[发明专利]用于减少流化床加热中燃烧废气的NOx含量的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于减少具有流化床加热的废物焚化装置中燃烧废气的NO_x含量的方法以及装置。

背景技术

根据与废料清除及处理相关的国家法规，为了减少残留废物量，一般将含碳废物焚化。在此，焚化的不仅是生活垃圾，还有其它种类的废物，例如工业废物或污水污泥。主要地，有不同的焚化系统处理废物。例如众所周知的用于热处理或废物焚化的多级式焙烧窑或回转管式炉。在目前技术发展水平中另一种熟知的焚化窑是流化床窑，其具有固定式流化床。在此流化床窑中，待焚化的废物是在由合适的不可燃固体颗粒制成的流化床中或在其上焚化的。

焚化或热处理废物的问题在于生成废气中的氮氧化物。氮氧化物(NO_x)对环境有害而必需完全地避免其生成或至少大大降低其生成。

由此，氮氧化物在多方面有助于光化烟雾的生成，其中主要的反应是NO₂光解分裂成NO或O基。接着，一氧化氮(NO)与臭氧进行反应且形成NO₂和O₂。由此，减小了臭氧的浓度并且破坏了在大气中作为UV过滤器的臭氧层。此外，大气释放的NO_x能够与水反应并形成硝酸，其随后能够以降水的方式渗入陆地并导致过酸化作用。

因此，立法者确定了热处理或焚化废物时释放的NO_x值的限度。如此，在废气中的NO_x的半小时平均值，例如不可超过400mg/Nm³_tr。每日总平均值不可超过200mg/Nm³_tr。

用于焚化废物的流化床窑，其问题在于其在固定状态及起动窑时，废气中的NO_x一般都超过限度，因此，为了遵守法定的限度，所生成的废气必需在下游阶段，例如在SNCR装置中，除去氮氧化物而得到纯化。

然而，用于除去氮氧化物的相应阶段价格昂贵，且可导致生成其它对环境有害的氮化合物，例如氨或一氧化二氮(N₂O)。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于减少具有流化床加热的废物焚化装置中燃烧废气的NO_x含量的方法，通过此方法，尤其在流化床的固定操作中，废气中的NO_x浓度能够遵守法定的的限度，而不需任何附加的除去氮氧化物的步骤。此外，本发明的目的在于提供一种相应的装置以实施本发明的方法。

通过减少具有流化床加热的废物焚化装置中燃烧废气的NO_x含量的方法，达到提供所述方法的目的，该方法的特征在于根据流化床的温度向待焚化的废物中加水。

根据本发明的方法的实施方式，可省却用于维持所需的燃烧温度的供热。

经发现，在用于焚化废物的固定流化床窑中的NO_x的生成取决于流化床的温度。在某些温度范围下，NO_x的生成能够无疑地维持在法定的每日平均值以下，该每日平均值为200mg/Nm³_tr。在某些温度以上，废气中的NO_x浓度明显地超过此限度。在流化床的起动阶段，NO_x值可在短时间内超过800mg/Nm³_tr。因此，400mg/Nm³_tr的法定半小时平均值，不能在每种情况下都得到遵守。

流化床焚化一般分成三个区域：流化床、燃烧区域和后燃烧区域。在流化床窑用于焚化废物的正常操作下，根据废物的组成和生热值，燃烧过程可主要在流化床区域或后燃烧区域中发生。

如果燃烧过程主要在后燃烧区域中发生，流化床将会冷却。在此情况下，在正常操作时，一般能够遵守限度。

如果正好相反，燃烧过程主要或基本在固定流化床区域中发生，流化床的温度将会升高且流化床将会过热。在此情况下，将释放过量的NO_x排放物，而必须利用合适的纯化阶段纯化生成的废气，将氮氧化物除去。

流化床窑的起动一般由起动燃烧器进行，该燃烧器将用于流化流化床而引入的空气加热。通常，起动燃烧器逐渐加热直至窑的温度达至约750℃。其后，起动过程由装配在流化床区域的喷枪式燃烧器维持，直至后燃烧区域的温度达至＞850℃。当后燃烧区域的温度超过所定的850℃的温度限度时，可以将焚化的废物投入废物焚化装置中。