危废焚烧烟气活性氧氧化及一体化超低排放系统及方法与流程

1.本发明涉及危废焚烧后烟气的物理和化学净化技术领域，具体为一种危废焚烧烟气活性氧氧化及一体化超低排放系统及方法。


背景技术：

2.随着社会的快速发展，生产生活中危险废物量越来越大。我国新实施的《危险废物焚烧污染控制标准》(gb 18484-2020)中要求有粉尘≤5 mg/nm3，so2≤35mg/nm3，nox≤50 mg/nm3的超低排放执行。相比于废止的上一版本《危险废物焚烧污染控制标准》(gb 18484-2001)要求的粉尘≤65mg/nm3，so2≤200 mg/nm3，hf≤5mg/nm3，hcl≤60 mg/nm3，nox≤500 mg/nm3，标准有了进一步提高。
3.危险废物焚烧是目前常用的处置技术，配套的脱硝、除尘、脱酸技术通流程包括：将危险废物进行配伍后，进入焚烧炉进行焚烧，焚烧产生的烟气进入余热炉回收热量产生副产品蒸汽，在余热炉合适温度区间配套sncr脱硝装置，烟气进入急冷塔进行烟气降温，烟气进入干法塔，往干法塔中喷入消石灰粉进行脱酸，再往干法塔中喷入活性炭吸附烟气中重金属和二噁英，随后进入布袋除尘，除去重金属、二噁英、粉尘后的烟气进入两级脱酸塔进行脱酸，彻底吸收各酸性气体，烟气进入蒸汽加热器升温，最后进入烟囱排放。
4.目前所使用的技术较难满足新规范排放要求，以及更严格的超低排放要求，最主要体现在：目前脱硝技术主要采用sncr方法，sncr技术在转窑焚烧中使用脱硝效率不高最多30-50%，难以达到超低排放指标；脱酸技术目前主要采用填料塔或喷淋塔，其吸收液气比低一般在2-3 l/nm3，喷淋覆盖率低，脱酸效率低难以达到超低排放指标；脱酸塔后烟气经蒸汽加热器升温后直接烟囱排放，由于脱酸塔后烟气为饱和烟气且烟气中带有液态雾滴，除雾器除雾后雾滴含量在50-100 mg/nm3，而雾滴中溶解有大量脱酸生成的盐分，这些盐分在超精细粉尘检测仪检测时会被当做粉尘计入，导致进入烟囱排放烟气中粉尘难以满足超低排放指标。
5.在目前危废焚烧装置中，各阶段烟气处置技术，主要有以下几点难以达到最新排放指标或超低排放指标。1、脱硝技术，目前常用的sncr技术在危废焚烧装置上效率在通常在30-50%，经过sncr后，nox无法达不到≤50 mg/nm3的超低排放要求。2、脱酸技术，危废焚烧烟气中酸性气体主要是hcl、hf、so2等，目前脱酸技术主要采用两级脱酸塔，塔型采用填料塔或喷淋塔居多，脱酸剂采用氢氧化钠溶液为主。一级脱酸塔实现烟气降温和初级脱酸，二级脱酸塔实现最终脱酸目的，但两级脱酸塔总的吸收液气比低，一般在2-3 l/nm3，对于hcl和hf强酸脱除提高效率比较方便，提高液气比就能实现，但对弱酸so2≤35 mg/nm3的超低排放要求，按照目前两级脱酸技术难以实现。3、除尘技术，目前除尘器后烟气进入脱酸塔洗涤后，由于脱酸塔后烟气为饱和烟气，烟气中带有液态雾滴，脱酸塔除雾器除雾后雾滴含量在50-100 mg/nm3，而雾滴中溶解有大量脱酸生成的盐分，这些盐分在超精细粉尘检测仪检测时会被当做粉尘计入，导致脱酸后烟气中粉尘难以满足≤5 mg/nm3的超低排放要求。


技术实现要素：

6.现有技术的危废处理系统无法满足新实施的《危险废物焚烧污染控制标准》(gb 18484-2020)中关于粉尘≤5 mg/nm3，so2≤35mg/nm3，nox≤50 mg/nm3的超低排放要求，为此，本技术采用的一种危废焚烧烟气活性氧氧化及一体化超低排放系统及方法，可以在达标排放的同时，还节省了能耗。
7.一方面，本技术人提出了危废焚烧烟气活性氧氧化及一体化超低排放系统，包括依次连接的回转窑、二燃室、余热锅炉、急冷塔、干法塔和布袋除尘器，所述余热锅炉内同时配套有sncr系统，所述布袋除尘器后还依次连接有第一mggh、脱酸塔、一体化超低吸收塔、引风机和烟囱；所述一体化超低吸收塔底部为吸收塔浆池区，底部侧壁开设有烟气入口，其上依次设吸收塔管栅增效器、吸收塔浆液喷淋层、吸收塔除雾器、第二mggh、湿电除尘器，吸收塔浆池区与管栅增效器间的塔壁上设有活性氧分子氧化反应器，一体化超低吸收塔顶部为烟气出口；所述第一mggh与第二mggh通过换热管道直连换热，第一mggh进水与第二mggh出水通过管道相连，第一mggh出水与第二mggh进水通过管道相连。
8.进一步，所述第一mggh与第二mggh直连换热管道中设有水泵，换热管道中压力为0.45 mpa，第一mggh进水与第二mggh出水相连换热管道中水温116℃，第一mggh出水与第二mggh进水相连管道中水温139℃。
9.进一步，所述一体化超低吸收塔外设吸收塔循环泵，通过管路连接吸收塔浆池区、吸收塔循环泵和吸收塔浆液喷淋层，所述吸收塔浆液喷淋层设3层或4层喷淋，总液气比9 l/nm
3-12 l/nm3，喷头采用实心锥或空心锥，有效雾化半径1 m，每层喷淋喷头的喷淋覆盖率为200%。
10.进一步，所述一体化超低吸收塔烟气出口与引风机间还增设有蒸汽换热器sgh，蒸汽换热器sgh采用2.8 mpa，230℃的饱和蒸汽。
11.进一步，所述脱酸塔内底部为吸收塔浆池区，底部侧壁开设有烟气入口，其上依次设脱酸塔管栅增效器、脱酸塔浆液喷淋层、脱酸塔除雾器，脱酸塔顶部为烟气出口。
12.进一步，所述脱酸塔外设脱酸塔循环泵，通过管路连接脱酸塔浆池区和脱酸塔浆液喷淋层，所述脱酸塔浆液喷淋层设2层或3层喷淋，总液气比5 l/nm
3-7 l/nm3，喷头采用实心锥或空心锥，控制有效雾化半径1 m，每层喷淋喷头的喷淋覆盖率为200%。
13.进一步，还包括一钠碱溶液储存输送装置，分别向吸收塔浆池区和吸收塔浆池区补充钠碱液。
14.进一步，所述吸收塔浆池区与脱酸塔浆池区相连接。
15.另一方面，本技术还提出了危废焚烧烟气活性氧氧化及一体化超低排放的方法，包括废物进行配伍后，进入回转窑、二燃室中焚烧，焚烧烟温不小于1100℃，停留时间不小于2 s；焚烧烟气经设有sncr系统的余热锅炉，烟气中的nox降至150 mg/nm3，烟气烟温不小于500℃；烟气后经急冷塔降温，在1s内降温至烟温不大于200℃；后烟气经干法塔，向干法塔中喷入消石灰和活性炭粉末，吸附脱除烟气中的重金属和二噁英等，后经布袋除尘器吸附脱除粉尘，粉尘不高于20 mg/nm3，烟温190℃，脱除粉尘后的烟气进入第一mggh进行换热，换热温降50℃，第一mggh水媒的进水温度116℃，出水温度139℃，压力0.45 mpa；烟温140℃的烟气进入脱酸塔，依次经脱酸塔管栅增效器、脱酸塔喷淋层和脱酸塔除雾器；除去酸性物质和雾滴的70℃的饱和湿烟气经活性氧分子氧化反应器进入一体化超低吸收塔内，
依次经管栅增效器、吸收塔浆液喷淋层、吸收塔除雾器、第二mggh、湿电除尘器，所述第一mggh与第二mggh直连换热管道中设有的水泵驱动换热水媒循环换热，烟气后经一体化超低吸收塔顶部的烟气出口排出，完成so2、nox、粉尘脱除达到超低排放指标的烟气，烟气烟温115℃，确保排烟无白雾。
16.进一步，脱酸塔底部为脱酸塔浆池区，其内的浆池区溶液ph值控制在7-7.5，密度1.05 kg/l-1.1 kg/l，浆池区溶液由脱酸塔循环泵抽取喷入脱酸塔浆液喷淋层，脱酸塔浆液喷淋层设2层或3层喷淋，总液气比5 l/nm
3-7 l/nm3，喷头采用实心锥或空心锥，控制有效雾化半径1 m，每层喷淋喷头的喷淋覆盖率为200%；一体化超低吸收塔底部为吸收塔浆池区，其内的浆池区溶液ph值控制在7.5-8，密度1.05 kg/l-1.1 kg/l，浆池区溶液由吸收塔循环泵抽取进入吸收塔浆液喷淋层，所述吸收塔浆液喷淋层设3层或4层喷淋，总液气比9 l/nm
3-12 l/nm3，喷头采用实心锥或空心锥，有效雾化半径1 m，每层喷淋喷头的喷淋覆盖率为200%；一体化超低吸收塔浆池区外排溶液通往脱酸塔浆池区，进一步充分吸收钠碱；一体化超低吸收塔排出的115℃烟气后进入蒸汽换热器sgh，对烟气再进行蒸汽换热升温20℃，蒸汽换热器sgh采用2.8mpa，230℃的饱和蒸汽，换热后烟气温度135℃，烟温高于70℃饱和温度65℃，进一步确保排烟无白雾现场。
17.与现有技术相比，本发明具有的效果有：（1）本技术采用活性氧分子氧化nox后，配合钠碱喷淋吸收，从而实现脱硝的技术，克服了脱硝需要采用scr技术的困境，无需蒸汽加热烟温就可以实现脱硝的技术效果，节约了能耗。（2）本技术采用的“一体化超低吸收塔”中集成脱硫、脱硝、除尘技术，能够同时实现脱硫、脱硝、除尘超低处置技术，从而取得了危废焚烧烟气中so2、nox、粉尘同时满足超低排放指标的技术效果。（3）本技术在取得了危废焚烧烟气中so2、nox、粉尘同时满足超低排放指标的技术效果的同时，烟气排放温度控制在115℃，选配蒸汽换热器sgh时烟温135℃，从而确保排放烟气实现消白。（4）在浆液喷淋层下方设计配套管栅增效器，管栅增效器效率优于单层喷淋层效率，在相同脱酸、脱硫效率下，可降低喷淋层的配置，降低循环泵循环流量，从而取得了节省循环泵电耗的技术效果。
附图说明
18.图1是本技术一种危废焚烧烟气活性氧氧化及一体化超低排放系统的示意图。
19.图2是本技术另一种危废焚烧烟气活性氧氧化及一体化超低排放系统的示意图。
20.图3是本技术另一种危废焚烧烟气活性氧氧化及一体化超低排放系统的示意图。
21.其中，回转窑1，二燃室2，余热锅炉3，急冷塔4，干法塔5，布袋除尘器6，第一mggh7，脱酸塔8，脱酸塔管栅增效器8.1，脱酸塔浆液喷淋层8.2，脱酸塔除雾器8.3，第一外排室8.4；脱酸塔循环泵9，一体化超低吸收塔10，活性分子氧化反应器10.1，吸收塔管栅增效器10.2，吸收塔浆液喷淋层10.3，吸收塔除雾器10.4，第二mggh10.5，湿电除尘器10.6，第二外排室10.7，吸收塔循环泵11，蒸汽换热器sgh12，水泵13，引风机14，烟囱15，钠碱溶液储存装置16，臭氧发生器17。
具体实施方式
22.下面详细描述实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释发明构思。
23.描述所用术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。
24.描述所用术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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一个或者更多个该特征。术语“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
25.除非另有明确的规定和限定，描述所用术语“相连”、“连通”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接、电连接；可以是直接相连、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。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实施例中的具体含义。
26.除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“之上”、“之下”或“上面”，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”或“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”或“下面”，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“之下”、“下方”或“下面”可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。
27.描述所用术语“一个具体实施例”意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
28.如图1所示，本技术的危废焚烧烟气活性氧氧化及一体化超低排放系统依次包括回转窑1、二燃室2、余热锅炉3、急冷塔4、干法塔5、布袋除尘器6、第一mggh7、脱酸塔8、一体化超低吸收塔10、引风机14和烟囱15。
29.危险废物进入回转窑1和二燃室2彻底焚烧，在二燃室2中将危险废物焚烧，焚烧烟温不小于1100℃，并且停留时间不小于2 s。焚烧后的高温烟气经过余热锅炉3回收热量，余热锅炉3内同时配套有sncr系统，将烟气中的nox降至150 mg/nm3，回收热量后烟气的烟温不小于500℃。烟气后经急冷塔4降温，控制烟气在1s内降温至烟温不大于200℃。烟气后经干法塔5，向干法塔中喷入消石灰和活性炭粉末，吸附脱除烟气中的重金属和二噁英等。吸附用的粉末随烟气一同经布袋除尘器6吸附脱除粉尘，控制烟气中粉尘浓度不高于20 mg/nm3，烟气经布袋除尘器后控制烟温约190℃。
30.除尘后烟气的烟温约190℃，进入第一mggh7对的烟气进行换热处理，mggh为采用热媒水为媒介的中间热媒体烟气换热器系统的简称。本系统按换热温降50℃设计，原烟气换热降温后，烟温降至140℃，高于通常125℃-130℃的原烟气酸露点温度。第一mggh7水媒设计温度按进水温度116℃和出水温度139℃设计，压力0.45 mpa，应高于139℃时饱和蒸气压0.35 mpa，防止水媒汽化。第一mggh7的进出水管道中设有水泵13，水媒通过水泵13提供
动力循环流动。
31.换热后的烟气进入脱酸塔8进行脱酸处理，脱酸塔8中可脱除大量hcl和hf，脱除效率一般98%，原始浓度不高时都可实现达标。脱酸塔8中可脱除大部分so2，脱硫效率一般95%，入口浓度高时难以达到35 mg/nm3以下超低排放要求。脱酸塔8内从下到上依次布置以下区室或部件：脱酸塔浆池区、脱酸塔管栅增效器8.1、脱酸塔浆液喷淋层8.2、脱酸塔除雾器8.3，脱酸塔浆池区和脱酸塔管栅增效器8.1间的塔壁上开设有烟气进口，脱酸塔8顶部开设有烟气出口。
32.脱酸塔浆池区，向脱酸塔浆池区中加入质量浓度为20%氢氧化钠溶液，浆池区溶液由脱酸塔循环泵9抽取喷入脱酸塔浆液喷淋层8.2。根据脱酸塔浆池区中溶液的ph值控制加入钠碱溶液的量，脱酸塔浆池区的ph值控制在7-7.5间运行，循环浆液的中性运行，可使钠碱充分反应吸收酸性物质。控制脱酸塔浆池区的氢氧化钠溶液的密度在1.05 kg/l-1.1 kg/l，超出密度上限则外排到系统外的第一外排室8.4进行后续处理。
33.脱酸塔管栅增效器8.1可使烟气均布，增加烟气与氢氧化钠溶液接触时间，使上方喷下的氢氧化钠溶液在脱酸塔管栅增效器8.1上形成液膜，实现气液接触反应，进一步脱除烟气中酸性气体。
34.脱酸塔浆液喷淋层8.2由管路连接脱酸塔浆池区，管路中设脱酸塔循环泵9，脱酸塔浆液喷淋层8.2设2层或3层喷淋，总体液气比按5 l/nm
3-7 l/nm3设计，喷头采用实心锥或空心锥，控制有效雾化半径1 m，每层喷淋的喷头定位按喷淋覆盖率200%设计。
35.脱酸塔除雾器8.3采用一层折流板式除雾器，除去烟气中雾滴的饱和湿烟气，烟温约70℃，后进入一体化超低吸收塔10。
36.一体化超低吸收塔10为脱硫脱硝除尘一体化吸收塔，可以实现脱硫脱硝除尘一体化脱除，实现so2≤35mg/nm3，nox≤50 mg/nm3，粉尘≤5mg/nm3的超低排放要求。一体化超低吸收塔10内从下到上依次布置以下区室或部件：吸收塔浆池区、吸收塔管栅增效器10.2、吸收塔浆液喷淋层10.3、吸收塔除雾器10.4、第二mggh10.5、湿电除尘器10.6，吸收塔浆池区与管栅增效器10.2间的塔壁上设有活性氧分子氧化反应器10.1供烟气进入，一体化超低吸收塔10顶部为烟气出口。
37.吸收塔浆池区，向吸收塔浆池区中加入质量浓度为20%氢氧化钠溶液，浆池区溶液由吸收塔循环泵11抽取进入吸收塔浆液喷淋层10.3。根据浆池区溶液ph值控制加入钠碱溶液的量，浆池区ph值按7.5-8控制运行，循环浆液的弱碱运行，有效保障烟气中酸性气体吸收。浆池区溶液的密度在1.05-1.1kg/l，超出密度上限则外排到系统外的第二外排室10.7进行后续处理。
38.活性氧分子氧化反应器10.1采用具有强氧化性能的臭氧作为活性氧分子氧化剂，活性氧分子由活性氧发生器17制备，后通入活性氧分子氧化反应器10.1中与烟气混合，活性氧分子氧化反应器10.1中设置有2层或3层活性氧分子喷射管网，使得活性氧分子和烟气可以充分混合均匀，使烟气中nox彻底氧化。
39.吸收塔管栅增效器10.2使烟气均布，增加烟气与浆液接触时间，使上方喷下浆液在管栅上形成液膜，实现气液接触反应，进一步脱除烟气中酸性气体。
40.吸收塔浆液喷淋层10.3由吸收塔循环泵11抽取浆池区浆液喷入，吸收塔浆液喷淋层10.3设置3层或4层喷淋，总体液气比按9 l/nm
3-12 l/nm3设计，喷淋层喷头采用实心锥或
空心锥，有效雾化半径1 m，每层喷淋层喷头定位按喷淋覆盖率200%设计，彻底脱除so2达到超低指标。烟气经吸收塔浆液喷淋层10.3洗涤降温约5℃。
41.经过活性氧分子氧化反应器10.1后的烟气，在进入管栅增效器和浆液喷淋层区域中，浆液中的氢氧化钠与n2o5反应生成硝酸钠，将烟气中n2o5脱除，从而实现nox的脱除。
42.吸收塔除雾器10.4，采用二层折流板式除雾器，将烟气中雾滴降至75 mg/nm3以下。
43.第二mggh10.5，对饱和烟温约65℃的净烟气进行换热升温。按换热温升50℃设计，净烟气经换热升温后烟温到115℃，第二mggh10.4水媒设计温度按进水温度139℃和出水温度116℃设计，压力0.45mpa，高于139℃时饱和蒸气压0.35mpa，防止汽化。
44.湿式电除尘器10.6，脱除so2和nox后的烟气，经过湿式电除尘器10.6脱除烟气中的细小微尘，使粉尘达到超低指标。
45.经过一体化超低吸收塔10完成so2、nox、粉尘脱除达到超低排放指标的烟气。经过处理的净烟气，烟气烟温约115℃，烟气中so3浓度控制在1 mg/nm3以内，酸露点约在90-100℃之间，烟气可直接排放，烟温高于70℃饱和温度约45℃左右，可确保排烟无白雾现场。
46.如图2所示，一个具体实施例，一体化超低吸收塔10出来的115℃烟气，再进入蒸汽换热器sgh12，对烟气再进行蒸汽换热升温，按换热温升20℃设计，使烟温升高到135℃，蒸汽采用2.8mpa，230℃的饱和蒸汽。换热后烟气温度在135℃，烟温高于70℃饱和温度约65℃左右，可进一步确保排烟无白雾现场。经过蒸汽换热器sgh12升温后的烟气，达到so2、nox、粉尘超低排放指标，且烟气消白后，经引风机14后进入烟囱15排入大气。
47.如图3所示，一个具体实施例，一体化超低吸收塔10的脱酸塔浆池区与脱酸塔8的脱酸塔浆池区通过管路相连，当一体化超低吸收塔10浆池区溶液超出密度上限，则外排可至脱酸塔8彻底吸收钠碱，不造成钠碱过量浪费。
48.与现有技术相比，本发明具有的效果有：（1）本技术采用活性氧分子臭氧氧化nox后钠碱喷淋吸收从而实现脱硝的技术，克服了脱硝需要采用scr技术的困境，无需蒸汽加热烟温就可以实现脱硝的技术效果，节约了能耗；（2）本技术采用的“一体化超低吸收塔”中集成脱硫、脱硝、除尘技术，能够同时实现脱硫、脱硝、除尘超低处置技术，从而取得了危废焚烧烟气中so2、nox、粉尘同时满足超低排放指标的技术效果；（3）本技术在取得了危废焚烧烟气中so2、nox、粉尘同时满足超低排放指标的技术效果的同时，烟气排放温度控制在115℃，选配蒸汽换热器sgh时烟温135℃，从而确保排放烟气实现消白；（4）在浆液喷淋层下方设计配套管栅增效器，管栅增效器效率优于单层喷淋层效率，在相同脱酸效率/脱硫效率下，可减少配套一层喷淋层，降低循环泵循环流量，从而取得了节省循环泵电耗的技术效果。
49.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制。在不脱离本技术精神和范围的前提下，本技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术范围内。