CN213956022U - 回转窑烟气处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种回转窑烟气处理系统，包括回转窑、二燃室、余热锅炉、急冷塔、干法脱酸塔、除尘器、洗涤塔、湿式脱酸塔以及分流烟道；所述回转窑、二燃室、余热锅炉、急冷塔、干法脱酸塔、除尘器、洗涤塔和湿式脱酸塔沿烟气的行进方向依次连接；所述分流烟道连接在所述除尘器和洗涤塔之间。本实用新型对回转窑焚烧产生的烟气进行处理，使烟气满足排放要求，其中通过分流烟道将烟气热量组作为液态废物输送的伴热热源，解决回转窑液体废物进料的堵塞问题，提高回转窑焚烧效率。

Description

回转窑烟气处理系统

技术领域

本实用新型涉及危险废物处理技术领域，尤其涉及一种回转窑烟气处理系统。

背景技术

目前国内外用于危险废物焚烧的主要炉型有回转窑焚烧炉、炉排炉、液体注射式焚烧炉、流化床焚烧炉、多层床焚烧炉和热解焚烧炉等，危险废物的焚烧过程较复杂，回转窑炉因结构简单、对危险废物的适应能力强、控制稳定、操作容易、技术成熟、运行历史悠久等优点被广泛采用。焚烧产生的烟气中因含有二氧化硫、氮氧化物、氯化氢、氟化氢、重金属、粉尘、二噁英等有害物质，需要进行净化处理。焚烧后的烟气温度达到1100℃左右，含有较高的热量，需考虑如何高效率利用烟气热量，同时尽可能降低烟气中的有害物质。

一般烟气处理方案是处理烟气中二氧化硫、氮氧化物、氯化氢、氟化氢、重金属、粉尘，不考虑热量回收，造成烟气中热量损失。回转窑一次风来自外界空气，燃烧效率低。同时，为了避免排气烟囱出口的烟气出现“白烟”现象，利用外来蒸汽加热湿法脱酸后的烟气，造成能源浪费。

此外，部分地区的液体废物在进入回转窑焚烧前可能出现因冬季环境温度过低而堵塞的情况，存在运行安全隐患。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种实现烟气热量回收的回转窑烟气处理系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种回转窑烟气处理系统，包括对危险废物进行焚烧并产生烟气的回转窑、对烟气进行再次燃烧处理形成高温烟气的二燃室、用于高温烟气降温产生蒸汽并在其中进行SNCR脱硝的余热锅炉、用于降温后的烟气在其中换热再降温的急冷塔、对烟气进行吸附净化处理的干法脱酸塔、对吸附净化处理后的烟气进行除尘过滤处理的除尘器、通过弱碱洗涤液对除尘过滤后的烟气进行洗涤处理的洗涤塔、通过强碱液对洗涤后的烟气进行脱酸处理的湿式脱酸塔、用于烟气通过并作为危险废物的液态废物输送的伴热热源的分流烟道；

所述回转窑、二燃室、余热锅炉、急冷塔、干法脱酸塔、除尘器、洗涤塔和湿式脱酸塔沿烟气的行进方向依次连接；所述分流烟道连接在所述除尘器和洗涤塔之间。

优选地，所述回转窑和二燃室紧邻相接；所述二燃室通过第一烟道连接所述余热锅炉的进气口。

优选地，所述余热锅炉的出气口通过第二烟道连接所述急冷塔；

所述急冷塔内设有双流体喷头，喷出雾化液滴与进入所述急冷塔内的烟气进行换热，带走烟气的热量。

优选地，所述除尘器为袋式除尘器。

优选地，所述袋式除尘器包括除尘器本体、连接在所述除尘器本体底部的灰斗、设置在所述灰斗上的加热机构。

优选地，所述余热锅炉上设有与其脱硝喷枪连接并用于输送还原剂的输送装置；

所述脱硝喷枪上套设有耐高温的套管，所述套管与所述脱硝喷枪的外周之间形成一个热风降温环室。

优选地，所述回转窑烟气处理系统还包括在所述除尘器和洗涤塔之间的空气加热器，将回收的烟气的热量加热空气后作为所述回转窑的助燃风；

所述热风环室与所述空气加热器连接。

优选地，所述除尘器的出口通过第三烟道连接所述空气加热器，所述空气加热器通过第四烟道连接所述洗涤塔；所述分流烟道的一端连接所述除尘器的出口，另一端连接所述洗涤塔或第四烟道。

优选地，所述回转窑烟气处理系统还包括烟气加热器；所述烟气加热器的第一换热通道连接在所述空气加热器和洗涤塔之间，所述空气加热器输出的烟气通过所述第一换热通道进入所述洗涤塔；

所述烟气加热器的第二换热通道连接所述湿式脱酸塔，所述湿式脱酸塔输出的烟气进入所述第二换热通道并与所述第一换热通道内的烟气进行热交换。

优选地，所述回转窑烟气处理系统还包括分汽缸；所述分汽缸连接所述余热锅炉的蒸汽出口，接收来自所述余热锅炉的蒸汽。

本实用新型的有益效果：对回转窑焚烧产生的烟气进行处理，使烟气满足排放要求，其中通过分流烟道将烟气热量组作为液态废物输送的伴热热源，解决回转窑液体废物进料的堵塞问题，提高回转窑焚烧效率。

通过在余热锅炉的脱硝喷枪上设置热风降温环式，解决脱硝喷枪高温变形、卡涩等问题。通过烟气加热器的设置，使得处理后的烟气经加热后再送至烟囱，实现在不使用外部热源的前提下有效解决烟气排放的“白烟”问题。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一实施例的回转窑烟气处理系统的连接框图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

本实用新型的回转窑烟气处理系统，用于对回转窑对危险废物焚烧产生的烟气进行处理，对烟气进行热量回收以及去除其中的有害物质等。

如图1所示，本实用新型一实施例的回转窑烟气处理系统，包括沿烟气的行进方向依次连接的回转窑10、二燃室20、余热锅炉30、急冷塔40、干法脱酸塔50、除尘器60、洗涤塔70、湿式脱酸塔80以及空气加热器90。

其中，回转窑10用于对危险废物进行焚烧并产生烟气；二燃室20连接回转窑10并接收来自回转窑10的烟气，对烟气进行再次燃烧处理形成高温烟气。余热锅炉30连接二燃室20并接收来自二燃室20的高温烟气，用于高温烟气在其中进行选择性非催化还原反应，回收高温烟气的热量并产生蒸汽。急冷塔40连接余热锅炉30并接收来自余热锅炉30的降温后的烟气，用于降温后的烟气在其中换热再降温。干法脱酸塔50连接急冷塔40并接收来自急冷塔40的烟气，对烟气进行吸附净化处理。除尘器60用于对吸附净化处理后的烟气进行除尘过滤处理。洗涤塔70用于通过弱碱洗涤液对除尘过滤后的烟气进行洗涤处理。湿式脱酸塔80用于通过强碱液对洗涤后的烟气进行脱酸处理。空气加热器90连接在除尘器60和洗涤塔70之间，回收除尘过滤后的烟气的热量，将回收的烟气的热量加热空气，并以该加热后的空气作为回转窑10的助燃风。

本实施例中，回转窑10和二燃室20紧邻相接。回转窑10内的烟气在密闭空间内直接送入二燃室20，不外漏。

回转窑10包括窑头、本体、窑尾和传动机构等。窑头的主要作用是完成物料(如危险废物)的顺畅进料，内部布置有辅助燃料/液废组合燃烧器。窑头下部设置有废料收集器收集废物漏料。回转窑10的本体是一个由钢板卷成的圆筒，内衬耐火材料。本体上设有两个带轮和一个大齿圈，传动机构通过小齿轮带动本体上的大齿圈，然后通过大齿圈带动回转窑10本体转动。窑尾是连接回转窑10本体以及二燃室20的过渡体，它的主要作用是保证窑尾的密封以及烟气和焚烧残渣的输送通道。

危险废物通常包括有液态废物和固态废物；固态废物通过液压推杆推入回转窑10内；液态废物通过输送泵经管道输送至回转窑10窑头，再送入回转窑10的本体内。回转窑10内焚烧产生的烟气输送至二燃室20进行再次燃烧处理，焚烧后的残渣则从底部排出以进行后续的进一步处理。

二燃室20对烟气进行再次燃烧处理，以将烟气中的二噁英和其它有害成分分解。二燃室20的尺寸以能保证烟气在1100℃以上的温度下滞留时间大于2s进行设置；在此条件下，烟气中的二噁英和其它有害成分的99.99％能够被分解掉。二燃室20的下部设置有所需数量的多功能燃烧器，保证二燃室20烟气温度达到要求，并使烟气有充分的扰动。二燃室20上可设置热电偶控制多功能燃烧器的火力大小，使二燃室20温度稳定在设定值。

在对烟气进行再次燃烧处理前，二燃室20内也需输入液态废物。液态废物通过输送泵经管道输送至二燃室20的多功能燃烧器，然后进入二燃室20内。回转窑10和二燃室20上均设有进风口以分别送入助燃风。

作为选择，二燃室20内壁为耐火层，外壁依次为隔热保温层和外防护板。二燃室20内部工作温度为1100℃以上，外表温度≤60℃。

二燃室20通过第一烟道21连接余热锅炉30的进气口，将再次燃烧后形成的高温烟气输送至余热锅炉30，进行选择性非催化还原反应(SNCR)。在余热锅炉30内，尿素溶液等还原剂与高温烟气中的氮氧化物进行反应，从而达到脱除烟气中氮氧化物的目的。通过SNCR，高温烟气的热量被余热锅炉30回收，可产生大量蒸汽，产生的蒸汽可供生产线内部及厂区其他用户使用，避免烟气热量损失。

具体地，在余热锅炉30内烟气温度900℃-1050℃区间的水冷壁上均匀喷入尿素溶液。优选地，采用高压微米喷雾脱硝工艺，将尿素溶液通过加压输送计量装置进行加压输送，输送压力可达10Mpa，从而产生优势动能，极大地提高了还原剂喷雾的穿透刚性，增加烟气与尿素溶液面积，提高脱硝效率。

加压输送计量装置包括精密过滤器、高压雾化泵、变频电机、调节阀、电磁流量计、压力变送器等。加压输送计量装置的尿素输送管道与脱硝喷枪连接，由于脱硝喷枪工作环境较为恶劣，处于余热锅炉30的高温区，因此为防止脱硝喷枪伸入炉墙内部分在高温区内会出现变形导致喷枪卡涩或者无法拔出，本实用新型中，在脱硝喷枪上套设耐高温的套管，套管与脱硝喷枪的外周之间形成一个热风降温环室，热风环室与空气加热器90连接。通过往热风降温环室通入空气加热器90产生的热风(温度约160℃)，既降低脱硝喷枪工作温度，保护脱硝喷枪，又可以避免低负荷时酸的低温腐蚀。通过上述的措施，正常负荷时脱硝喷枪的工作区温度约400℃～500℃，可以有效地保证喷枪长时间连续运行。

对于余热锅炉30产生的蒸汽，本实用新型的回转窑烟气处理系统还可包括分汽缸110，余热锅炉30的蒸汽出口连接分汽缸110，以将其中的蒸汽输送至分汽缸110，再由分汽缸110输送至其他所需地方，如生产线等。

高温烟气经过余热锅炉30的处理后，温度可降至550℃或以下。余热锅炉30的出气口通过第二烟道31连接急冷塔40，烟气从余热锅炉30的出气口输出并通过第二烟道31输送至急冷塔40。

烟气主要从急冷塔40的上方进入其内。急冷塔40内设有双流体喷头，喷出雾化液滴与进入急冷塔40内的烟气进行换热，带走烟气的热量。其中，在压缩空气的作用下，在喷头的内部，压缩空气与冷却液(水)经过若干次的打击，冷却液被雾化成0.08mm左右的液滴，被雾化后的液滴与高温烟气充分换热，在短时间内迅速蒸发，带走热量，使得烟气温度在瞬间被降至200℃以下，且含水率(质量比)小于3％。由于烟气在200℃-500℃之间停留时间小于1s，因此防止了二噁英的再合成。急冷塔40内从烟气中脱除的一部分飞灰从急冷塔40底部排出，以便于收集处理。

由于急冷塔40采用双流体喷头，使得冷却液的雾化颗粒非常细小，液滴总蒸发表面积大，蒸发时间短，确保100％蒸发，保证不湿底。

经过急冷后的烟气从急冷塔40输送至干法脱酸塔50以进行吸附净化处理。为了满足废物焚烧烟气排放标准，确保重金属(尤其是Hg)、二噁英、呋喃的排放标准，除严格控制焚烧工艺和技术参数外，干法脱酸塔常采用活性炭喷射吸附的辅助净化措施。由于活性炭具有极大的比表面积，因此，即使是少量的活性炭，只要与烟气混合均匀且接触时间足够长，就可以达到高吸附净化效率。

烟气进入干法脱酸塔50与喷入塔中的熟石灰、活性炭和飞灰的混合粉充分接触，反应形成粉尘状钙盐，达到去除烟气中二氧化硫和氯化氢等酸性气体的目的。烟气中含有的水分在Ca(OH)₂颗粒表面与酸性气体间发生液相离子反应，显著提高脱酸效率和吸收剂利用率。

干法脱酸塔50输出的含尘的烟气再输送至除尘器60进行除尘过滤处理。本实施例中，除尘器60优选袋式除尘器。袋式除尘器包括除尘器本体、连接在除尘器本体底部的灰斗、设置在灰斗上的加热机构。

其中，含尘的烟气送入袋式除尘器，通过袋式除尘器内的导流板均匀分布并通过进风调节阀进入各气室，烟气中的粗尘粒沉降至灰斗底部，细尘粒随气流转折向上进入过滤室，粉尘被阻留在滤袋表面，净化后的气体经滤袋口进入清洁室，由出风口排出。

随着袋式除尘器的运行，烟气中所含粉尘、微粒因惯性冲击、直接截流、扩散及静电引力等在滤袋外侧表面形成滤饼。当系统阻力大于设定值时，开始脉冲喷吹清灰；时间设定和压差设定同时有效，以时间为主、压差优先原则进行清灰。危险废物焚烧所产生烟气中的氯化物具有强吸水性，故在袋式除尘器灰斗上增加加热机构如电加热，避免出现酸结露和灰搭桥、板结现象，并保证外表面温度小于60℃。滤袋采用高效聚四氟乙烯覆膜滤料制成。

除尘器60的出口通过第三烟道61连接空气加热器90，空气加热器90通过第四烟道91连接洗涤塔70，使得除尘器60输出的烟气先通过空气加热器90再进入洗涤塔70。由于除尘器60输出的烟气具有一定的温度(高温烟气)，其进入空气加热器90作为空气加热器90的加热热源，在空气加热器90内与通过空气加热器90的其他介质进行热交换。例如，将用于回转窑10的助燃风先通过空气加热器90，在空气加热器90内与烟气进行热交换后升温，再输送至回转窑10内，这样可提高回转窑10的进风温度。烟气在空气加热器90内经热交换后降温再送入洗涤塔70，实现了热量的回收利用。

特别的，本实用新型还包括分流烟道62，连接在除尘器60和洗涤塔70之间，与空气加热器90形成并联；分流烟道62用于烟气通过并作为危险废物的液态废物输送的伴热热源。

具体地，本实施例中，另外，分流烟道62的一端连接除尘器60的出口，另一端连接洗涤塔70或第四烟道91。分流烟道62设有可开合的挡板63，当不需要加热液态废物时关闭挡板63。

烟气通过空气加热器90后进入洗涤塔70。

作为选择，洗涤塔70顶部设置了两层弱碱洗涤液，烟气中灰尘与弱碱洗涤液混合后，一部分跟弱碱洗涤液进入洗涤塔70底部，同时烟气温度由170℃降至约90℃并脱除部分烟气中的HCl、HF、SO₂；洗涤塔70底部的弱碱洗涤液经泵打到洗涤塔70顶部继续对烟气进行洗涤。

完成洗涤后，烟气从洗涤塔70进入湿式脱酸塔80进行脱酸处理。湿式脱酸塔80采用强碱液如NaOH溶液去除烟气中的HCl、HF以及SO₂。烟气在上升过程中，与从塔内上部喷淋装置喷淋出来的NaOH溶液混合接触反应。由于NaOH溶液的碱性较强，对烟气中的HCl、HF、SO₂的脱除率较高。

湿式脱酸塔80内共设置三层喷淋装置，喷淋装置由喷淋管道及喷嘴组成，每层喷嘴的布置，保证喷淋液在喷淋有效距离的范围内的截面无死角，整个喷淋覆盖率大于300％，达到最理想的接触面积与方式，并充分吸收溶解及反应。净化后的烟气上升进入湿式脱酸塔80内除雾器，除雾器选用折流板除雾器，整套装置包括两层除雾器以及相应的三层冲洗水装置，使用该装置以保证湿法脱酸塔80输出的烟气的含湿率不大于75mg/Nm³。湿法脱酸塔80内壁做玻璃鳞片防腐，提高设备的安全可靠性，延长运行周期。

洗涤塔70和湿法脱酸塔80产生的废水进入废水处理车间处理。

湿法脱酸塔80输出的烟气温度为60℃左右，输出的烟气可输送至烟囱120进行外排。

进一步地，为避免烟囱120出口出现“白烟”现象，本实用新型的回转窑烟气处理系统还包括烟气加热器100；烟气加热器100连接在湿式脱酸塔80和烟囱120之间，湿式脱酸塔80输出的净化后的烟气(简称净烟)通过烟气加热器100加热后再进入烟囱120，由烟囱120排出。

此外，烟气加热器100还连接在空气加热器90和洗涤塔70之间，用于空气加热器90输出的烟气通过，将通过的烟气的热量作为热源，对净烟进行加热，不需外供蒸汽，提高经济效率。

具体地，烟气加热器100具有第一换热通道和第二换热通道；第一换热通道位于烟气加热器100的管侧，第二换热通道位于烟气加热器100的壳侧。第一换热通道连接在空气加热器90和洗涤塔70之间，第二换热通道连接在湿式脱酸塔80和烟囱120之间。空气加热器90输出的烟气通过第一换热通道进入洗涤塔70；湿式脱酸塔80输出的烟气进入第二换热通道并与第一换热通道内的烟气进行热交换，实现对净烟气的加热。

经加热后的净烟气在风机121的驱动下从烟囱120排出。

此外，为解决烟气加热器100的腐蚀问题，烟气加热器100可采用氟塑钢制成，区别常规的不锈钢，不易腐蚀，使命寿命长。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种回转窑烟气处理系统，其特征在于，包括对危险废物进行焚烧并产生烟气的回转窑、对烟气进行再次燃烧处理形成高温烟气的二燃室、用于高温烟气降温产生蒸汽并在其中进行SNCR脱硝的余热锅炉、用于降温后的烟气在其中换热再降温的急冷塔、对烟气进行吸附净化处理的干法脱酸塔、对吸附净化处理后的烟气进行除尘过滤处理的除尘器、通过弱碱洗涤液对除尘过滤后的烟气进行洗涤处理的洗涤塔、通过强碱液对洗涤后的烟气进行脱酸处理的湿式脱酸塔、用于烟气通过并作为危险废物的液态废物输送的伴热热源的分流烟道；

所述回转窑、二燃室、余热锅炉、急冷塔、干法脱酸塔、除尘器、洗涤塔和湿式脱酸塔沿烟气的行进方向依次连接；所述分流烟道连接在所述除尘器和洗涤塔之间。

2.根据权利要求1所述的回转窑烟气处理系统，其特征在于，所述回转窑和二燃室紧邻相接；所述二燃室通过第一烟道连接所述余热锅炉的进气口。

3.根据权利要求1所述的回转窑烟气处理系统，其特征在于，所述余热锅炉的出气口通过第二烟道连接所述急冷塔；

所述急冷塔内设有双流体喷头，喷出雾化液滴与进入所述急冷塔内的烟气进行换热，带走烟气的热量。

4.根据权利要求1所述的回转窑烟气处理系统，其特征在于，所述除尘器为袋式除尘器。

5.根据权利要求4所述的回转窑烟气处理系统，其特征在于，所述袋式除尘器包括除尘器本体、连接在所述除尘器本体底部的灰斗、设置在所述灰斗上的加热机构。

6.根据权利要求1-5任一项所述的回转窑烟气处理系统，其特征在于，所述余热锅炉上设有与其脱硝喷枪连接并用于输送还原剂的输送装置；

所述脱硝喷枪上套设有耐高温的套管，所述套管与所述脱硝喷枪的外周之间形成一个热风降温环室。

7.根据权利要求6所述的回转窑烟气处理系统，其特征在于，所述回转窑烟气处理系统还包括在所述除尘器和洗涤塔之间的空气加热器，将回收的烟气的热量加热空气后作为所述回转窑的助燃风；

所述热风降温环室与所述空气加热器连接。

8.根据权利要求7所述的回转窑烟气处理系统，其特征在于，所述除尘器的出口通过第三烟道连接所述空气加热器，所述空气加热器通过第四烟道连接所述洗涤塔；所述分流烟道的一端连接所述除尘器的出口，另一端连接所述洗涤塔或第四烟道。

9.根据权利要求7所述的回转窑烟气处理系统，其特征在于，所述回转窑烟气处理系统还包括烟气加热器；所述烟气加热器的第一换热通道连接在所述空气加热器和洗涤塔之间，所述空气加热器输出的烟气通过所述第一换热通道进入所述洗涤塔；

所述烟气加热器的第二换热通道连接所述湿式脱酸塔，所述湿式脱酸塔输出的烟气进入所述第二换热通道并与所述第一换热通道内的烟气进行热交换。

10.根据权利要求1-5任一项所述的回转窑烟气处理系统，其特征在于，所述回转窑烟气处理系统还包括分汽缸；所述分汽缸连接所述余热锅炉的蒸汽出口，接收来自所述余热锅炉的蒸汽。

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