公布日：2022.11.11
申請(qǐng)日：2022.08.11
分類號(hào)：F23G5/027(2006.01)I;F23G5/44(2006.01)I;F23G7/00(2006.01)I;C02F11/10(2006.01)I;C10B53/00(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開了污泥熱解炭化尾氣協(xié)同垃圾焚燒脫硝系統(tǒng)及工藝，所述系統(tǒng)包括垃圾焚燒爐和污泥炭化爐，二者之間設(shè)有熱解氣燃燒塔，熱解氣燃燒塔出口處的管路一支與污泥炭化爐出料端連通，另一支與污泥炭化爐進(jìn)料端管路匯合并連接至熱解尾氣風(fēng)機(jī)，然后通過(guò)熱解氣入爐管路與垃圾焚燒爐連通；其中，熱解氣入爐管路分為兩個(gè)支路，其中一路連接至焚燒爐的二次風(fēng)噴口附近，另一路連接至焚燒爐尾部第四段和第五段正對(duì)爐墻位置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明所述系統(tǒng)及方法利用了污泥自熱炭化后的熱解尾氣，并將未燃盡的炭化熱解氣直接輸入爐膛合適的位置，無(wú)需新設(shè)煙氣凈化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)再燃脫硝，將垃圾焚燒產(chǎn)生的NOx進(jìn)行還原，脫硝效率在50％-70％。
權(quán)利要求書
1.污泥熱解炭化尾氣協(xié)同垃圾焚燒脫硝系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括垃圾焚燒爐(1)和污泥炭化爐(2)，二者之間設(shè)有熱解氣燃燒塔(3)，熱解氣燃燒塔(3)出口處的管路一支與污泥炭化爐(2)出料端連通，另一支與污泥炭化爐(2)進(jìn)料端管路匯合并連接至熱解尾氣風(fēng)機(jī)(4)，然后通過(guò)熱解氣入爐管路(11)與垃圾焚燒爐(1)連通；其中，熱解氣入爐管路(11)分為兩個(gè)支路，其中一路連接至焚燒爐的二次風(fēng)噴口(8)附近，另一路連接至焚燒爐尾部第四段和第五段正對(duì)爐墻位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥熱解炭化尾氣協(xié)同垃圾焚燒脫硝系統(tǒng)，其特征在于，熱解氣入爐管路(11)與二次風(fēng)噴口(8)附近的爐墻通過(guò)熱解氣尾氣噴口(7)連通，熱解氣尾氣噴口(7)設(shè)于二次風(fēng)噴口(8)的上方或下方的0.5-2m處；熱解氣入爐管路(11)與焚燒爐尾部爐墻通過(guò)熱解尾氣燃燒段噴口(9)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污泥熱解炭化尾氣協(xié)同垃圾焚燒脫硝系統(tǒng)，其特征在于，熱解氣尾氣噴口(7)和熱解尾氣燃燒段噴口(9)與爐墻之間的夾角為15-80°。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的污泥熱解炭化尾氣協(xié)同垃圾焚燒脫硝系統(tǒng)，其特征在于，熱解氣尾氣噴口(7)和熱解尾氣燃燒段噴口(9)結(jié)構(gòu)相同，均包括母管(13)和至少一根噴管(16)，噴管(16)底部膨大為喉管(15)并通過(guò)擴(kuò)散段(14)與母管(13)連通，每根噴管(16)對(duì)應(yīng)設(shè)有一個(gè)檢修口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的污泥熱解炭化尾氣協(xié)同垃圾焚燒脫硝系統(tǒng)，其特征在于，噴管(16)之間間隔0.5-1m；噴管(16)均采用管徑為DN65的規(guī)格，或管徑為DN50和DN80兩種規(guī)格間隔布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥熱解炭化尾氣協(xié)同垃圾焚燒脫硝系統(tǒng)，其特征在于，熱解氣燃燒塔(3)出口處與污泥炭化爐(2)進(jìn)料端管路匯合的一支管路上設(shè)有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，熱解氣入爐管路(11)的兩個(gè)支路上均設(shè)有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。
7.權(quán)利要求1-6任一所述系統(tǒng)的污泥熱解炭化尾氣協(xié)同垃圾焚燒脫硝工藝，其特征在于，包括以下步驟：S1、獲取初始高溫?zé)峤鈿馕勰嗵炕癄t(2)內(nèi)的污泥自熱炭化得到初始高溫?zé)峤鈿�，�?jīng)管路輸送至熱解氣燃燒塔(3)進(jìn)行部分燃燒，燃燒后70-90％的熱量回輸至污泥炭化爐(2)并在其中換熱，然后通過(guò)與炭化爐的進(jìn)料端連通的管路與熱解氣燃燒塔(3)燃燒后的剩余熱量匯合輸送至熱解尾氣風(fēng)機(jī)(4)；其中，匯合后的熱解氣溫度為250-300℃；S2、匯合后熱解氣輸送至焚燒爐熱解氣入爐管路(11)分為兩路，兩路中熱解氣的流量分配為：熱解氣尾氣噴口(7)處的熱解氣流量占總量的50-70％，熱解尾氣燃燒段噴口(9)處的熱解氣流量占總量的30-50％；噴口處熱解氣的噴入速度為70-90m/s；其中，垃圾焚燒爐(1)的空氣經(jīng)一次風(fēng)空預(yù)器(12)加熱后通過(guò)一次風(fēng)管路(10)分別被5段一次風(fēng)機(jī)(5)送入焚燒爐；垃圾焚燒爐(1)上方設(shè)有焚燒爐出口(9)供煙氣排出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的污泥熱解炭化尾氣協(xié)同垃圾焚燒脫硝工藝，其特征在于，S1中的初始高溫?zé)峤鈿鈨?nèi)包括甲烷、氫氣、CO和焦油中的至少一種。
發(fā)明內(nèi)容
解決的技術(shù)問(wèn)題：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明通過(guò)將污泥炭化過(guò)程中產(chǎn)生各種未燃盡熱解氣，通入垃圾焚燒爐膛內(nèi)，與垃圾焚燒產(chǎn)生的氮氧化物發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到脫除氮氧化物的目的，同時(shí)污泥炭化的熱解尾氣實(shí)現(xiàn)高效清潔利用。
技術(shù)方案：污泥熱解炭化尾氣協(xié)同垃圾焚燒脫硝系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括垃圾焚燒爐和污泥炭化爐，二者之間設(shè)有熱解氣燃燒塔，熱解氣燃燒塔出口處的管路一支與污泥炭化爐出料端連通，另一支與污泥炭化爐進(jìn)料端管路匯合并連接至熱解尾氣風(fēng)機(jī)，然后通過(guò)熱解氣入爐管路與垃圾焚燒爐連通；其中，熱解氣入爐管路分為兩個(gè)支路，其中一路連接至焚燒爐的二次風(fēng)噴口附近，另一路連接至焚燒爐尾部第四段和第五段正對(duì)爐墻位置，此位置正是NOx生成較大的區(qū)域，可以通過(guò)熱解氣的加入，以針對(duì)燃燒單元的第四段和第五段進(jìn)行煙氣擾動(dòng)和熱解氣脫硝。
優(yōu)選的，熱解氣入爐管路與二次風(fēng)噴口附近的爐墻通過(guò)熱解氣尾氣噴口連通，熱解氣尾氣噴口設(shè)于二次風(fēng)噴口的上方或下方的0.5-2m處；熱解氣入爐管路與焚燒爐尾部爐墻通過(guò)熱解尾氣燃燒段噴口連通。
優(yōu)選的，熱解氣尾氣噴口和熱解尾氣燃燒段噴口與爐墻之間的夾角為15-80°，從而保證熱解氣與高溫?zé)煔獾某浞只旌希c煙氣中的NOx發(fā)生還原反應(yīng)，并將其還原為N2。同時(shí)高溫?zé)煔膺M(jìn)入爐內(nèi)，對(duì)局部區(qū)域?qū)崿F(xiàn)煙氣擾動(dòng)，溫度分布均勻，能降低爐膛局部的溫度，從而抑制NOx生成。
優(yōu)選的，熱解氣尾氣噴口和熱解尾氣燃燒段噴口結(jié)構(gòu)相同，均包括母管和至少一根噴管，噴管底部膨大為喉管并通過(guò)擴(kuò)散段與母管連通，每根噴管對(duì)應(yīng)設(shè)有一個(gè)檢修口。
優(yōu)選的，噴管之間間隔0.5-1m；噴管均采用管徑為DN65的規(guī)格，或管徑為DN50和DN80兩種規(guī)格間隔布置。噴管采用文丘里原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，與母管連接位置設(shè)置較大的接口即擴(kuò)散段，內(nèi)徑一般為尾部噴管的2倍，之后連接變徑縮口，起到增加氣體流速的作用，尾部噴管將氣體送入爐膛中。在爐膛正壓時(shí)，將噴口堵塞，影響運(yùn)行工況，預(yù)留檢修口，便于拆卸和維護(hù)。
優(yōu)選的，熱解氣燃燒塔出口處與污泥炭化爐進(jìn)料端管路匯合的一支管路上設(shè)有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，熱解氣入爐管路的兩個(gè)支路上均設(shè)有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。
以上任一所述系統(tǒng)的污泥熱解炭化尾氣協(xié)同垃圾焚燒脫硝工藝，包括以下步驟：
S1、獲取初始高溫?zé)峤鈿?/span>
污泥炭化爐內(nèi)的污泥自熱炭化得到初始高溫?zé)峤鈿�，�?jīng)管路輸送至熱解氣燃燒塔進(jìn)行部分燃燒，燃燒后70-90％的熱量回輸至污泥炭化爐并在其中換熱，用于維持污泥炭化爐的正常運(yùn)行，換熱后的熱解氣溫度約為200℃，然后通過(guò)與炭化爐的進(jìn)料端連通的管路與熱解氣燃燒塔燃燒后的剩余熱量匯合輸送至熱解尾氣風(fēng)機(jī)；其中，匯合后的熱解氣溫度為250-300℃，因此不存在低溫酸性氣體腐蝕的問(wèn)題，同時(shí)溫度相比煙氣再循環(huán)的溫度高，能提高鍋爐熱效率，降低NOx排放；
S2、匯合后熱解氣輸送至焚燒爐
熱解氣入爐管路分為兩路，兩路中熱解氣的流量分配為：熱解氣尾氣噴口處的熱解氣流量占總量的50-70％，熱解尾氣燃燒段噴口處的熱解氣流量占總量的30-50％；噴口處熱解氣的噴入速度為70-90m/s；
其中，垃圾焚燒爐的空氣經(jīng)一次風(fēng)空預(yù)器加熱后通過(guò)一次風(fēng)管路分別被5段一次風(fēng)機(jī)送入焚燒爐；垃圾焚燒爐上方設(shè)有焚燒爐出口供煙氣排出。
優(yōu)選的，S1中的初始高溫?zé)峤鈿鈨?nèi)包括甲烷、氫氣、CO和焦油中的至少一種。
有益效果：(1)本發(fā)明所述系統(tǒng)及方法利用了污泥自熱炭化后的熱解尾氣，并將未燃盡的炭化熱解氣直接輸入爐膛合適的位置，無(wú)需新設(shè)煙氣凈化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)再燃脫硝，將垃圾焚燒產(chǎn)生的NOx進(jìn)行還原，脫硝效率在50％-70％；(2)所述系統(tǒng)優(yōu)化合理布置其噴射位置，借助二次風(fēng)對(duì)煙氣實(shí)現(xiàn)擾流，NOx分布相對(duì)均勻，實(shí)現(xiàn)與垃圾焚燒爐膛的煙氣充分混合；(3)所述工藝將高溫?zé)峤鈿庵苯铀腿霠t膛，避免了熱解氣中難處理的焦油等物質(zhì)冷凝堵塞管道等問(wèn)題。
（發(fā)明人：朱傳強(qiáng);茹晉波;謝興旺;孫亭亭）
