[发明专利]一种工业焚烧炉的烟气净化系统及其净化方法

说明书

本发明涉及一种工业焚烧炉的烟气净化系统及其净化方法，属于工业焚烧烟气处理技术领域，包括余热锅炉、一级干法处理单元、急冷处理单元和二级干法处理单元，焚烧炉的高温烟气通过余热锅炉降温并回收热量，并通过一级干法处理单元初步净化烟气，然后通过急冷处理单元使烟气极速降温至200℃以内，从而跨过二噁英合成的最适宜温度区间500～300℃，避免了二噁英的再次合成，同时副产饱和蒸汽回收烟气的热量，最后通过二级干法处理单元彻底净化烟气，并通过省煤器继续回收热量，在引风机和烟囱的作用下完成高空排放，不仅有效避免了喷水急冷带来的各种问题，还提高了烟气催化脱硝的效率，不消耗额外的能源，同时最大化的回收了烟气净化过程中产生的热量。

技术领域

本发明涉及工业焚烧烟气处理技术领域，特别涉及一种工业焚烧炉的烟气净化系统及其净化方法。

背景技术

二噁英是高毒性多氯联苯类化合物，具有极强的致癌、致畸作用，可对空气、土壤和水体造成严重的二次污染。二噁英主要来源于工业冶炼及工业垃圾焚烧，工业冶炼如废铜冶炼，若降温方式选择不当，其高温烟气(850℃)降温过程会伴生二噁英，而垃圾焚烧产生二噁英则可归纳为以下方面：

(1)高温气相合成。受制于垃圾热值低和进料不稳定、及较高含量氯源垃圾(如PVC、医疗废弃物)掺入焚烧炉进料等不利影响，垃圾燃烧不充分，炉膛温度低(低于850℃)，含氯源垃圾在高温下分解产生二噁英前驱体，但前驱体不能完全分解，且前驱体不断聚合生成更大分子、更复杂结构的二噁英。若垃圾中掺混CuCl2、FeCl3等二噁英合成催化剂，二噁英将大量生成。

(2)低温异相催化合成。高温烟气若不能急冷处理，在排烟温度冷却至500～300℃时，垃圾中难热解的氯代芳香族化合物，如氯苯、氯酚或多氯联苯等(化学结构与二噁英类似)，会与烟气中未燃尽残碳聚合生成二噁英，特别是当烟气中含有CuCl2、FeCl3等过渡金属氯化物催化剂时，二噁英再次生成的机率大大增加。

参见图1为常规工业垃圾焚烧炉的烟气处理流程，高温烟气首先由余热锅炉降温至550℃，再通过喷淋急冷塔快速降温至200℃，但喷淋急冷不能利用烟气余热，且消耗大量喷淋水。更为严重的问题是，喷水急冷易造成烟气中飞灰结团和急冷塔腐蚀、和结垢堵塞等，影响烟气排放。

对于氮含量较高的垃圾进料或焚烧温度必须达到1100℃以确保分解二噁英的焚烧炉，烟气净化必须余热锅炉内配置SNCR，并在布袋除尘器之后配置低温SCR催化脱硝。但鉴于SCR低温催化剂的反应活性要求，烟气需要加热升温至约250℃才能进入SCR有效反应，这将消耗额外的燃气，增加危废焚烧炉的运行成本。

此外，对于卤素含量或硫含有高的垃圾焚烧炉，常规烟气净化需要设置一级干法脱酸(半干塔)+碱液湿法洗涤塔，来确保烟气中酸性气体排放合格。这就不可避免引入难以处理的工业废水，这是常规工业焚烧炉烟气净化的另一不足之处。

针对常规工业焚烧炉烟气急冷不能利用余热的问题，后续工业焚烧炉厂家及相关企业也提出了几种烟气急冷并利用余热的方法：

中国专利CN110433643A公开了一种高效节能环保型急冷塔，高温烟气经文丘里管侧向进入急冷塔底部，再向上流过一段余热回收塔，该余热回收塔外壁设置余热回收管束，用于回收一部分烟气余热，但其顶部仍设有急冷喷淋头。

但显然高温烟气从余热回收塔的空腔通过，有限的外壁管束并不能经济有效地回收烟气余热，其次急冷塔顶喷淋水液滴会不可避免地粘结塔底的飞灰，造成飞灰外排困难，影响设备运行。因此该专利与普通喷淋急冷塔差别不大。

中国专利CN108006686A公开了一种急冷余热锅炉，包括沿烟气流向依次连接设置的烟气进管、燃烧沉降室、急冷换热器和烟气出管，急冷换热器垂直连通于燃烧沉降室顶部，烟气进管相对于燃烧沉降室与急冷换热器同侧布置，急冷换热器在与燃烧沉降室连通的底部设有至少一个用于均匀分布烟气的拉瓦尔喷管。