CN111121059B - 一种工业三废混燃焚烧节能环保处理系统 - Google Patents

Abstract

一种工业三废混燃焚烧节能环保处理系统，属于工业废物处理技术领域，循环流化床锅炉的上部通过炉膛出口烟道连接旋风分离器，旋风分离器下端连接有返料器，通过返料器与循环流化床锅炉的炉膛相连；在旋风分离器之后设置二燃室，所述二燃室之后设有能量回收系统，在所述能量回收系统中的旁通烟道上布置有SCR脱硝系统，通过烟道阀门与主烟道进行切换，能量回收系统后布置布袋除尘器，在所述布袋除尘器后布置脱酸塔，在所述脱酸塔之后设置烟囱，在两者之间的烟道上安装有引风机。实现化工行业多种废气、废液、废渣中有害成分的彻底焚毁，并对烟气进行脱硫脱硝和除尘净化作业，在回收烟气余热的基础上，使排放的烟气成分达到国家环保标准的要求。

Description

一种工业三废混燃焚烧节能环保处理系统

技术领域

本发明涉及工业废物处理技术领域，具体涉及到一种工业三废混燃焚烧节能环保处理系统。

背景技术

现在很多企业常用三废流化床混燃炉装置来处理工业三废，全国正在运行的三废流化床混燃炉装置约 250 余套，三废流化床混燃炉的原理是利用了煤（渣）沸腾燃烧的原理，造气吹风来配风混合燃烧的方式，借助了循环流化床的部分技术，采用了造气吹风气余热回收的膜式，将固定床造气在生产过程产生的造气炉渣、造气除尘器细灰等，增加部分烟煤在炉内流化燃烧并点燃吹风气，产生高温烟气，实现热量回收。所以三废流化混燃炉还可以回收废渣、废灰、废气，其节能降耗、安全环保等综合效益已得到广大用户认可和专家的好评，曾列入国家鼓励发展的环境保护技术目录，为氮肥、甲醇、煤化工企业发展做出了巨大的贡献。然而现有的三废混燃技术往往无法兼顾三废的充分燃烧与烟气达标排放两方面，对工业三废的燃烧值有较高要求，很难处理低热值的废气，如果非要处理则需要投入大量辅助燃料，增加了该系统的运行成本。

例如，专利号2015204622386的中国专利就提供一种新型多功能立式循环返灰式环保混燃炉装置，新炉型设计为立式，并加高处理，借鉴了循环流化床成熟的返灰技术，实现飞灰在炉内的循环燃烧，有效提高燃尽率，实现不用烧燃煤，直接焚烧煤泥、废水、废气、废灰、垃圾等废弃物，同时也实现飞灰在炉内循环燃烧，大大降低了飞灰的残碳量，该系统虽然节省燃料，并且可以设置废热锅炉回收部分余热，但是未经净化处理的烟气的直接排放还是会污染大气，造成二次污染。

而专利号201720964091X的专利提供了一种三废锅炉氨法脱硫系统，侧重于废气的脱硫和除尘，虽然结构简单，操作简便，脱硫效果较理想。然而遗憾的是该系统仍然没有解决混合废气热值高低不一导致的混合燃烧后废气各成分燃烧不充分的问题，而且由于烟气热量较高，单一的脱硫和除尘作业难以保证烟气达标排放，不仅影响设备安全运行，还浪费大量烟气余热和固体灰分。

发明内容

本发明目的提供了一种工业三废混燃焚烧节能环保处理系统，解决现有技术中的不足。

本发明是通过以下方式实现的一种工业三废混燃焚烧节能环保处理系统，包括：循环流化床锅炉、旋风分离器、二燃室、高温过热器、低温过热器、高温省煤器、低温省煤器、一次风低温预热器、二次风低温预热器、二次风高温预热器、一次风高温预热器、布袋除尘器、脱酸塔、烟囱和SCR脱硝装置。所述循环流化床锅炉由炉膛、L型膜式壁屏式受热面和膜式壁水冷布风板组成，炉膛的四面墙，顶墙和底墙均由膜式水冷壁组成。整个炉膛呈倒“八”型，炉膛内部布置有多组L型膜式壁屏式受热面，所有组的L型膜式壁屏式受热面的下部都会汇集到膜式壁屏式受热面下汇集联箱，L型膜式壁屏式受热面的上部的上汇集联箱弯管延伸到汽包。膜式壁水冷布风板由膜式水冷壁前墙下弯制成，并且膜式水冷壁前墙继续下弯与下拉膜式水冷壁两侧墙配合形成一次风室，一次风机选用罗茨风机，罗茨风机产生的高压一次风通过一次风进口进入一次风室，再通过膜式壁水冷布风板上布置的多个风帽进入炉膛。循环流化床锅炉的上部通过炉膛出口烟道连接旋风分离器，炉膛出口烟道与水平方向呈10°夹角，且炉膛出口烟道一侧墙与旋风分离器相切连接。所述旋风分离器下端连接有返料器，通过返料器与循环流化床锅炉的炉膛相连；在旋风分离器之后设置二燃室，所述二燃室炉顶上部安装废气焚烧燃烧器，二燃室炉顶及四面炉墙采用了全密封的膜式水冷壁结构，二燃室前墙的烟气进口及底墙均采用膜式水冷壁拉稀管结构组成凝渣对流管束，二燃室内侧的四面炉墙膜式水冷壁上均敷设耐火浇注料形成气体燃料燃烧室卫燃带。所述炉膛六个面的膜式水冷壁炉墙及其内置的L膜式壁屏式受热面和二燃室六个面的膜式水冷壁炉墙的上汇集联箱通过连接管分别与汽包连接，其下汇集联箱分别与汽包下部连接的下降管连接，组成一个自然循环回路系统；所述二燃室之后设有能量回收系统，所述的能量回收系统由高温过热器、低温过热器、高温省煤器、低温省煤器、一次风高温预热器、二次风高温预热器、二次风低温预热器、一次风低温预热器构成。在所述能量回收系统后布置布袋除尘器，布袋除尘器底部设置落灰斗，落灰斗下方安装有刮板除渣机；在所述布袋除尘器后布置脱酸塔，所述脱酸塔上端安装有碱液喷嘴，中部布置三层填料层，下部布置除雾器；在所述脱酸塔之后设置烟囱，在两者之间的烟道上安装有引风机。

进一步，通过一次风机产生的一次风经一次风高温预热器、一次风低温预热器加热后送到一次风进口，通过二次风机产生的二次风经二次风高温预热器、二次风低温预热器加热后送到废气焚烧燃烧器。

在高温省煤器与低温省煤器之间的烟道上设置有SCR脱硝系统，所述的SCR脱硝系统包括SCR脱硝剂喷口、SCR脱硝剂均匀装置、旁通烟道以及SCR脱硝装置，旁通烟道上依次布置有SCR脱硝剂喷口、SCR脱硝剂均匀装置和SCR脱硝装置，在旁通烟道的烟气进口、烟气出口处以及旁通烟道的烟气进口与烟气出口处的烟道上各设置有一个烟道切断阀控制烟气是否经过旁通烟道。

优选的返料器下端设置有进风口和松料风口，并且进风口与送风机连通，位于返料器与循环流化床锅炉相连的管道上布置有脱酸剂入口。

优选的高温省煤器和低温省煤器的管束都采用翅片管顺列布置，管子的材料为20G。

优选的高温过热器和低温过热器的烟气流向第一排和第二排管子上加装有防磨套管。

进一步，一次风高温预热器、二次风高温预热器、一次风低温预热器和二次风低温预热器均采用卧式结构，烟气走管内，空气走管外，换热管采用螺纹烟管，管箱上部均装配这膨胀节。

进一步，能量回收系统中各个受热面入口空间处布置有激波吹灰器。

循环流化床锅炉的膜式水冷壁的内部焊有销钉，易磨损部位设计成让弯结构；炉膛下部四周水冷壁与浇注层交界处采用合金喷涂措施。

本发明的有益效果本系统通过循环流化床锅炉与二燃室的配合，循环流化床锅炉采用两级焚烧，循环流化床锅炉的炉膛主要焚烧废固、废液，二燃室主要焚烧废气，因此使热值高低不同的废气、废渣先后进入系统，最终在二燃室混和燃烧，形成组合燃烧的形式，从而实现化工行业多种废气、废渣中有害成分的彻底焚毁，而且通过设计合理的过热器和省煤器回收烟气热量，并对烟气进行脱硫脱硝和除尘净化作业，在回收烟气余热的基础上，使排放的烟气成分达到国家环保标准的要求。该系统对工业三废的处理效率高，而且资源回收利用率高，节省大量能源；并且主体设备占地面积小，运行稳定可靠。

附图说明

图1为循环流化床锅炉、二燃室和能量回收系统结构图；

图2为系统流程图；

图3为流化床锅炉局部放大图；

图4为返料器放大图；

图5为能量回收系统局部放大图；

如图1至图5所述，循环流化床锅炉（1），旋风分离器（2），二燃室（3），高温过热器（4），低温过热器（5），高温省煤器（6），低温省煤器（7），一次风高温预热器（8），二次高温预热器（9），一次风低温预热器（10），二次风低温预热器（11），布袋除尘器（12），脱酸塔（13），烟囱（14），SCR脱硝装置（15），汽包（16），一次风机（17），二次风机（18），送风风机（19），引风机（20），L型膜式壁屏式受热面（21），膜式壁水冷布风板（22），炉膛（23），返料器（24），进风口（25），一次风室（26），炉膛出口烟道（27），SCR脱硝剂喷口（28），SCR脱硝剂均匀装置（29），旋风分离器出口烟道（30），气体燃料燃烧室卫燃带（31），废气焚烧燃烧器（32），烟道切断阀（33），除雾器（34），旁通烟道（35），脱酸剂入口（36），松料风口（37）。

具体实施方式

一种工业三废混燃焚烧节能环保处理系统，包括：循环流化床锅炉（1）、旋风分离器（2）、二燃室（3）、高温过热器（4）、低温过热器（5）、高温省煤器（6）、低温省煤器（7）、一次风低温预热器（10）、二次风低温预热器（11）、二次风高温预热器（9）、一次风高温预热器（8）、布袋除尘器（12）、脱酸塔（13）、烟囱（14）和SCR脱硝装置（15）。所述循环流化床锅炉（1）由炉膛（23）、L型膜式壁屏式受热面（21）和膜式壁水冷布风板（22）组成，炉膛（23）的四面墙，顶墙和底墙均由膜式水冷壁组成。整个炉膛（23）呈倒“八”型，炉膛（23）内部布置有多组L型膜式壁屏式受热面（21），所有组的L型膜式壁屏式受热面（21）的下部都会汇集到膜式壁屏式受热面下汇集联箱，L型膜式壁屏式受热面（21）上部的上汇集联箱的弯管延伸到汽包（16）。所述的膜式壁水冷布风板（22）由膜式水冷壁前墙下弯制成，并且膜式水冷壁前墙继续下弯与下拉膜式水冷壁两侧墙配合形成一次风室（26），一次风机（17）选用罗茨风机，罗茨风机产生的高压一次风通过一次风进口进入一次风室（26），再通过膜式壁水冷布风板（22）上布置的多个风帽进入炉膛（23）。循环流化床锅炉（1）的上部通过炉膛出口烟道（27）连接旋风分离器（2），炉膛出口烟道（27）与水平方向呈10°夹角，且炉膛出口烟道（27）一侧墙与旋风分离器（2）相切连接。所述旋风分离器（2）下端连接有返料器（24），通过返料器（24）与循环流化床锅炉（1）的炉膛（23）相连，将旋风分离器（2）分离出的灰分和未燃尽的灰渣送回锅炉重复燃烧，所述送料风机连接到返料器（24）的进气口，由于合成驰放气中H₂含量较高且热值较高，若直接送入循环流化床进行焚烧，会造成循环流化床运行的流化混乱以及流化床的床温过高等不利于稳定运行的情况，因此旋风分离器（2）通过旋风分离器出口烟道（30）与二燃室（3）连通，所述二燃室（3）炉顶上部安装废气焚烧燃烧器（32），二燃室（3）炉顶及四面炉墙采用了全密封的膜式水冷壁结构，二燃室（3）前墙的烟气进口及底墙均采用膜式水冷壁拉稀管结构组成凝渣对流管束，二燃室（3）内侧的四面炉墙膜式水冷壁上均敷设耐火浇注料形成气体燃料燃烧室卫燃带（31），二燃室（3）的膜式水冷壁通过上汇集联箱上的吊杆悬挂于钢架顶部的框架上，在膜式水冷壁的最低处设置排污阀，满足定期排污的要求。所述炉膛（23）六个面的膜式水冷壁炉墙及其内置的L膜式壁屏式受热面和二燃室（3）六个面的膜式水冷壁炉墙的上汇集联箱通过连接管分别与汽包（16）连接，其下汇集联箱分别与汽包（16）下部连接的下降管连接，组成一个自然循环回路系统；所述二燃室（3）之后设有能量回收系统，所述的能量回收系统由高温过热器（4）、低温过热器（5）、高温省煤器（6）、低温省煤器（7）、一次风高温预热器（8）、二次风高温预热器（9）、二次风低温预热器（11）、一次风低温预热器（10）构成，所述过热器采用07Cr19Ni10的无缝钢管，并且在受热面的易磨损部位覆盖有防磨罩；所述减温器置于烟道外部，既可保证获得合乎要求的过热蒸汽，又能保证过热器管路不至于因工作条件恶化而烧坏。在所述能量回收系统后布置布袋除尘器（12），布袋除尘器（12）底部设置落灰斗，落灰斗下方安装有刮板除渣机；在所述布袋除尘器（12）后布置脱酸塔（13），所述脱酸塔（13）上端安装有碱液喷嘴，中部布置三层填料层，下部布置除雾器（34）；在所述脱酸塔（13）之后设置烟囱（14），在两者之间的烟道上安装有引风机（20），将符合国家环保标准要求的烟气引入烟囱（14）进而排入大气。

进一步，通过一次风机（17）产生的一次风经一次风高温预热器（8）、一次风低温预热器（10）加热后送到一次风进口补充助燃热空气，通过二次风机（18）产生的二次风经二次风高温预热器（9）、二次风低温预热器（11）加热后送到废气焚烧燃烧器（32）。

在高温省煤器（6）与低温省煤器（7）之间的烟道上设置有SCR脱硝系统，所述的SCR脱硝系统包括SCR脱硝剂喷口（28）、SCR脱硝剂均匀装置（29）、旁通烟道（35）以及SCR脱硝装置（15），旁通烟道（35）上依次布置有SCR脱硝剂喷口（28）、SCR脱硝剂均匀装置（29）和SCR脱硝装置；旁通烟道的进口、出口均连接到高温省煤器（6）与低温省煤器（7）之间的烟道上，通过烟道切断阀（33）控制烟气是否经过旁通烟道。

优选的SCR脱硝装置（15）采用中温脱硝催化剂，采用2用1备的布置方式。

优选的返料器（24）下端设置有进风口（25）和松料风口（37），并且进风口（25）与送风风机（19）连通，位于返料器（24）与循环流化床锅炉（1）相连的管道上布置有脱酸剂入口（36）。

优选的高温省煤器（6）和低温省煤器（7）的管束都采用翅片管顺列布置，管子的材料为20G。

优选的高温过热器（4）和低温过热器（5）的烟气流向第一排和第二排管子上加装有防磨套管。

进一步，一次风高温预热器（8）、二次风高温预热器（9）、一次风低温预热器（10）和二次风低温预热器（11）均采用卧式结构，烟气走管内，空气走管外，换热管采用螺纹烟管，管箱上部均装配这膨胀节。

进一步，能量回收系统中各个受热面入口空间处布置有激波吹灰器。

优选的循环流化床锅炉（1）的膜式水冷壁的内部焊有销钉，易磨损部位设计成让弯结构；炉膛（23）下部四周水冷壁与浇注层交界处采用合金喷涂措施。

Claims (7)

1.一种工业三废混燃焚烧节能环保处理系统，系统包括：循环流化床锅炉（1），旋风分离器（2），二燃室（3），高温过热器（4），低温过热器（5），高温省煤器（6），低温省煤器（7），一次风低温预热器（10），二次风低温预热器（11），二次风高温预热器（9），一次风高温预热器（8），布袋除尘器（12），脱酸塔（13），烟囱（14）以及脱硝装置（15），其特征在于，所述的循环流化床锅炉（1）由炉膛（23）、L型膜式壁屏式受热面（21）和膜式壁水冷布风板（22）组成，炉膛（23）的四面墙壁，顶墙以及底墙均由膜式水冷壁围建构成，所述炉膛（23）内部布置有多组L型膜式壁屏式受热面（21），所有的L型膜式壁屏式受热面（21）上部的上汇集联箱通过连接管与汽包（16）连通，所有的L型膜式壁屏式受热面（21）下部的都汇集到膜式壁屏式受热面的下汇集联箱，下汇集联箱通过连接管与汽包（16）的下降管连通，则循环流化床锅炉（1）与汽包（16）形成一个自然循环回路系统，所述的膜式壁水冷布风板（22）由膜式水冷壁前墙下弯制成，并且膜式水冷壁前墙继续下弯与下拉膜式水冷壁两侧墙配合形成一次风室（26）；所述的循环流化床锅炉（1）上部通过炉膛出口烟道（27）与旋风分离器（2）连通，其下部通过返料器（24）与旋风分离器（2）的下端连通，所述的旋风分离器（2）通过旋风分离器出口烟道（30）与二燃室（3）连通，所述的二燃室（3）炉顶及四面炉墙均采用全封密式的膜式水冷壁结构组成，组成二燃室（3）的膜式水冷壁的上汇集联箱通过连接管与汽包（16）连通，则下汇集联箱也通过连接管与汽包（16）的下降管连通，二燃室（3）与汽包（16）形成一个自然循环回路系统，在二燃室（3）之后设置有能量回收系统，能量回收系统由高温过热器（4）、低温过热器（5）、高温省煤器（6）、低温省煤器（7）、一次风高温预热器（8）、二次风高温预热器（9）、二次风低温预热器（11）、一次风低温预热器（10）依次连通组成，在高温省煤器（6）与低温省煤器（7）之间的烟道上设置有SCR脱硝系统，所述的SCR脱硝系统包括SCR脱硝剂喷口（28）、SCR脱硝剂均匀装置（29）、旁通烟道（35）以及SCR脱硝装置（15），旁通烟道（35）上依次布置有SCR脱硝剂喷口（28）、SCR脱硝剂均匀装置（29）和SCR脱硝装置；所述的能量回收系统与布袋除尘器（12）连通，布袋除尘器（12）的底部设置有落灰斗，落灰斗下方安装有刮板除渣机，所述的布袋除尘器（12）与脱酸塔（13）连通，脱酸塔（13）上端安装有碱液喷嘴，中部布置三层填料层，下部布置除雾器（34），所述的脱酸塔（13）通过引风机（20）和烟道与烟囱（14）连通；

所述的一次风室（26）通过风道依次与一次风低温预热器（10）和一次风高温预热器（8）连通，所述的一次风高温预热器（8）与一次风机（17）连通；

所述的二燃室（3）炉顶上部安装有废气焚烧燃烧器（32），二燃室（3）的前墙烟气进口及其底墙均采用膜式水冷壁拉稀管结构组成凝渣对流管束，二燃室（3）内侧炉墙的膜式水冷壁上均敷设耐火浇注料形成气体燃料燃烧室卫燃带（31）。

2.根据权利要求1所述的一种工业三废混燃焚烧节能环保处理系统，其特征在于，所述的返料器（24）下端设置有进风口（25）和松料风口（37），并且进风口（25）与送风风机（19）连通,位于返料器（24）与循环流化床锅炉（1）相连的管道上布置有脱酸剂入口（36）。

3.根据权利要求1所述的一种工业三废混燃焚烧节能环保处理系统，其特征在于，所述的废气焚烧燃烧器（32）通过风道依次与二次风低温预热器（11）和二次风高温预热器（9）连通，所述的二次风高温预热器（9）与二次风机（18）连通。

4.根据权利要求1所述的一种工业三废混燃焚烧节能环保处理系统，其特征在于，所述的高温省煤器（6）和低温省煤器（7）的管束都采用翅片管顺列布置，管子的材料为20G；所述的高温过热器（4）和低温过热器（5）的烟气走向的第一排和第二排管子上加装有防磨套管；所述的一次风高温预热器（8）、二次风高温预热器（9）、一次风低温预热器（10）和二次风低温预热器（11）均采用卧式结构，烟气走管内，空气走管外，换热管采用螺纹烟管，管箱上部均装配膨胀节。

5.根据权利要求1所述的一种工业三废混燃焚烧节能环保处理系统，其特征在于，所述的旁通烟道（35）的进口和出口分别连接到高温省煤器（6）和低温省煤器（7）之间的烟道上，通过烟道切断阀（33）来控制烟气经过旁通烟道（35）中。

6.根据权利要求1所述的一种工业三废混燃焚烧节能环保处理系统，其特征在于，所述的能量回收系统中各个受热面入口空间处布置有激波吹灰器。

7.根据权利要求1所述的一种工业三废混燃焚烧节能环保处理系统，其特征在于，所述的炉膛出口烟道（27）与水平方向向下呈10°夹角。