一种危险废物焚烧烟气急冷换热系统的制作方法

文档序号:20271635发布日期:2020-04-03 19:06阅读:628来源:国知局
一种危险废物焚烧烟气急冷换热系统的制作方法

本发明涉及危险废物焚烧烟气净化领域,尤其涉及一种危险废物焚烧烟气急冷换热系统。



背景技术:

随着我国经济高速发展的需要,从个人到国家层面的环保意识逐渐加强,危险废物管理及处理处置逐渐成为我国环境保护工作的重点。尤其在“无废城市”的号召下,危险废物的治理更加趋向严格,尤其在危险废物焚烧领域,在实现减量化、无害化的前提下,烟气污染物的排放限值正逐步向国际化靠拢。其中烟气中二噁英是重点控制指标,相关研究表明,在烟气降温阶段,500~200℃为二噁英再合成的一个高发段,故应采取相关技术,尽量减少二噁英的在此温度段的停留时间。

在实际的危险废物焚烧处置工程中,危险废物经过卧式回转窑、立式热解炉等其他炉型焚烧之后,会产生大量1100℃高温烟气,在烟气净化处理过程中,烟气通常采用余热锅炉进行辐射换热,烟气温度由1100℃降至550℃,为避免二噁英在降温过程中二次合成,550℃烟气需要实现1s急冷降温至200℃,然后进入后端烟气脱酸除尘净化系统。

传统的烟气急冷降温采用急冷脱酸塔,由顶部喷入的新鲜水或稀碱液与塔顶切线进入的高温烟气进行湍流接触,通过増湿原理,烟气得到快速降温,在烟气降温的同时,烟气与碱液发生中和反应,烟气中一部分酸气进脱出。但由于急冷脱酸塔中喷入了大量的水,导致烟气的含湿量增大,造成后端净化设备腐蚀很严重。



技术实现要素:

基于现有技术所存在的问题,本发明的目的是提供一种危险废物焚烧烟气急冷换热系统,能解决现有利用急冷脱酸塔进行烟气急冷降温,造成烟气的含湿量增大,会严重腐蚀后端净化设备的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的:

本发明实施方式提供一种危险废物焚烧烟气急冷换热系统,包括:

膜式壁余热锅炉、密集对流管束急冷箱、急冷喷雾装置、软化水箱和给水泵;其中,

所述膜式壁余热锅炉分别设有高温烟气入口、换热烟气出口、锅炉水入口和蒸汽排出口;所述换热烟气出口与所述密集对流管束急冷箱的烟气入口连接;

所述密集对流管束急冷箱分别设有所述烟气入口、降温烟气出口、锅炉水入口和蒸汽出口;

所述密集对流管束急冷箱内设置急冷喷雾装置;

所述膜式壁余热锅炉的锅炉水入口、所述密集对流管束急冷箱的锅炉水入口和所述急冷喷雾装置进水口均通过设置所述给水泵的管路与所述软化水箱连接。

由上述本发明提供的技术方案可以看出,本发明实施例提供的危险废物焚烧烟气急冷换热系统,其有益效果为:

通过设置顺次连接的膜式壁余热锅炉和密集对流管束急冷箱,并在密集对流管束急冷箱内设置急冷喷雾装置,形成能对高温烟气进行两级降温的系统,在急冷降温中通过密集管束和喷雾方式协同降温,在急冷段减少烟气喷水量,降低烟气湿度,避免了因烟气湿度过大对后续烟气净化系统的腐蚀。该系统降温迅速,有效避开二噁英合成温度段,最大化回收烟气的余热再利用,增加烟气净化系统部件的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的危险废物焚烧烟气急冷换热系统示意图;

图2为本发明实施例提供的密集对流管束急冷箱的结构示意图;

图中各标记对应的部件为:1-膜式壁余热锅炉;11-高温烟气入口;12-换热烟气出口;13-锅炉水入口;14-蒸汽排出口;15-集灰斗;2-密集对流管束急冷箱;21-烟气入口;22-降温烟气出口;23-锅炉水入口;24-蒸汽出口;25-箱体;26-管箱结构的换热管;3-急冷喷雾装置;31-喷雾水入口;4-软化水箱;5-给水泵;a-焚烧系统的烟气;b-蒸汽利用系统;c-软化水;d-烟气净化系统。

具体实施方式

下面结合本发明的具体内容,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

如图1所示,本发明实施例提供一种危险废物焚烧烟气急冷换热系统,包括:膜式壁余热锅炉、密集对流管束急冷箱、急冷喷雾装置、软化水箱和给水泵;其中,所述膜式壁余热锅炉分别设有高温烟气入口、换热烟气出口、锅炉水入口和蒸汽排出口;所述换热烟气出口与所述密集对流管束急冷箱的烟气入口连接;

所述密集对流管束急冷箱分别设有所述烟气入口、降温烟气出口、锅炉水入口和蒸汽出口;

所述密集对流管束急冷箱内设置急冷喷雾装置;

所述膜式壁余热锅炉的锅炉水入口、所述密集对流管束急冷箱的锅炉水入口和所述急冷喷雾装置进水口均通过设置所述给水泵的管路与所述软化水箱连接。

上述系统中,膜式壁余热锅炉包括:锅炉本体(包括:冷水壁、中间隔墙、锅筒、下降管、上升管以及联箱等附属设施),该锅炉本体的外壁及中间隔墙为具有能流通水的夹层的冷水壁,锅炉本体上设置所述锅炉水入口和蒸汽出口;

所述锅炉本体上分别设置与该锅炉本体内连通的所述高温烟气入口和换热烟气出口。

上述膜式壁余热锅炉中,锅炉本体内设置中间隔墙,所述隔墙将该锅炉本体内分隔为底部连通的前、后两部分空间;

所述高温烟气入口设在所述锅炉本体的前侧上部,与该锅炉本体内的前部分空间连通;

所述换热烟气出口设在所述锅炉本体的后侧上部,与该锅炉本体内的后部分空间连通;这种结构能增加烟气在锅炉本体流通通道的长度,提升换热效果;

所述锅炉水入口和蒸汽排出口均设置在所述锅炉本体的顶部。

上述膜式壁余热锅炉中,锅炉本体的底部设置多个集灰斗,每个集灰斗下均设有翻板阀。

如图2所示,上述系统中,密集对流管束急冷箱包括:箱体和多组管箱结构的换热管;其中,所述多组管箱结构的换热管从上至下分层间隔设置在所述箱体内,处于箱体上的所述烟气入口和降温烟气出口之间。这种结构能增加烟气急速降温效果。

上述系统中,烟气入口设在所述箱体的前侧上部,所述降温烟气出口设在所述箱体的后侧下部;

所述锅炉水入口和蒸汽出口均设置所述箱体的顶部,所述锅炉水入口与所述各组管箱结构的换热管流通,所述蒸汽出口与所述箱体内连通;

所述箱体的底部设置集灰斗,所述集灰斗下设有翻板阀。

上述系统中,急冷喷雾装置包括多组急冷雾化喷头组件,一组急冷雾化喷头组件对应设置在所述密集对流管束急冷箱的一组管箱结构的换热管内。

上述急冷喷雾装置中,一组急冷雾化喷头组件具有多个雾化喷头,每个雾化喷头设在一组管箱结构的换热管的两个相邻换热管之间。

上述急冷喷雾装置中,每个雾化喷头均采用碳化硅制成的喷头,这种喷头可在高温环境下长久使;所述每个雾化喷头均具有不同喷射方向的两个喷射口,这样喷射面广,降温效果好。

下面对本发明实施例具体作进一步地详细描述。

本发明实施例提供的危险废物焚烧烟气急冷换热系统,包括:膜式壁余热锅炉、密集对流管束急冷箱、急冷喷雾装置以及配套的软化水箱、给水泵等。该系统的具体工艺流程如下:

高温烟气经过膜式壁余热锅炉1进行换热,烟气温度由1100℃降温至550℃,膜式壁余热锅炉1主要由水冷壁和作为锅炉结构框架的锅炉本体组成,膜式壁余热锅炉1的换热空间大,且分隔为底部连通的两部分,无烟气直接冲刷的换热管,通过烟气与水冷壁的辐射换热,烟气实现初步降温,并回收大量余热;因膜式壁余热锅炉1的换热空间大,烟气由烟道进入换热空间,烟气流速迅速降低,能够在换热过程中可实现重力尘降,在膜式壁余热锅炉1底部设有不同数量的集灰斗15,集灰斗下设置翻板阀,可根据危险废物焚烧烟气状况,定期清灰。

经过膜式壁余热锅炉1换热后的烟气温度约为550℃,该部分烟气进入密集对流管束急冷箱2,实现在1s使烟气急冷,密集对流管束急冷箱1内设置密集对流管束,密集对流管束是以管箱结构进行布置的换热管,管箱结构的换热管的数量依据烟气量进行设计,管箱结构的换热管中,换热管以层状布置,能够与烟气进行充分接触换热。

层状布置的换热管之间安装急冷喷雾装置3的雾化喷头,雾化喷头通过管道与外部的软化水箱及给水泵连接,雾化喷头采用双向喷射,雾化喷头采用碳化硅材质制作,可在高温环境下长久使用。雾化喷头在实现急冷喷雾的同时,喷射的雾滴可在换热管壁上进行瞬间气化,在局部形成一定的爆炸力,可有效清除换热管表面的积灰,尤其脉冲或爆破清灰不彻底的粘性积灰。

本发明的危险废物焚烧烟气急冷换热系统,不仅对烟气能急速降温,避免二噁英的合成温度段,且能换热获得再利用的蒸汽,由于烟气降温时控制喷水量,,能够有效降低烟气的湿度,避免了因烟气湿度过大对后续烟气净化系统的腐蚀。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

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