煙道和布袋除塵器中與煙氣里所含的有害物質(zhì)進(jìn)行中和反應(yīng)。在塔后的煙氣管道中噴入活性炭吸附重金屬和二噁英，利用布袋除塵器來去除煙氣中的飛灰；步驟6 ；引風(fēng)機(jī)之后的煙氣的有害物濃度已經(jīng)達(dá)到歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)，溫度約為 160°C，煙氣總量的約十分之一作為風(fēng)源供應(yīng)給二次風(fēng)機(jī)，二次風(fēng)可以擾動(dòng)煙氣形成湍流， 延長煙氣在高溫段的停留時(shí)間，提高燃燒的質(zhì)量；步驟7 ；布袋除塵器之后的煙氣經(jīng)過引風(fēng)機(jī)的抽吸，最終在煙囪的頂部排放。

實(shí)施例3 一種降低垃圾焚燒煙氣中氮氧化物排放限值的方法，主要包括步驟如下(1)垃圾通過進(jìn)料裝置而順利進(jìn)入垃圾焚燒爐內(nèi)，在爐內(nèi)通過爐排的持續(xù)動(dòng)作來對(duì)垃圾進(jìn)行充分的干燥、燃燒和燃燼反應(yīng)，在燃燒段的溫度達(dá)到850°C以上；(2)垃圾焚燒爐內(nèi)物料燃燒的供氧來自一次風(fēng)機(jī)，一次供風(fēng)的風(fēng)源為垃圾儲(chǔ)坑內(nèi)的氣體，該氣體中的惡臭通過爐內(nèi)高溫而去除；(3)垃圾焚燒爐物料燃燒后的煙氣進(jìn)入余熱鍋爐，在兩者的連接部位的上部設(shè)置二次供風(fēng)口，二次供風(fēng)的風(fēng)源來自整套焚燒裝置的后端，即弓丨風(fēng)機(jī)之后，煙囪之前管道中的煙氣，該設(shè)置可以降低煙氣中的含氧量，從而降低了氮氧化物的生成量；(4)在余熱鍋爐下部，靠近二次供風(fēng)口，設(shè)置SNCR裝置的噴射入口。SNCR裝置的原理是以尿素水作為還原劑，霧化后注入鍋爐。在一定的溫度范圍內(nèi)，尿素水作為氨基還原劑可以在無催化劑的作用下選擇性地把煙氣中的NOx還原為N2和H2O,故是一種選擇性化學(xué)過程，該設(shè)置可以通過反應(yīng)去除一部分氮氧化物；(5)尾氣處理裝置的工藝為半干法除酸+活性炭吸附+布袋除塵，消石灰與水混合，形成12%濃度的石灰漿。通過石灰漿泵將石灰漿輸送到安裝在反應(yīng)塔頂部的霧化器。 在反應(yīng)塔內(nèi)石灰漿被霧化，霧化后的石灰漿在反應(yīng)塔及煙道和布袋除塵器中與煙氣里所含的有害物質(zhì)進(jìn)行中和反應(yīng)。在塔后的煙氣管道中噴入活性炭吸附重金屬和二噁英，利用布袋除塵器來去除煙氣中的飛灰。布袋除塵器之后的煙氣經(jīng)過引風(fēng)機(jī)的抽吸，最終在煙囪的頂部排放。盡管上文中對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但這僅是示例性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以領(lǐng)會(huì)到在說明書所限定的范圍內(nèi)，還可以有多種其它的實(shí)施方式，且所有基于本發(fā)明設(shè)計(jì)思想的實(shí)施方式都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種降低垃圾焚燒煙氣中氮氧化物排放限值的方法，其特征包括步驟如下(1)垃圾通過進(jìn)料裝置而順利進(jìn)入垃圾焚燒爐內(nèi)，在爐內(nèi)通過爐排的持續(xù)動(dòng)作來對(duì)垃圾進(jìn)行充分的干燥、燃燒和燃燼反應(yīng)，在燃燒段的溫度達(dá)到850°C以上；(2)垃圾焚燒爐內(nèi)物料燃燒的供氧來自一次風(fēng)機(jī)，一次供風(fēng)的風(fēng)源為垃圾儲(chǔ)坑內(nèi)的氣體，該氣體中的惡臭通過爐內(nèi)高溫而去除；(3)垃圾焚燒爐物料燃燒后的煙氣進(jìn)入余熱鍋爐步驟，在兩者的連接部位的余熱鍋爐端的下部設(shè)置二次供風(fēng)口，二次供風(fēng)的風(fēng)源來自整套焚燒裝置的后端，即引風(fēng)機(jī)之后，煙囪之前管道中的煙氣，降低焚燒煙氣中的含氧量，從而降低了氮氧化物的生成量；(4)在余熱鍋爐下部，靠近二次供風(fēng)口，設(shè)置SNCR裝置的噴射入口；以尿素水作為還原劑，霧化后注入鍋爐；尿素水作為氨基還原劑在無催化劑的作用下選擇性地把煙氣中的 NOx還原為N2和H2O,通過反應(yīng)去除一部分氮氧化物；(5)半干法除酸+活性炭吸附+布袋除塵步驟消石灰與水混合，形成12%濃度的石灰漿；通過石灰漿泵將石灰漿輸送到安裝在反應(yīng)塔頂部的霧化器；在反應(yīng)塔內(nèi)石灰漿被霧化，霧化后的石灰漿在反應(yīng)塔及煙道和布袋除塵器中與煙氣里所含的有害物質(zhì)進(jìn)行中和反應(yīng)；在塔后的煙氣管道中噴入活性炭吸附重金屬和二噁英，利用布袋除塵器來去除煙氣中的飛灰；布袋除塵器之后的煙氣經(jīng)過引風(fēng)機(jī)的抽吸，最終在煙囪的頂部排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低垃圾焚燒煙氣中氮氧化物排放限值的方法，其特征是垃圾焚燒的二次風(fēng)為經(jīng)過凈化處理的高溫清潔煙氣，再循換的煙氣量為總煙氣的十分之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低垃圾焚燒煙氣中氮氧化物排放限值的方法，其特征是在余熱鍋爐步驟前有霧化步驟，使用尿素水作為氨基還原劑，并噴入霧化后的軟化水，霧化后的尿素水作為氨基還原劑在無催化劑的作用下選擇性地把煙氣中的NOx還原為N2 ；霧化步驟在SNCR裝置中進(jìn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低垃圾焚燒煙氣中氮氧化物排放限值的方法，其特征是煙氣中的其他污染物的去除是通過半干法除酸+活性炭吸附+布袋除塵工藝步驟進(jìn)行凈化處理的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種降低垃圾焚燒煙氣中氮氧化物排放限值的方法，其特征是在霧化步驟使用液態(tài)而不是氣態(tài)反應(yīng)劑，可以更有效地控制噴霧模式和化學(xué)劑分布保證良好的混合，化學(xué)劑能夠得到較好的利用。
6.一種降低垃圾焚燒煙氣中氮氧化物排放限值裝置，其特征是包括垃圾焚燒處理裝置、優(yōu)化供風(fēng)裝置、余熱鍋爐裝置、SNCR裝置、尾氣處理裝置；垃圾焚燒處理裝置包括垃圾進(jìn)料斗、爐排焚燒爐、液壓裝置、輔助燃燒器、進(jìn)風(fēng)斗以及燃燒控制裝置；優(yōu)化供風(fēng)裝置包括一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、風(fēng)管、換熱器以及供風(fēng)裝置的控制裝置；余熱鍋爐裝置包括水冷壁、汽包、下降管、清灰裝置以及余熱鍋爐的控制裝置；包括尿素水儲(chǔ)罐、高壓水泵、工藝水儲(chǔ)罐、霧化裝置以及SNCR裝置的控制裝置；尾氣處理裝置包括半干脫酸塔、石灰儲(chǔ)罐、石灰制漿子裝置、工藝水水罐、活性炭噴射器、旋轉(zhuǎn)噴霧頭、石灰漿泵、布袋除塵器以及尾氣處理裝置的控制裝置；垃圾焚燒處理裝置通過膨脹節(jié)與余熱鍋爐相連，余熱鍋爐頂部連接汽包，余熱鍋爐一通道的下部連接有SNCR裝置，余熱鍋爐的后部與尾氣處理裝置相連，二次風(fēng)機(jī)通過管道連接焚燒處理裝置，尾氣處理裝置后部的煙道連接引風(fēng)機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種降低垃圾焚燒煙氣中氮氧化物排放限值裝置，其特征是一次風(fēng)機(jī)通過風(fēng)道連接進(jìn)風(fēng)風(fēng)斗，進(jìn)風(fēng)風(fēng)斗連接爐排焚燒爐，爐排焚燒爐連接余熱鍋爐裝置，爐排焚燒爐連接垃圾進(jìn)料斗、尿素水儲(chǔ)罐和軟化水儲(chǔ)罐；余熱鍋爐連接省煤器和汽包。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種降低垃圾焚燒煙氣中氮氧化物排放限值裝置，其特征是半干脫酸塔連接工業(yè)水水罐和石灰漿儲(chǔ)罐，石灰儲(chǔ)罐內(nèi)的石灰通過管道與石灰漿儲(chǔ)罐相連，石灰漿儲(chǔ)罐將水與石灰按照12%濃度的比例進(jìn)行攪拌配置，石灰漿儲(chǔ)罐通過管道與半干脫酸塔相連，半干脫酸塔通過管道連接活性炭儲(chǔ)罐，半干脫酸塔通過管道連接布袋除塵器，布袋除塵器通過管道連接引風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)通過管道連接煙囪，二次風(fēng)機(jī)連接爐排焚燒爐。
全文摘要
一種降低垃圾焚燒煙氣中氮氧化物排放限值的方法及裝置，該方法融合了垃圾焚燒處理裝置、優(yōu)化供風(fēng)裝置、余熱鍋爐裝置、SNCR(選擇性非催化還原法)裝置、尾氣處理裝置等工藝為一體，方法通過將清潔的煙氣作為二次供風(fēng)與SNCR裝置相結(jié)合，可以改變國內(nèi)垃圾焚燒設(shè)備處理垃圾后尾氣排放中氮氧化物沒有得到低成本有效去除的局面，并提升了氮氧化物的去除比例，裝置優(yōu)化后使氮氧化物的去除率達(dá)到70％以上，從而使最終排放尾氣中的濃度低于歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的150mg/Nm3，同時(shí)該優(yōu)化裝置的增量投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，脫硝裝置新增占地面積小，適合在國內(nèi)外垃圾焚燒設(shè)備中應(yīng)用和推廣。
文檔編號(hào)B01D53/74GK102168852SQ20101060343
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者史卓成, 張成波, 方宏萍, 曹占強(qiáng), 朱柱民, 楊路, 許鑫星, 鐘紅春 申請(qǐng)人:北京機(jī)電院高技術(shù)股份有限公司