烟气净化处理装置的制作方法

1.本发明涉及烟气净化领域，具体而言，涉及一种烟气净化处理装置。


背景技术：

2.飞灰是指生活垃圾（主要成分包括ca(oh)2、cacloh、caso4、kcl、nacl、有机c和一定量的h2o等）及其他废物如医疗垃圾等经过焚烧后的烟气系统收集下的灰尘。飞灰集垃圾焚烧所有污染物为一身，其处理是垃圾焚烧技术彻底解决污染问题的最后一公里。飞灰约占生活垃圾总量的2.5~3%，其中的有毒物质含量很高，包括重金属、二噁英、呋喃以及不同类型的氯化物和盐类等，也被定义为危险固体废弃物。
3.目前飞灰处理主要为飞灰预处理+电炉熔融+烟气净化，飞灰预处理系统采用干法对辊造粒设备将飞灰与石英粉混合压球送至电炉熔融处理；利用电极电弧热和物料电阻热将混合物料熔化，分别得到玻璃熔渣和熔盐产物，实现难挥发性重金属的固化和二噁英类有机物的彻底分解；针对复杂的高温烟气，富集易挥发性重金属（主要以二次飞灰形式存在），钠碱法吸收酸性气体，实现烟气清洁排放。然而，目前的烟气净化设备很难用于高效处理飞灰熔融烟气，原因如下：飞灰主要成分中盐的含量如氯化钠、氯化钾、氯化钙等较高，尤其是高氯飞灰中氯元素含量往往高达20%，氯化物（nacl、kcl、cacl2）含量往往在35%以上。飞灰熔融烟气中含有大量酸性气体，比如其中的so2能够达到体积分数8%以上，hcl能够达到体积分数2%以上，且夹带的烟尘中含有大量kcl、nacl等氯盐。采用常规的烟气净化设备，比如碱洗塔等，一方面能耗较高，且设备占地大、成本高，另一方面难以高效去除烟气中大量的酸性气体和盐等。
4.总之，有必要提供一种新的烟气净化处理装置，使其能够高效处理飞灰熔融烟气，同时降低成本。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种烟气净化处理装置，以解决现有技术中飞灰熔融烟气处理成本高、且往往不能高效处理的问题。
6.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种烟气净化处理装置，其包括：水封箱，具有一箱体，水封箱的顶部设置有冷却水进口和洗涤水进口，水封箱侧部设置有溢流口，底部设置有排泥口；碱液池，用于供应碱液；烟气冷却单元，设置在水封箱的顶部，烟气冷却单元具有烟气冷却腔，烟气冷却腔顶部设置有冷却喷淋单元，烟气冷却腔还设置有烟气进口和冷却烟气出口，冷却水进口与烟气冷却腔底部相连通；多级烟气喷淋洗涤单元，设置在水封箱的顶部；按照烟气流动方向，各级烟气喷淋洗涤单元顺次连通设置在冷却烟气出口下游，烟气喷淋洗涤单元具有烟气喷淋洗涤腔，洗涤水进口与烟气喷淋洗涤腔底部相连通；烟气喷淋洗涤腔顶部设置有洗涤喷淋单元，碱液池与冷却喷淋单元和洗涤喷淋单元均相连。
7.进一步地，烟气冷却单元还包括冷却烟气排出管路，冷却烟气排出管路的一端与冷却烟气出口相连，另一端与水封箱的顶部相连。
8.进一步地，冷却烟气排出管路为文丘里管；或者，冷却烟气排出管路上设置有第一引风设备。
9.进一步地，冷却烟气排出管路为并联设置的多根。
10.进一步地，顺次连通设置的多级烟气喷淋洗涤单元中，除最末级以外的烟气喷淋洗涤单元还包括喷淋烟气排出管路，喷淋烟气排出管路的一端与烟气喷淋洗涤腔相连，另一端与水封箱的顶部相连。
11.进一步地，喷淋烟气排出管路为文丘里管；或者，喷淋烟气排出管路上设置有第二引风设备。
12.进一步地，最末级烟气喷淋洗涤单元还包括净化烟气排出管路，净化烟气排出管路与最末级烟气喷淋洗涤单元的烟气喷淋洗涤腔相连。
13.进一步地，溢流口设置在水封箱侧部的靠近内部顶壁的位置，且溢流口和水封箱内部顶壁之间的距离为水封箱总高度的1/20~1/10。
14.进一步地，水封箱内的底部设置有收泥单元，收泥单元用于收集水封箱内沉积的污泥并将其通过排泥口排出；优选地，收泥单元为倾斜刮板，且倾斜刮板由远离排泥口向靠近排泥口的方向倾斜向下；或者，收泥单元为螺杆输送机。
15.进一步地，装置还包括脱水设备，脱水设备与排泥口相连通；脱水设备具有液相出口和固相出口，液相出口与碱液池相连通。
16.应用本发明提供的烟气净化处理装置，能够更高效的去除飞灰熔融烟气中的烟尘、氯盐、酸性成分等，且设备结构紧凑，能耗低，成本低，非常适合飞灰处理领域大规模应用，对于其他烟气也具有良好的应用效果。
附图说明
17.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1示出了根据本发明一种实施例的烟气净化处理装置的结构示意图。
18.其中，上述附图包括以下附图标记：11、水封箱；12、碱液池；13、烟气冷却单元；14、烟气喷淋洗涤单元；15、脱水设备；101、溢流口；102、排泥口；103、烟气进口；104、冷却烟气出口；111、收泥单元；131、烟气冷却腔；132、冷却烟气排出管路；141、烟气喷淋洗涤腔；142、喷淋烟气排出管路；143、净化烟气排出管路。
具体实施方式
19.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
20.正如背景技术部分所描述的，采用常规的烟气净化设备，比如碱洗塔等处理飞灰熔融烟气，一方面能耗较高，且设备占地大、成本高，另一方面难以高效去除烟气中大量的酸性气体和盐等。
21.为了解决上述问题，本发明提供了一种烟气净化处理装置，如图1所示，该装置包括水封箱11、碱液池12、烟气冷却单元13以及多级烟气喷淋洗涤单元14，水封箱11具有一箱体，水封箱11的顶部设置有冷却水进口和洗涤水进口，水封箱11侧部设置有溢流口101，底部设置有排泥口102；碱液池12用于供应碱液；烟气冷却单元13设置在水封箱11的顶部，烟气冷却单元13具有烟气冷却腔131，烟气冷却腔131顶部设置有冷却喷淋单元，烟气冷却腔131还设置有烟气进口103和冷却烟气出口104，冷却水进口与烟气冷却腔131底部相连通；多级烟气喷淋洗涤单元14设置在水封箱11的顶部；按照烟气流动方向，各级烟气喷淋洗涤单元14顺次连通设置在冷却烟气出口104下游，烟气喷淋洗涤单元14具有烟气喷淋洗涤腔141，洗涤水进口与烟气喷淋洗涤腔141底部相连通；烟气喷淋洗涤腔141顶部设置有洗涤喷淋单元，碱液池12与冷却喷淋单元和洗涤喷淋单元均相连。
22.具体处理过程中，飞灰熔融烟气从飞灰熔融炉中出来后可直接进入烟气冷却腔131中，并利用碱液池12向冷却喷淋单元供应碱液，以对烟气进行冷却处理（此处除了冷却作用，碱液也能够去除烟气中携带的一部分烟尘、酸性物质），形成冷却烟气。冷却烟气随后又可顺次通过多级烟气喷淋洗涤单元14，在各级烟气喷淋洗涤腔141中进行碱液的多级喷淋洗涤，形成净化烟气。经过上述骤冷过程和多级喷淋洗涤过程，烟气中的烟尘、酸性物质、氯化物等得以充分去除（飞灰熔融过程中产生的挥发性盐份在该过程中得以充分去除）。此外，因上述烟气净化装置中烟气冷却单元13和烟气喷淋洗涤单元14均位于水封箱11上方并与之相连，喷淋洗涤和冷却过程中形成的喷淋液则带着收集的烟尘进入下方的水封箱11中进行分离，底部污泥可由排泥口102排出，溢流液则可通过溢流口101排出。本发明的烟气净化处理装置集急冷、脱酸碱、高效除尘除盐、洗氯为一体，将飞灰熔融烟气先骤冷，后经多级喷淋洗涤后即可排放，最终溶解到碱液中形成高盐废水溢流排出，可送往盐分提取装置。且该烟气净化装置系统功能全、流程短、投资少、有利于烟气低成本达标排放，彻底实现无故障运行。
23.总之，利用本发明提供的烟气净化处理装置处理飞灰熔融烟气，实现了其中高含量酸性成分和盐等的高效去除，且设备结构紧凑，能耗低，成本低，非常适合飞灰处理领域大规模应用，对于其他烟气也具有良好的应用效果。
24.如前文所述，飞灰熔融烟气先进入烟气冷却单元13在喷淋碱液的作用下进行降温，冷却烟气则顺次进入多级烟气喷淋洗涤单元14中进行多级喷淋碱液洗涤，从而能够得到充分净化。该过程中，为使烟气更稳定地通过，在一种优选的实施例中，烟气冷却单元13还包括冷却烟气排出管路132，冷却烟气排出管路132的一端与冷却烟气出口104相连，另一端与水封箱11的顶部相连。更优选地，冷却烟气排出管路132为文丘里管；或者，冷却烟气排出管路132上设置有第一引风设备。同理，在一种优选的实施方式中，顺次连通设置的多级烟气喷淋洗涤单元14中，除最末级以外的烟气喷淋洗涤单元14还包括喷淋烟气排出管路142，喷淋烟气排出管路142的一端与烟气喷淋洗涤腔141相连，另一端与水封箱11的顶部相连。更优选地，喷淋烟气排出管路142为文丘里管；或者，喷淋烟气排出管路142上设置有第二引风设备。
25.在连续处理过程中，水封箱11中溢流口101下方均为收集得到的喷淋液，溢流口101和水封箱11内部顶壁之间则具有孔隙。当冷却烟气排出管路132为文丘里管、喷淋烟气排出管路142为文丘里管时，在其文丘里效应的作用下，能够在无需外部动力设备的基础上
形成自抽力，烟气则在自抽力的作用下按照烟气冷却腔131—冷却烟气排出管路132—水封箱11上部—第一级烟气喷淋洗涤腔141—第一级喷淋烟气排出管路142—水封箱11上部—下一级烟气喷淋洗涤腔141—下一级喷淋烟气排出管路142这样的路线移动，由此完成冷却和多级喷淋洗涤。当然，当设置第一引风设备和第二引风设备的作用下，烟气亦可在引风作用下按照上述路线完成冷却和多级喷淋洗涤。考虑到节约能耗和设备成本的目的，更优选采用文丘里管的形式。
26.更优选地，冷却烟气排出管路132为并联设置的多根。各烟气喷淋洗涤单元14中的喷淋烟气排出管路142为并联设置的多根。如此设置，有利于进一步提高烟气处理效率和处理量，设备处理能力和处理效率更高。此处的多根为至少两根，比如三根、四根等。
27.在一种优选的实施例中，如图1所示，最末级烟气喷淋洗涤单元14还包括净化烟气排出管路143，净化烟气排出管路143与最末级烟气喷淋洗涤单元14的烟气喷淋洗涤腔141相连。如此，净化烟气得以稳定排出。实际运行过程中，也可以再此设置一引风设备，有助于烟气更稳定高效地排出。上述各管路上可选择性地设置闸门等，控制烟气的处理进度和排放。
28.为了尽量增加水封箱11的喷淋液沉降处理能力，在一种优选的实施方式中，溢流口101设置在水封箱11侧部的靠近内部顶壁的位置。更优选地，将溢流口101和水封箱11内部顶壁之间的距离控制在水封箱11总高度的1/20~1/10，这样一方面不影响收集到的喷淋液的沉降分离，一方面为各冷却烟气排出管路132和喷淋烟气排出管路142排出的烟气提供了流通通道，使其能够更稳定地按照前文所述路线进行移动，完成冷却和多级喷淋洗涤。
29.在一种优选的实施方式中，水封箱11内的底部设置有收泥单元111，收泥单元111用于收集水封箱11内沉积的污泥并将其通过排泥口102排出。收集到的喷淋液中携带的烟尘等可以沉降在水封箱11底部，通过收泥单元111能够方便地将这些污泥输送出来。更优选地，收泥单元111为倾斜刮板，且倾斜刮板由远离排泥口102向靠近排泥口102的方向倾斜向下；或者，收泥单元111为螺杆输送机。
30.为了更充分地利用资源，上述装置还包括脱水设备15，脱水设备15与排泥口102相连通；脱水设备15具有液相出口和固相出口，液相出口与碱液池12相连通。脱水设备15优选采用压滤机，固相为底泥，优选将其返回并与飞灰进行配料再次熔融。液相返回碱液池12能够循环利用，配制碱液重新喷淋。待碱液喷淋洗涤循环应用多次后，可根据其成分变化开路送至高盐水处理。具体的碱液可以采用烟气净化领域常用的类型，比如氢氧化钠水溶液。
31.以下结合具体实施例对本技术作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本技术所要求保护的范围。
32.实施例1采用图1所示的烟气净化装置处理飞灰熔融烟气，烟气喷淋单元包括一组烟气冷却单元和两级烟气喷淋洗涤单元，均配备有文丘里管进行自吸式烟气喷淋洗涤。每组烟气喷淋洗涤单元配备有三根文丘里管。水封箱的溢流口和水封箱内部顶壁之间的距离控制在水封箱总高度的1/10。碱液池向烟气冷却单元和烟气喷淋洗涤单元供应氢氧化钠水溶液。飞灰熔融烟气主要成分如下：
将熔融炉排出的飞灰熔融烟气通入烟气冷却腔中在氢氧化钠水溶液的喷淋作用下冷却，形成冷却烟气后顺次通过两级烟气喷淋洗涤腔中进一步进行连续两级氢氧化钠水溶液喷淋洗涤。洗涤过程中烟气在各级文丘里管的作用下自吸式流动，无需引风设备。最后一级喷淋洗涤后的烟气经由烟囱排放，其排放指标低于《危险废物焚烧污染控制标准》中规定的危险废物焚烧设施排放烟气中污染物限值（烟尘排放限值为30mg/nm3，so2排放限值为200mg/nm3，hf排放限值为2.0mg/nm3，hcl排放限值为50mg/nm3，氮氧化物排放限值为400mg/nm3，二噁英类排放限值为0.1ngteq/nm3）。烟气冷却腔和喷淋洗涤腔中落下的携带烟尘的吸收液落入水封箱中，在倾斜刮板的作用下进行污泥沉淀，溢流液从溢流口排出，污泥从排泥口排出。污泥经脱水处理后固相返回飞灰配料，液相返回碱液池配制碱液循环利用。
33.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。