一种尾气处理系统及处理方法与流程

本发明属于尾气处理技术领域，尤其涉及一种尾气处理系统及处理方法。

背景技术：

随着我国城镇化进程的加快，垃圾的产生量迅速增加，对环境的污染问题越来越突出，目前对各种类型废弃物的处置和利用进行了大量的研究和开发，取得了显著的进展。我国在城市垃圾处理方面已经取得了显著的成绩，生活垃圾焚烧处理技术也蓬勃发展起来。但是，随着世界环境问题的日益突出和可持续发展战略的要求，人们对垃圾焚烧尾气所引起的污染越来越关注。

垃圾焚烧技术以其高减容率和可回收热能等优点正得到日益广泛的应用。和煤、木材等燃料的燃烧过程一样，垃圾焚烧也会产生尾气或烟气，由于垃圾成分的复杂性，其焚烧产生的尾气含有许多有害物质，具有特殊性质，尾气或者烟气中往往含有有毒有害成分，需对其处理达标后才可排放，才可减少对大气的污染。近年来，垃圾焚烧产生的二恶英和重金属污染问题日益受到公众的重视。为此国家环保总局颁布了《生活垃圾焚烧污染控制标准》(gb18485-2001)对垃圾焚烧尾气的排放指标做出了严格的限制。传统垃圾焚烧的尾气处理方法例如干法、半干法等工艺很难保证将尾气中的污染物含量降至标准限值以下安全排放，而且脱酸的效率极低，尾气的余热也得不到有效利用，另外，在设计垃圾焚烧尾气处理系统时难以结合工程实际开发出专门的处理设备。因而，垃圾焚烧后的尾气仍是核心难点问题之一。

技术实现要素：

针对上目前工艺存在的问题，本发明的主要目的在于提供一种尾气处理系统及处理方法，解决了现有技术中尾气污染排放的问题，脱酸效率高，尾气或烟气的余热得到了有效利用，无废液排放。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种尾气处理系统，包括尾气处理装置、药剂给料装置、尾气冷却换热装置以及除尘装置；

所述尾气处理装置分别设置有尾气进口及尾气出口，用于容纳尾气在所述尾气处理装置内腔中；

所述药剂给料装置设置有药剂出口与所述尾气处理装置内腔连通，用于提供脱酸药剂与尾气处理装置内腔中的尾气接触；

所述尾气冷却换热装置用于在尾气与低温流体之间传热，所述尾气冷却换热装置包括：用于尾气的第一通道流体通路，所述第一通道流体通路设置有第一进口及第一出口；以及用于低温流体的第二通道流体通路，所述第二通道流体通路设置有第二进口及第二出口，所述第一和第二通道流体通路相邻布置，所述第一进口、第一出口、第二进口及第二出口分开设置在所述尾气冷却换热装置的端部，所述第一进口与所述尾气出口连通；

所述除尘装置与所述尾气冷却换热装置的第一出口连通，用于净化冷却后的尾气。

作为进一步的优选，所述尾气进口位于所述尾气处理装置上部，所述尾气出口位于所述尾气处理装置下部，所述药剂出口位于所述尾气处理装置顶部。

作为进一步的优选，所述药剂给料装置包括压缩空气罐及与其连接的药剂输送泵，所述药剂输送泵设置有药剂加进口以及所述药剂出口。

作为进一步的优选，所述尾气处理装置的顶部还设有药剂的计量加入装置，与所述药剂给料装置的药剂出口连通。

作为进一步的优选，还包括冷却水装置，所述冷却水装置的出水口与药剂的计量加入装置连通，用于冷却药剂的计量加入装置。

作为进一步的优选，所述尾气出口设置在所述尾气处理装置底部，并朝上开口；所述尾气出口下方还设置有粉尘收集口，所述粉尘收集口的开口朝下。

作为进一步的优选，所述尾气处理装置的上部还设置有气体导流装置，用于对内腔中尾气的流场进行优化布置。

作为进一步的优选，所述尾气冷却换热装置为换热器，所述除尘装置为脉布袋式除尘器。

作为进一步的优选，所述除尘装置设有清灰系统及检修门。

作为进一步的优选，所述尾气处理系统还包括plc控制系统，用于调节各装置中尾气的流量以及所述尾气冷却换热装置中低温流体的流量。

一种尾气处理方法，包括如下步骤：

高温尾气进入所述尾气处理装置，所述高温尾气温度为500-950摄氏度；

在所述尾气处理装置的顶部通过药剂给料装置加入药剂，所述药剂为颗粒为5-500um的ca(oh)2粉剂、nahco3粉剂或者ca(oh)2粉剂和nahco3粉剂的混合物，所述药剂与所述尾气处理装置中的尾气接触混合反应，用于脱除尾气中酸性有害气体；

药剂处理完的高温尾气进入所述尾气冷却换热装置，高温尾气冷却并传递热量给低温流体，使得烟气温度迅速冷却至≤150摄氏度；

冷却后的尾气进入所述除尘装置除尘；

除尘后的尾气排入大气中。

作为进一步的优选，所述方法还包括：采用plc控制系统调节各装置中尾气的流量以及所述尾气冷却换热装置中低温流体的流量。

本发明的有益效果是：

(1)本发明尾气处理系统设置有尾气处理装置、药剂给料装置、尾气冷却换热装置以及除尘装置，焚烧炉排出的高温尾气或烟气首先进入到尾气处理装置内腔，药剂给料装置提供药剂到内腔中与尾气接触反应，药剂处理完的尾气进入尾气冷却换热装置，高温尾气在其中传递热量给低温流体，冷却完的尾气进入除尘装置，除尘完的尾气通过烟囱排入大气中。本发明采用脱酸-换热-除尘一体化技术，脱酸效率高，尾气排放符合gb18485-2001《生活垃圾焚烧污染控制标准》要求，并且对于高温尾气余热进行了有效利用。

(2)本发明系统中将高温尾气直接与脱酸药剂接触，即在高温段通过加入药剂除酸，去除了尾气中的hcl、cl2，从而从源头上控制了二恶英的产生。

(3)本发明对于高温尾气余热进行了有效利用，对药剂处理完的尾气通过高效的换热器通过水冷却，将尾气余热来加热冷却水。并且能把尾气温度冷却到150度以下，冷却水温度加热到80度以上。

(4)尾气中含有的有害气体如酸性气体在与药剂混合时发生中和反应生成无机盐固体矿物，其与其他颗粒一起通过过滤而留在除尘装置内，除尘后的洁净尾气最后可通过排气管道由风机从烟囱排入大气。

(5)本发明采用plc控制系统智能化控制，对尾气处理装置、药剂加料装置、除尘装置以及尾气换热装置中的尾气流量、低温流体流量以及冷却水流量进行监视，进一步提高了效率，并且可有效降低设备投资和运行成本。

附图说明

图1为本发明实施例1尾气处理系统的结构示意图。

图2为本发明实施例2尾气处理系统的结构示意图。

附图中标记的说明如下：1-尾气处理装置、2-药剂给料装置、3-尾气冷却换热装置、4-除尘装置、5-冷却水装置、11-尾气进口、12-尾气出口、13-粉尘收集口、21-药剂出口、22-压缩空气罐、23-药剂输送泵、24-药剂加进口、31-第一进口、32-第一出口、33-第二进口、34-第二出口、51-出水口、6-计量加入装置、7-引风机、8-烟囱、9-电动卸料器。

具体实施方式

本发明通过提供一种尾气处理系统及处理方法，解决了现有技术中尾气污染排放的问题，脱酸效率高，尾气或尾气的余热得到了有效利用。

本发明实施例尾气处理系统，包括尾气处理装置、药剂给料装置、尾气冷却换热装置以及除尘装置；

所述尾气处理装置分别设置有尾气进口及尾气出口，用于容纳尾气在所述尾气处理装置内腔中；

所述药剂给料装置设置有药剂出口与所述尾气处理装置的内腔连通，用于提供脱酸药剂与尾气处理装置内腔中的尾气接触；

所述尾气冷却换热装置用于在尾气与低温流体之间传热，所述尾气冷却换热装置包括：用于尾气的第一通道流体通路，所述第一通道流体通路设置有第一进口及第一出口；以及用于低温流体的第二通道流体通路，所述第二通道流体通路设置有第二进口及第二出口，所述第一和第二通道流体通路相邻布置，所述第一进口、第一出口、第二进口及第二出口分开设置在所述尾气冷却换热装置的端部，所述第一进口与所述尾气出口连通；

所述除尘装置与所述尾气冷却换热装置的第一出口连通，用于净化冷却后的尾气。

本发明实施例尾气处理方法，包括如下步骤：

高温尾气进入所述尾气处理装置；

所述药剂给料装置提供药剂与尾气处理装置内腔中的尾气接触，用于脱除尾气中酸性有害气体；

药剂处理完的高温尾气进入所述尾气冷却换热装置，高温尾气冷却并传递热量给低温流体；

冷却后的尾气进入所述除尘装置除尘；

除尘后的尾气排入大气中。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。

实施例1

如图1所示，本发明实施例1尾气处理系统，包括尾气处理装置1、药剂给料装置2、尾气冷却换热装置3以及除尘装置4；

所述尾气处理装置1为不锈钢或者玻璃钢做成的圆柱形反应塔，用于容纳尾气，其中，所述尾气处理装置1分别设置有尾气进口11及尾气出口12；所述尾气进口11位于所述尾气处理装置上部，所述尾气出口12位于所述尾气处理装置下部；

所述药剂给料装置2设置有药剂出口21与所述尾气处理装置1的内腔连通，用于提供脱酸药剂与尾气处理装置内腔中的尾气接触；所述药剂出口21从所述尾气处理装置1的顶部进入内腔中；

所述尾气冷却换热装置3为不锈钢制成的管式换热器，其与所述尾气处理装置1连通，所述尾气冷却换热装置3设置有第一进口31、第一出口32、第二进口33以及第二出口34，所述第一进口31与所述尾气出口12连通，与用于冷却药剂处理过的高温尾气，并将尾气的热量传递给低温流体；

所述除尘装置4为脉布袋式除尘器，其与所述尾气冷却换热装置3的第一出口32连通，用于净化冷却后的尾气。

所述焚烧炉排出的尾气通过管道直接进入到尾气处理装置1内腔中，尾气温度在500摄氏度以上，尾气从尾气处理装置上部的尾气进口11进入、从下部的尾气出口12排出，药剂给料装置2提供粉剂从尾气处理装置1的顶部加入到腔内与尾气混合反应，药剂为5-500um大小的ca(oh)2或nahco3等粉剂，处理完的尾气进入尾气冷却换热装置3，使尾气温度快速降至150℃以下，冷却完的尾气进入布袋除尘装置4除尘净化，除尘完的尾气可直接排入大气中。

实施例2

如图2所示，本发明实施例2尾气处理系统，包括尾气处理装置1、药剂给料装置2、尾气冷却换热装置3、除尘装置4、冷却水装置5以及药剂的计量加入装置6；

所述尾气处理装置1为不锈钢做成的圆柱形反应塔，用于容纳尾气，其中，所述尾气处理装置1分别设置有尾气进口11及尾气出口12；所述尾气进口11位于所述尾气处理装置上部，所述尾气出口12位于所述尾气处理装置底部，并朝上开口；所述尾气出口下方还设置有粉尘收集口13，所述粉尘收集口13的开口朝下，所述粉尘收集口13下部连接电动卸料器9以便自动收集粉尘；所述尾气处理装置1的上部还设置有气体导流装置，用于对尾气的流场进行优化布置，所述气体导流装置采用现有结构，不再赘述。

所述药剂给料装置2包括压缩空气罐22及与其连接的药剂输送泵23，所述药剂输送泵23设置有药剂加进口24以及所述药剂出口21，所述药剂出口21与所述尾气处理装置1的内腔连通，用于提供脱酸药剂与尾气处理装置内腔中的尾气接触；所述药剂出口21从所述尾气处理装置1的顶部进入内腔中；所述尾气处理装置1的顶部还设有药剂的计量加入装置6，与所述药剂给料装置2的药剂出口21连通。

所述尾气冷却换热装置3为不锈钢制成的管式换热器，其与所述尾气处理装置1连通，所述尾气冷却换热装置3设置有尾气的第一进口31、尾气的第一出口32、低温流体第二进口33以及低温流体第二出口34，所述第一进口31与所述尾气出口12连通，与用于冷却药剂处理过的高温尾气，并将尾气的热量传递给低温流体。

所述除尘装置4为脉布袋式除尘器，其与所述尾气冷却换热装置3的第一出口32连通，用于净化冷却后的尾气。所述除尘装置4设有清灰系统及检修门。

所述冷却水装置5的出水口51用于冷却药剂的计量加入装置6，冷却水不是直接加入到烟气中的，粉剂加料装置6是一个旋转的圆盘，均匀喷入粉剂，粉剂和烟气充分混合在反应塔里充分反应。

所述尾气处理系统还包括外部的plc控制系统，用于调节各装置中尾气的流量以及所述尾气冷却换热装置中低温流体的流量。

所述焚烧炉排出的尾气通过管道直接进入到尾气处理装置1内腔中，尾气温度在500摄氏度以上，尾气从尾气处理装置上部的尾气进口11进入、从下部的尾气出口12排出，内腔尾气中的粉尘可从粉尘收集口13排出；药剂给料装置2提供粉剂从尾气处理装置1的顶部加入到腔内与尾气混合反应，药剂为5-500um大小的ca(oh)2粉剂、nahco3粉剂或ca(oh)2和nahco3的混合物粉剂，另外，粉剂可通过计量加入装置6，以保证连续定量反应粉剂加入；冷却水装置5用于冷却计量加入装置6，在尾气处理装置1中处理完的尾气进入尾气冷却换热装置3，在其中尾气温度快速降至150℃以下，并传递热量给低温流体；冷却完的尾气进入布袋除尘装置4除尘净化，除尘完的尾气通过7引风机和烟囱8排入大气中。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

(1)本发明尾气处理系统设置有尾气处理装置、药剂给料装置、尾气冷却换热装置以及除尘装置，焚烧炉排出的高温尾气或烟气首先进入到尾气处理装置内腔，药剂给料装置提供药剂到内腔中与尾气接触反应，药剂处理完的尾气进入尾气冷却换热装置，高温尾气在其中传递热量给低温流体，冷却完的尾气进入除尘装置，除尘完的尾气通过烟囱排入大气中。本发明采用脱酸-换热-除尘一体化技术，脱酸效率高，尾气排放符合gb18485-2001《生活垃圾焚烧污染控制标准》要求，并且对于高温尾气余热进行了有效利用。

(2)本发明系统中将高温尾气直接与脱酸药剂接触，即在高温段通过加入药剂除酸，去除了尾气中的hcl、cl2，从而从源头上控制了二恶英的产生。

(3)本发明对于高温尾气余热进行了有效利用，对药剂处理完的尾气通过高效的换热器通过水冷却，将尾气余热来加热冷却水。并且能把尾气温度冷却到150度以下，冷却水温度加热到80度以上。

(4)尾气中含有的有害气体如酸性气体在与药剂混合时发生中和反应生成无机盐固体矿物，其与其他颗粒，一起通过过滤而留在除尘装置内，除尘后的洁净尾气最后可通过排气管道由风机从烟囱排入大气。

(5)本发明采用plc控制系统智能化控制，对尾气处理装置、药剂加料装置、除尘装置以及尾气换热装置中的尾气流量、低温流体流量以及冷却水流量进行监视，进一步提高了效率，并且可有效降低设备投资和运行成本。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

本领域的技术人员对本发明进行改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。