一种烟气再循环系统的制作方法

本实用新型涉及垃圾焚烧领域，具体而言涉及一种烟气再循环系统。

背景技术：

随着经济的发展、居民生活水平的提高，居民在日常生活、生产中产生的生活垃圾数量逐渐增加。据统计，当前我国城市居民每年产生约2.7亿吨生活垃圾，且以每年10％的速度增长。根据“十三五”规划，城市生活垃圾焚烧处理能力要占无害化处理总能力的50％以上，这相当于新建1000t/d当量的生活垃圾焚烧发电厂360多座。但是，生活垃圾焚烧存在污染物排放控制成本高、烟气在烟道流动不均而造成水冷壁局部磨损、吸热量不均匀等问题，特别是在当前环保要求严格，企业排放征收环保税的背景下，如果企业能降低污染物的排放，不仅有利于企业的市场竞争力，还将以实际行动建设美丽中国。

烟气再循环技术是低氮燃烧技术的一种，主要通过控制焚烧炉内O2含量、温度水平来实现低氮燃烧。现有垃圾焚烧项目中的烟气再循环系统多采用将二次风置换为再循环烟气的方案，该方案可以有效的降低焚烧炉内的O2含量，抑制氮氧化物(NOx)的生成，从而可以降低氮氧化物的排放。NOx的处理方式包括选择性非催化还原法(SNCR)，SNCR技术无需催化剂，将反应剂在高温(850℃-1050℃)条件下与NOx反应即可脱除氮氧化物。SNCR烟气脱硝系统一般由反应剂储备系统、输送系统、分配系统、喷射系统、自动控制系统组成。输送泵将反应溶液如氨水、尿素从储存系统抽出输送至混合分配模块进行分配；多数SNCR系统配有稀释水与反应溶液混合；分配系统将溶液均匀分配至每个喷枪管路，最终输送至喷枪喷入炉膛。但是，由于二次风口位置距离SNCR喷入点较远，喷入炉内的再循环烟气无法对SNCR反应区域形成强力的扰动，限制了SNCR效率的提升。

因此，有必要提出一种新的烟气再循环系统，以解决上述问题。

技术实现要素：

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本实用新型提供一种烟气再循环系统，包括：

焚烧炉，所述焚烧炉配置为焚烧生活垃圾以产生烟气；

余热锅炉，所述余热锅炉配置为回收所述焚烧炉产生的烟气的热量；

烟气净化装置，将所述烟气净化装置排出的烟气的一部分作为再循环烟气；

风机，所述风机配置为引流所述再循环烟气，所述再循环烟气的一部分作为所述焚烧炉的二次风，所述再循环烟气的另一部分喷入所述焚烧炉的烟道中以扰动所述烟气。

进一步，所述再循环烟气的另一部分的喷入点位于所述焚烧炉的中上部的侧壁上。

进一步，所述再循环烟气的另一部分的喷入点与SNCR的反应剂喷入点相邻。

进一步，所述二次风的入口设置在所述焚烧炉的喉口的侧壁上。

进一步，所述焚烧炉还包括进料口、出渣口以及用于垃圾焚烧的炉排。

进一步，所述炉排下方设置有一次风灰斗，所述一次风灰斗配置为向所述焚烧炉内通入一次风。

进一步，所述烟气净化装置包括：

反应器，所述反应器配置为将所述烟气进行脱酸脱硝处理；

除尘器，所述除尘器配置为去除所述烟气中的颗粒物。

进一步，所述烟气再循环系统还包括：烟囱，所述烟囱设置为将从所述烟气净化装置排出的部分烟气排入大气。

根据本实用新型提供的烟气再循环系统，将经过余热锅炉利用并经过烟气净化装置处理后的再循环烟气，其中再循环烟气的一部分作为焚烧炉的二次风，再循环烟气的另一部分喷入焚烧炉的烟道中以扰动所述烟气，提高了SNCR反应效率。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的装置及原理。在附图中，

图1为本实用新型图示例性实施例的烟气再循环系统的示意图。

附图标识

1、焚烧炉 2、余热锅炉 3、反应塔

4、除尘器 5、烟囱 6、引风机

7、再循环风机 8、一次风灰斗

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便阐释本实用新型提出的烟气再循环系统。显然，本实用新型的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

目前，国内用于垃圾焚烧炉的烟气再循环技术是将二次风置换为再循环烟气，置换后炉内O2含量下降，为保证气相的燃尽，必须加大再循环烟气量，以增加炉内的扰动，将未燃可燃气体燃尽。但是，大量的再循环烟气会造成炉内温度下降过多，无法保证烟气温度不低于850℃且烟气停留时间不短于2s的要求，这就限制了烟气再循环作用的发挥。同时，当采用选择性非催化还原法(SNCR)脱除氮氧化物(NOx)时，由于二次风口位置距离SNCR喷入点较远，喷入炉内的再循环烟气在上升过程中逐渐由紊流向层流流动状态转变，造成喷入炉内的再循环烟气无法对SNCR反应区域形成强力的扰动，限制了SNCR效率的提升，也无法进一步改善烟道内烟气流动不均匀的现象。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种烟气再循环系统，如图1所示，包括焚烧炉1、余热锅炉2、烟气净化装置和风机。

焚烧炉1配置为焚烧生活垃圾以产生烟气。示例性地，焚烧炉1至少包括进料口、位于炉膛内的用于垃圾焚烧的炉排、位于焚烧炉1排下部的作为一次风进口的一次风灰斗8、位于焚烧炉喉口的二次风进口以及排渣口。此外，焚烧炉1还包括位于所述焚烧炉喉口上方的与焚烧炉喉口连通的烟道，用于排放焚烧生活垃圾产生的烟气。

进一步，由进料口送入焚烧炉1内的生活垃圾在炉排上燃烧，以产生高温烟气，所述炉排为倾斜设置，焚烧的生活垃圾在炉排上从高处向低处移动，并经由排渣口排出。

进一步，一次风灰斗8由五段灰斗组成，一次风灰斗8是一次风入口，在本实施例中，采用空气作为一次风，空气的O2含量为21％(体积分数)。

进一步，从位于焚烧炉1喉口处的二次风进口高速喷入的二次风全部为再循环烟气，再循环烟气的O2含量为8％(体积分数)，由于烟气比热大于空气，烟气带走的热量增加，焚烧炉1内温度水平下降，减小了焚烧炉1高温结焦风险和减少了热力型氮氧化物的生成；此外，高速喷入的二次风能够增强焚烧炉喉口位置烟气的扰动，使未燃尽的可燃物与O2结合的机会增加，促使其燃尽；同时，在强烈的再循环烟气吹扫下，焚烧炉喉口处的O2分布更加均匀，减少了由于O2浓度分布不均所造成的局部区域剧烈燃烧，进一步减少了热力型氮氧化物的生成，降低了焚烧炉1高温结焦的风险。

作为一个实例，本实用新型采用选择性非催化还原法(SNCR)脱除氮氧化物(NOx)，SNCR技术无需催化剂，将反应剂在高温(850℃-1050℃)条件下喷入炉膛与NOx反应，以脱除氮氧化物。具体地，采用氨水、尿素等作为反应剂。

进一步，再循环烟气的另一部分喷入所述焚烧炉1的烟道中以扰动所述烟气，所述再循环烟气的另一部分的喷入点位于所述焚烧炉1的中上部的侧壁上，并且所述再循环烟气的另一部分的喷入点与SNCR的反应剂喷入点相邻。由于增加了再循环烟气的喷入，焚烧炉1烟道内的烟气扰动更加剧烈，增加了NH3与NOx的接触机会，提升了SNCR的效率；同时烟道内的总烟气量增加，以及在强烈的再循环烟气吹扫下，焚烧炉1烟道内的烟气扰动更加剧烈，使得烟气在烟道内分布更加均匀，改善烟道内烟气流动不均匀的现象，使得水冷壁吸热量均匀。

本实用新型提供的烟气再循环系统通过抽取部分引风机出口的烟气，通过原来的二次风机，从二次风口、SNCR喷入口附近专门的喷管高速喷入。可以降低焚烧炉喉口附近O2浓度，以及在焚烧炉喉口附近、SNCR反应区域内形成剧烈的烟气扰动，降低NOx的生成率，提升SNCR的反应效率以及未燃可燃物的燃尽率，减少污染物排放。还可以改善烟道内烟气流动不均匀的现象，使得水冷壁吸热量均匀，减轻了由于烟气速度分布不均匀所带来的水冷壁局部磨损与局部温差，降低了水冷壁爆管、水冷壁吸热量不均匀的风险。

余热锅炉2配置为回收焚烧炉1出口的烟气的余热。可选地，余热锅炉2回收焚烧炉1产生的烟气的热量可以用于加热给水产生过热蒸汽，进而通过汽轮机带动发电机发电。

从余热锅炉2排出的烟气经过烟气净化装置，达到国家相应的排放标准后排出。所述烟气净化装置至少包括反应塔3和除尘器4。具体地，烟气进入反应塔3，作为一个实例，反应塔3包括干法脱酸脱硝装置，以去除烟气中的有害气体；接下来，烟气进入除尘器4，作为一个实例，除尘器4为布袋除尘器，以去除烟气中的灰尘和颗粒物。

在烟气净化装置后端还设置有多个风机，所述多个风机配置为引流再循环烟气以作为焚烧炉1的二次风以及喷入所述焚烧炉1的烟道中。具体地，经过烟气净化装置的烟气经过引风机6后，一部分经由烟囱5排入大气，另一部分作为再循环烟气，经再循环风机7引流，分别代替二次风从焚烧炉喉口进入，以及喷入所述焚烧炉1的烟道中以扰动烟气。经过烟气净化装置后的烟气较为干净，对再循环风机7的运行影响较小，同时引风机6出口位置负压较小，利于再循环风机7抽气。

本实用新型提供的烟气再循环系统的工作过程为：生活垃圾经进料口送入焚烧炉1，在焚烧炉炉排上燃烧并从高处向低处移动，经排渣口排出；焚烧生活垃圾产生的烟气经过焚烧炉烟道进入余热锅炉2，在余热锅炉2中回收烟气的热量，之后依次经过烟气净化装置，以去除烟气中的酸性气体和颗粒物，净化后的烟气经过引风机6后，一部分经由烟囱5排入大气，另一部分作为再循环烟气，经再循环风机7引流，分别代替二次风从焚烧炉喉口进入，以及喷入所述焚烧炉1的烟道中以扰动烟气。

根据本实用新型提供的烟气再循环系统，将经过余热锅炉利用并经过烟气净化装置处理后的再循环烟气，其中再循环烟气的一部分作为焚烧炉的二次风，再循环烟气的另一部分喷入焚烧炉的烟道中以扰动所述烟气，提高了SNCR反应效率。

本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。