[发明专利]一种烟气二次燃烧与高温过滤除尘一体化装置及工艺

说明书

本发明公开了一种烟气二次燃烧与高温过滤除尘一体化装置，包括炉腔，炉腔的底部设置有分腔板，且分腔板将炉腔分隔成上部相互连通的燃烧沉降区和过滤区，燃烧沉降区中的侧壁上设置有多组导流板，过滤区中的侧壁之间设置有过滤组件，炉腔下部靠近燃烧沉降区和过滤区的一侧分别开设有烟气进口和烟气出口；本发明还公开了一种垃圾焚烧处理的工艺，将垃圾焚烧或热解形成的烟气进行二次燃烧与高温过滤除尘，经石灰水喷淋除酸和活性炭吸附，得到达标烟气并排放。本发明的装置通过多组导流板促进了二噁英的充分分解，通过过滤组件去除了飞灰；本发明的工艺在二噁英充分分解的同时完成飞灰处理，避免了二噁英在飞灰中的大量富集，保证了二噁英的有效去除。

技术领域

本发明属于垃圾焚烧处理技术领域，具体涉及一种烟气二次燃烧与高温过滤除尘一体化装置及工艺。

背景技术

随着经济的发展和人们生活水平的大幅度提高，城市固体生活垃圾越来越多，平均每人每天产生1.5kg生活垃圾，以拥有700多万人口的城市为例，市民日产垃圾初步估算为10740吨。垃圾产生量的大幅上升危害很大，损害了城市的市容，拉低了公民的生活质量，污染了人们的生活环境。所以生活垃圾处理的方法和工艺是研究人员一直关注的问题之一。

由于环保标准的提高，生活垃圾的处理方式由原始的堆肥、填埋逐渐趋于减量化、资源化和无害化处理。这些原始的处理方式危害性很大，影响了生活环境和人们的健康。而垃圾焚烧相对于传统的堆肥、填埋处理，利大于弊，在无害化处理中占的比例越来越大。垃圾焚烧处理量增长迅猛，全国由2005年的791万吨/年增长到2020年的34000万吨/年，焚烧率也由2005年的10％增长到2019年的40％。随着居民城镇化的比例不断增大，垃圾产生量也在不断增加，焚烧处理占无害化处理的比例也在不断增大，焚烧的优势也不断呈现出来。垃圾焚烧后的体积比原来缩小50％～80％，分类收集的可燃性垃圾经焚烧处理后甚至可缩小90％；焚烧处理后，垃圾中的大量病菌、病毒、寄生虫卵等病原体被彻底消灭；垃圾焚烧还可实现能量回收利用，将内能转换为热能、电能、包括焚烧发电、供热和热电联产。因此，焚烧处理被监管机构作为减少和处置城市生活垃圾的战略选择。但垃圾焚烧容易产生二噁英、硫化物、酸性气体及固体粉尘等大量有害烟气物质，而烟气处理最大的困难是二噁英的去除。因二噁英需在850℃停留1.6秒以上(一般控制在2秒)才会完全分解，但400℃～600℃环境下会快速二次合成，因此标准工艺要求烟气高温燃烧后需迅速急冷至400℃以下，飞灰就会持续参与这一过程，导致二噁英在飞灰中大量富集。所以，如何减少二噁英在飞灰中的富集是垃圾焚烧需要解决的关键问题之一。

生活垃圾要想达标排放，现有标准工艺必须采用包括垃圾焚烧/热解、烟气二次燃烧、石灰水喷淋、活性炭吸附、布袋除尘的五步法，五步法及各步对应的作用见图1。烟气排放达到国家强制性标准的产品无一例外的采用了除酸、除尘等烟气处理措施。但烟气中飞灰的存在使得五步法的处理流程变得复杂，一方面，喷淋石灰水除酸、活性炭吸附两个关键步骤中也会聚集大量富含二噁英的烟尘副产物，加大了后续副产物处理难度；另一方面，末端烟尘飞灰处理也比较困难。目前飞灰的过滤主要采用布袋除尘，大多数在运营的垃圾焚烧发电厂主要除尘设备就是布袋除尘器，但是焚烧产生的高温烟气形成的苛刻环境导致布袋除尘面临一些难题。第一、除尘技术温度范围窄，只能实现最高280℃左右的过滤处理；目前市场上的PTEE、芳纶等高温材料可耐温260℃左右，且随着温度波动，性状会发生很大改变。第二、稳定性普遍不佳，市售小型设备烟气处理工艺多是标准工艺的简化版本，系统燃烧运行不稳定、瞬间温度升高容易烧穿过滤布袋；布袋吸水性强，低温导致水蒸气凝结，容易和飞灰形成泥状混合物，导致布袋“浆糊”失效。第三、经济性差，由于布袋寿命的局限性，不得不频繁更换，设备停炉维护技术要求高，系统稳定性差，管道易积灰，容易导致烟气处理设备损坏等一系列问题。第四、布袋生物降解性差，失效的布袋至今没有较好的处理手段，大部分被作为垃圾处理掉，无论焚烧或者掩埋，都会造成二次污染。

发明内容