固废焚烧气化烟气处理系统及其处理方法与流程

1.本发明涉及危险废物、医疗废物、一般固废焚烧(气化)处理技术领域，特别是涉及一种固废焚烧气化烟气处理系统及其处理方法。


背景技术：

2.目前，通常对危险废物、医疗废物、一般固废的处置方法有焚烧处置法、卫生填埋、堆肥处理法。相比其他方法，焚烧法具有减容、减量、能源再利用等优点，因此已逐渐成为我国处置危险废物、医疗废物、一般固废的首要方法。但是由于危险废物、医疗废物、一般固废等种类繁多、成分复杂，焚烧后的烟气中含有粉尘、二氧化硫、二氧化氮、氯化氢、氟化氢、二恶英等有害成分，目前处理固废焚烧废气的主要工艺流程为“余热换热+急冷+干法脱酸+活性炭喷射+布袋除尘+湿法脱酸+烟气再热以及sncr、scr脱硝”等，虽然该工艺对粉尘、氯化氢、二氧化硫等进行了有效去除，但是该工艺存在净化处理步骤多、操作复杂、设备投入成本高、运行成本高、占地面积大等问题。


技术实现要素：

3.基于此，有必要提供一种固废焚烧气化烟气处理系统及其处理方法。本发明的固废焚烧气化烟气处理系统能够有效去除固废中的粉尘、氯化氢、二氧化硫等，并且处理工艺简单化、操作简单、设备投入成本大幅降低、运行成本降低。该固废焚烧气化烟气处理方法工艺流程简单、操作方便、占地面积小，能有效脱除烟气中的粉尘、二氧化硫、二氧化氮、氯化氢、氟化氢、二恶英等有害成分。
4.一种固废焚烧气化烟气处理系统，包括依次串联连接的焚烧装置、烟气急冷回流塔、多效过滤一体化装置、高效过程强化传质设备以及引风装置，所述多效过滤一体化装置用于对烟气进行脱酸、脱硝以及除尘，所述过程强化传质设备用于对烟气进行二次脱酸、脱硝以及除尘。
5.在其中一个实施例中，所述固废焚烧气化烟气处理系统还包括换热器，所述换热器串联连接在所述多效过滤一体化装置与所述高效过程强化传质设备之间。
6.在其中一个实施例中，所述烟气急冷回流塔包括塔本体以及与所述塔本体连接的雾化喷枪、灰斗、压力表以及温度计。
7.在其中一个实施例中，所述烟气急冷回流塔还包括回流泵，所述高效过程强化传质设备还通过所述回流泵与所述烟气急冷回流塔的所述雾化喷枪连接，以实现所述高效过程强化传质设备产生的废液回流至所述烟气急冷回流塔内。
8.在其中一个实施例中，所述多效过滤一体化装置包括滤芯、纳米级催化粒子、反吹装置、脱酸剂喷射装置、脱酸剂加药装置、脱硝剂喷射装置以及脱硝剂加药装置，所述纳米级催化粒子设置于所述滤芯内，所述反吹装置、所述脱酸剂喷射装置以及所述脱硝剂喷射装置均与所述滤芯连接；所述脱酸剂加药装置与所述脱酸剂喷射装置连接，所述脱硝剂加药装置与所述脱硝剂喷射装置连接。
9.在其中一个实施例中，所述高效过程强化传质设备包括箱体以及与所述箱体连接的离心旋转装置、碱液喷洒装置、臭氧喷射装置。
10.一种使用所述的固废焚烧气化烟气处理系统的固废焚烧气化烟气处理方法，包括如下步骤：
11.固废进入焚烧装置进行燃烧，燃烧后的烟气进入烟气急冷回流塔进行降温冷却至不高于300℃；
12.经过所述烟气急冷回流塔降温冷却后的烟气进入多效过滤一体化装置，烟气中的酸性物质与脱酸剂中和反应，烟气中的no
x
在催化剂的作用下与脱硝剂发生反应生成氮气，二噁英在催化剂的作用下发生分解反应，烟气中的颗粒物被拦截于所述多效过滤一体化装置的滤芯；
13.从所述多效过滤一体化装置出来的烟气经过换热降温至温度不高于180℃后进入高效过程强化传质设备，烟气与所述高效过程强化传质设备中的碱液发生中和反应，烟气经过氧化剂将no氧化成n2o5后经碱液吸收脱硝，净化后的烟气外排。
14.在其中一个实施例中，烟气在所述烟气急冷回流塔内冷却的时间不超过1s；
15.和/或，烟气以切线方向进入所述烟气急冷回流塔的塔本体内并沿着所述塔本体的塔壁旋转上升实现冷却，烟气中的粉尘在离心力的作用下被水雾拦截去除。
16.在其中一个实施例中，所述高效过程强化传质设备中产生的废液经过回流泵回流至所述烟气急冷回流塔内。
17.在其中一个实施例中，所述催化剂为mo-v-ni-w体系或者tio
2-al2o3体系；
18.和/或，所述脱硝剂为氨水、液氨以及尿素溶液中的一种或几种；
19.和/或，所述脱酸剂为小苏打或者消石灰；
20.和/或，所述氧化剂为臭氧；
21.和/或，所述碱液为ca(oh)2和/或naoh；
22.和/或，烟气在所述多效过滤一体化装置内的流速为0.6-1m/min；
23.和/或，碱液的ph值为9-11；
24.和/或，所述高效过程强化传质设备的运转速度为500-2000rpm。
25.上述的固废焚烧气化烟气处理系统中，烟气急冷回流塔可以通过回流液实现烟气的急冷，减少二恶英的再生成，并且通过雾化液滴拦截粉尘；多效过滤一体化装置可实现脱酸、除尘、脱硝、分解二恶英一体化，由于处理步骤减少，设备数量和体积对应减少，系统更加集中和紧凑，占地面积只占传统烟气净化系统的1/3；高校过程强化传质设备由于离心力的作用，气液两相以极大的相对速度在填料的弯曲孔道中进行逆向接触以强化传质过程，也可同时进行除尘、脱硫、脱氮，同时还具有气相压降小、气相动力能耗低、持液量小、物料停留时间短、设备体积小等优点。另外，多效过滤一体化装置与高效过程强化传质设备的协同处理，可实现固废焚烧尾气污染物浓度超低排放。
26.上述的固废焚烧气化烟气处理方法采用“急冷+多效过滤一体化装置+过程强化传质设备”烟气处理工艺可简化烟气处理流程、降低操作难度、减少设备占地面积、实现焚烧尾气超低排放，有效实现固废焚烧尾气的除尘、脱酸、脱硝、去除二恶英等，实现了固废焚烧尾气的超低排放及设备小型化。
27.综上所述，上述的固废焚烧气化烟气处理系统具有如下有益效果：
28.(1)、本发明的多效过滤一体化装置(其使用条件：280℃～380℃)对于高温和腐蚀性化学物质抗性比传统的布袋除尘器滤袋(使用条件：150℃～200℃)更好，相比于传统滤袋2年的使用寿命，可达到5年左右，大大提高了本发明的系统的使用寿命；另外，多效过滤一体化装置的滤芯基体材料可由硅酸铝纤维及无机黏着剂组成，可耐380℃高温，降低酸结露腐蚀风险，使用寿命长。
29.(2)、本发明的多效过滤一体化装置的滤芯里布满纳米级催化粒子，烟气中的粉尘被阻挡在滤芯外表面，充分杜绝二氧化硫、重金属等有害物质与催化剂直接接触，增加了催化剂的使用寿命，相比于传统的scr工艺，本发明的催化剂可长时间表现高效活性。
30.(3)、本发明的多效过滤一体化装置的滤芯内的催化剂可直接分解二恶英，无二次污染物，节省运行成本。
31.(4)、高效过程强化传质设备利用离心力产生气液微混合效果，强化传质效率，能耗低，可作为多效过滤一体化装置的补充，并且可协同处理废水，增加运行效益。
32.(5)、采用“多效过滤一体化装置+过程强化传质设备”两种整合式尾气净化技术的协同处理，减小占地面积，降低设备投资运行成本，实现尾气的超低排放。
33.(6)、“多效过滤一体化装置+过程强化传质设备”尾气净化技术流程简单，操作方便，尾气处理技术排烟温度高，无需再热，成本低，且无白烟产生。
附图说明
34.图1为本发明一实施例所述的固废焚烧气化烟气处理系统示意图。
35.附图标记说明
36.10、固废焚烧气化烟气处理系统；100、焚烧装置；200、烟气急冷回流塔；300、多效过滤一体化装置；400、高效过程强化传质设备；500、引风装置；600、换热器；700、烟囱。
具体实施方式
37.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
38.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
39.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
40.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连
接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
42.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
43.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
44.请参阅图1所示，本发明一实施例提供了一种固废焚烧气化烟气处理系统10。
45.一种固废焚烧气化烟气处理系统10，包括依次串联连接的焚烧装置100、烟气急冷回流塔200、多效过滤一体化装置300、高效过程强化传质设备400以及引风装置500。
46.多效过滤一体化装置300用于对烟气进行脱酸、脱硝以及除尘，过程强化传质设备用于对烟气进行二次脱酸、脱硝以及除尘。
47.引风装置500可以采用引风机。
48.本发明的多效过滤一体化装置300的使用条件为280℃～380℃，其对于高温和腐蚀性化学物质抗性比传统的布袋除尘器滤袋(使用条件：150℃～200℃)更好，相比于传统滤袋2年的使用寿命，可达到5年左右，大大提高了固废焚烧气化烟气处理系统10的使用寿命；另外，多效过滤一体化装置300的滤芯基体材料可由硅酸铝纤维及无机黏着剂组成，可耐380℃高温，降低酸结露腐蚀风险，使用寿命长。
49.在一个实施例中，焚烧装置100可以是焚烧炉或者二燃室。
50.在一个实施例中，固废焚烧气化烟气处理系统10还包括换热器600。换热器600串联连接在多效过滤一体化装置300与高效过程强化传质设备400之间。
51.在一个实施例中，烟气急冷回流塔200包括塔本体以及与塔本体连接的雾化喷枪、灰斗、压力表以及温度计。
52.在一个实施例中，烟气急冷回流塔200还包括回流泵(图未示)，高效过程强化传质设备400还通过回流泵与烟气急冷回流塔200的雾化喷枪连接，以实现高效过程强化传质设备400产生的废液回流至烟气急冷回流塔200内。
53.在一个实施例中，多效过滤一体化装置300包括滤芯、纳米级催化粒子、反吹装置、脱酸剂喷射装置、脱酸剂加药装置、脱硝剂喷射装置以及脱硝剂加药装置，纳米级催化粒子设置于滤芯内，反吹装置、脱酸剂喷射装置以及脱硝剂喷射装置均与滤芯连接；脱酸剂加药
装置与脱酸剂喷射装置连接，脱硝剂加药装置与脱硝剂喷射装置连接。
54.在一个实施例中，高效过程强化传质设备400包括箱体以及与箱体连接的离心旋转装置、碱液喷洒装置、臭氧喷射装置。
55.在一个实施例中，固废焚烧气化烟气处理系统10还包括烟囱700，其中，烟囱700连接引风装置500，烟囱700用于外排净化后的烟气。
56.上述的固废焚烧气化烟气处理系统10中，烟气急冷回流塔200可以通过回流液实现烟气的急冷，减少二恶英的再生成，并且通过雾化液滴拦截粉尘；多效过滤一体化装置300可实现脱酸、除尘、脱硝、分解二恶英一体化，由于处理步骤减少，设备数量和体积对应减少，系统更加集中和紧凑，占地面积只占传统烟气净化系统的1/3；高校过程强化传质设备由于离心力的作用，气液两相以极大的相对速度在填料的弯曲孔道中进行逆向接触以强化传质过程，也可同时进行除尘、脱硫、脱氮，同时还具有气相压降小、气相动力能耗低、持液量小、物料停留时间短、设备体积小等优点。另外，多效过滤一体化装置300与高效过程强化传质设备400的协同处理，可实现固废焚烧尾气污染物浓度超低排放。
57.本发明的另一实施例还提供了一种固废焚烧气化烟气处理方法。
58.一种使用上述的固废焚烧气化烟气处理系统10的固废焚烧气化烟气处理方法，包括如下步骤：
59.固废进入焚烧装置100进行燃烧，燃烧后的烟气进入烟气急冷回流塔200进行降温冷却至不高于300℃，例如，燃烧后的烟气进入烟气急冷回流塔200进行降温冷却至280℃。
60.经过烟气急冷回流塔200降温冷却后的烟气进入多效过滤一体化装置300，烟气中的酸性物质与脱酸剂中和反应，烟气中的no
x
在催化剂的作用下与脱硝剂发生反应生成氮气，二噁英在催化剂的作用下发生分解反应，烟气中的颗粒物被拦截于多效过滤一体化装置300的滤芯。
61.从多效过滤一体化装置300出来的烟气经过换热降温至温度不高于180℃后进入高效过程强化传质设备400，烟气与高效过程强化传质设备400中的碱液发生中和反应，烟气经过氧化剂将no氧化成n2o5后经碱液吸收脱硝，净化后的烟气外排。
62.在一个实施例中，烟气在烟气急冷回流塔200内冷却的时间不超过1s。例如，烟气在烟气急冷回流塔200内冷却的时间为0.5s；例如，在另一个实施例中，烟气在烟气急冷回流塔200内冷却的时间为1s。
63.在一个实施例中，烟气以切线方向进入烟气急冷回流塔200的塔本体内并沿着塔本体的塔壁旋转上升实现冷却，烟气中的粉尘在离心力的作用下被水雾拦截去除。
64.在一个实施例中，高效过程强化传质设备400中产生的废液经过回流泵回流至烟气急冷回流塔200内。
65.在一个实施例中，催化剂为mo-v-ni-w体系或者tio
2-al2o3体系。
66.在一个实施例中，脱硝剂为氨水、液氨以及尿素溶液中的一种或几种。例如，在一个具体示例中，脱硝剂为氨水；例如，在另一个具体示例中，液氨。
67.在一个实施例中，脱酸剂为小苏打或者消石灰。例如，在一个具体示例中，脱酸剂为小苏打。例如，在另一个具体示例中，脱酸剂为消石灰。
68.在一个实施例中，氧化剂为臭氧。
69.在一个实施例中，碱液为ca(oh)2和/或naoh。如，在一个具体示例中，碱液为ca
(oh)2。例如，在另一个具体示例中，碱液为naoh。
70.在一个实施例中，烟气在多效过滤一体化装置300内的流速为0.6-1m/min。例如，在一个具体示例中，烟气在多效过滤一体化装置300内的流速为0.6m/min、0.7m/min、0.8m/min、0.9m/min、1m/min或者其他数值。
71.在一个实施例中，碱液的ph值为9-11。优选地，碱液的ph值为10。
72.在一个实施例中，高效过程强化传质设备400的运转速度为500-2000rpm。例如，在一个实施例中，高效过程强化传质设备400的运转速度为500rpm、600rpm、700rpm、800rpm、850rpm、900rpm、1000rpm、1200rpm、1500rpm、1600rpm、1700rpm、1800rpm、1900rpm、1950rpm、2000rpm或者其他数值。
73.上述的固废焚烧气化烟气处理方法采用“急冷+多效过滤一体化装置300+过程强化传质设备”烟气处理工艺可简化烟气处理流程、降低操作难度、减少设备占地面积、实现焚烧尾气超低排放，有效实现固废焚烧尾气的除尘、脱酸、脱硝、去除二恶英等，实现了固废焚烧尾气的超低排放及设备小型化。
74.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
75.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。