權(quán)利要求書： 1.一種降低垃圾焚燒發(fā)電尾氣中污染物系統(tǒng)處理的裝置，包括垃圾存儲、垃圾破碎機(jī)、焚燒爐、等離子體燃燒爐、廢熱鍋爐、一級布袋除塵器、脫硝塔、脫酸塔、空氣預(yù)熱器、二級布袋除塵器、引風(fēng)機(jī)、煙囪、等離子體熔融爐，其特征在于，垃圾破碎機(jī)采用皮帶連接焚燒爐；

所述焚燒爐的煙氣出口與等離子體燃燒爐入口連接，所述焚燒爐底部設(shè)有排渣口；所述等離子體燃燒爐煙氣出口與廢熱鍋爐煙氣入口連接，所述廢熱鍋爐煙氣出口與一級布袋除塵器入口相連，所述一級布袋除塵器煙氣出口與脫硝塔煙氣入口連接，所述脫硝塔出口與脫酸塔入口連接，所述脫酸塔煙氣出口通過管路和空氣預(yù)熱器煙氣入口相連，所述脫酸塔煙氣出口與空氣預(yù)熱器之間管道設(shè)有消石灰噴灑裝置；所述的空氣預(yù)熱器煙氣出口和二級布袋除塵器煙氣入口相連；所述二級布袋除塵器煙氣和煙囪之間設(shè)有引風(fēng)機(jī)用來將煙氣從煙囪排出；所述等離子體燃燒爐、廢熱鍋爐、一級布袋除塵器、二級布袋除塵器連接等離子體熔融爐，用來將收集的飛灰送入等離子體熔融爐，利用高溫環(huán)境再次深度分解破壞吸附在飛灰表面的二噁英類物質(zhì)；所述等離子體熔融爐煙氣出口連接廢熱鍋爐煙氣入口。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種降低垃圾焚燒發(fā)電尾氣中污染物系統(tǒng)處理的裝置，其特征在于所述焚燒爐設(shè)有干燥區(qū)和燃燒區(qū)，燃燒區(qū)設(shè)置3個(gè)對稱分布的預(yù)熱空氣入口和垃圾入口，并設(shè)置垃圾分布器，以使垃圾不會偏流燃燒，同時(shí)設(shè)置臭氣入口；所述臭氣入口連接垃圾存儲室頂部臭氣出口，所述臭氣入口與臭氣出口間設(shè)有引風(fēng)機(jī)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種降低垃圾焚燒發(fā)電尾氣中污染物系統(tǒng)處理的裝置，其特征在于所述的空氣預(yù)熱器煙氣出口和二級布袋除塵器煙氣入口連接管路內(nèi)設(shè)有活性炭噴射裝置。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種降低垃圾焚燒發(fā)電尾氣中污染物系統(tǒng)處理的裝置，焚燒爐結(jié)構(gòu)選擇流化床爐或熱解爐或回轉(zhuǎn)窯爐或機(jī)械爐排式。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種降低垃圾焚燒發(fā)電尾氣中污染物系統(tǒng)處理的裝置，其特征在于所述空氣預(yù)熱器出口和二級布袋除塵器前端連接管道設(shè)置消石灰干粉噴灑裝置用以吸收酸性氣。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種降低垃圾焚燒發(fā)電尾氣中污染物系統(tǒng)處理的裝置，其特征在于，所述焚燒爐、等離子體燃燒爐選擇甲醇作為燃料。

說明書： 一種降低垃圾焚燒發(fā)電尾氣中污染物系統(tǒng)處理的裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本實(shí)用新型是一種降低垃圾焚燒發(fā)電尾氣中污染物系統(tǒng)處理的裝置，屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。特別涉及城市生活垃圾焚燒發(fā)電尾氣包括源頭控制、過程控制和末端控制的

脫硝、脫硫、除塵、除二噁英及重金屬的組合系統(tǒng)裝置，是一種垃圾發(fā)電尾氣超低、超潔凈排

放技術(shù)。

背景技術(shù)[0002] 隨著城市人口的快速增長、經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城鄉(xiāng)一體化穩(wěn)步推進(jìn)，城市生活垃圾產(chǎn)生量持續(xù)增長，2018年中國垃圾清運(yùn)量為2.28億噸，2019年2.46億噸。目前，我國垃圾

積存量已達(dá)60多億噸，占用耕地面積5億平方米，全國660個(gè)城市中有200個(gè)城市陷入垃圾包

圍之中。城市生活垃圾的無害化、減量化和資源化處理已成為我國城市生態(tài)環(huán)境和國民經(jīng)

濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題。

[0003] 目前，城市垃圾的成熟的處理方式主要有衛(wèi)生填埋、堆肥和焚燒。因填埋占用稀缺的土地資源、處理成本高，且會污染土壤和地下水等二次污染問題。垃圾焚燒技術(shù)憑借減量

化、無害化與資源利用的優(yōu)勢，成為當(dāng)今國際社會垃圾清潔綜合高效利用的主流方法，且爐

渣經(jīng)過特殊手段可加工為綠色材料，飛灰可固化、穩(wěn)定化填埋、利用。2018年我國垃圾焚燒

處理比例已達(dá)到垃圾無害化處理總能力的45%，根據(jù)《“十三五”全國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處

理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》要求，到2020年，城市生活垃圾焚燒處理能力占無害化處理能力的50%以

上。

[0004] 然而，垃圾焚燒不可避免地帶來二次污染物，特別是重金屬和二噁英類等，其中二噁英類是一類劇毒化合物，影響人類健康發(fā)展?，F(xiàn)行生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)（GB

3 3

18485?2014）要求氮氧化物限值250mg/m ，顆粒物限值20mg/m ，二噁英類限值0.1ngTEQ/

3 3 3 3

m ，SO2限值80mg/m ，氯化氫限值60mg/m ，鎘、鉈及化合物限值0.1mg/m 。通過傳統(tǒng)的燃燒

控制及凈化吸附工藝處理，難以達(dá)標(biāo)排放，所以亟須開發(fā)一種高效、先進(jìn)、可靠的組合系統(tǒng)

垃圾焚燒尾氣凈化處理系統(tǒng)的裝置。

發(fā)明內(nèi)容[0005] 本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有垃圾焚燒發(fā)電尾氣超標(biāo)排放超標(biāo)問題，根據(jù)二噁英的生成機(jī)理和重金屬的遷移機(jī)理，提供一種系統(tǒng)處理垃圾、降低尾氣中顆粒物、氮氧化物、硫化物、

二噁英類和重金屬等污染物的系統(tǒng)裝置，使得尾氣超潔凈、超低排放，減輕對環(huán)境和人類健

康的影響。

[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型一種降低垃圾焚燒發(fā)電尾氣中污染物系統(tǒng)處理的裝置，采用以下技術(shù)方案。

[0007] A預(yù)處理[0008] 將垃圾從中轉(zhuǎn)站密閉運(yùn)輸統(tǒng)一收集存放于垃圾庫，垃圾庫采取完全密封措施，并且保持負(fù)壓狀態(tài)，置換出的惡臭氣體引入爐內(nèi)作為助燃?xì)猓ＷC環(huán)境的空氣質(zhì)量清新。通過

人工、機(jī)械等方法進(jìn)行篩分揀選，剔除金屬、水泥、廚余等不可燃組分和含氯、含重金屬的垃

圾，降低氯源和重金屬入爐，并且對原生垃圾篩選分類、集中分區(qū)堆放發(fā)酵，同時(shí)充分脫除

滲濾液水分，當(dāng)然，滲濾液收集池也需密閉負(fù)壓狀態(tài)。然后將垃圾破碎、壓縮制成品質(zhì)較好、

粒徑均勻、比表面積大、熱值較高的垃圾衍生燃料，保證垃圾穩(wěn)定均質(zhì)燃燒，維持良好持續(xù)

的燃燒工況。

[0009] B燃燒[0010] 嚴(yán)格按照“3T+E”燃燒原則操作，引入120℃預(yù)熱空氣，同時(shí)在焚燒爐內(nèi)添加二噁英類抑制劑，輔以獨(dú)特的爐膛結(jié)構(gòu)（如長爐床）和配風(fēng)擾風(fēng)系統(tǒng)，保證投料穩(wěn)定和床溫恒定，垃

圾燃燒充分、穩(wěn)定、均質(zhì)，持續(xù)良好的燃燒工況，有效分解垃圾中固有的二噁英類，同時(shí)避免

不完全燃燒產(chǎn)生有機(jī)碳和CO為二噁英類從頭合成提供碳源，避免產(chǎn)生二噁英前驅(qū)物氯酚等

發(fā)生前驅(qū)物縮合反應(yīng)生成二噁英類。同時(shí)，焚燒爐配置助燃系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)。

[0011] C二次燃燒[0012] 出焚燒爐煙氣含有少量二噁英類，為最大限度地分解殘余二噁英，煙氣再與甲醇霧化液滴在等離子體燃燒爐內(nèi)進(jìn)行1000℃以上二次燃燒，二噁英類分解效率可高達(dá)99%。

[0013] D快速降溫[0014] 出燃燒爐高溫?zé)煔馔ㄟ^廢熱鍋爐快速冷卻技術(shù)，降溫速率在200℃/s以上，回收煙氣顯熱降溫到200℃?300℃，縮短煙氣在300℃?500℃段的停留時(shí)間，降低二噁英前驅(qū)物合

成反應(yīng)和的從頭合成反應(yīng)，因?yàn)槎f英類的低溫異相催化合成反應(yīng)在垃圾焚燒燃后區(qū)300

℃?500℃之間反應(yīng)程度最大、最劇烈。

[0015] E除塵除毒[0016] 降溫后煙氣通過一級布袋除塵器脫除顆粒物等粉塵及二噁英及重金屬等，同時(shí)降低對后系統(tǒng)脫硝催化劑的毒害。

[0017] F脫硝[0018] 采用SCR低溫選擇性催化還原技術(shù)脫除NOX,在220℃?240℃，使用2O5/WO3?TiO2低溫過濾催化劑,使用液氨為還原劑，氨氮比控制在0.8?1范圍內(nèi)，煙氣中NOX降解率可達(dá)

95%，同時(shí)，該脫硝技術(shù)可協(xié)同分解二噁英類，當(dāng)煙氣通過催化劑微孔時(shí)，二噁英類被催化氧

化成CO2、H2O、HCl，分解率可達(dá)98%。

[0019] G脫酸[0020] 采用半干法和干法耦合工藝脫除酸性氣，使用石灰石漿液和消石灰中和吸收SO2、HCl、HF等，根據(jù)酸性氣濃度調(diào)整石灰石漿液濃度為15%?30%，反應(yīng)塔為旋轉(zhuǎn)霧化器半干式，

反應(yīng)溫度180℃?220℃，脫酸效率可達(dá)96%。在空氣預(yù)熱器出口和二級布袋除塵器前端連接

管道設(shè)置消石灰干粉噴灑裝置用以吸收酸性氣。

[0021] H吸附過濾[0022] 脫酸氣體通過空氣預(yù)熱器降溫至135℃回收熱量，保證后續(xù)工藝系統(tǒng)不會出現(xiàn)粘結(jié)現(xiàn)象，但保證溫度在煙氣露點(diǎn)以上防止腐蝕設(shè)備管道。

[0023] 在二級布袋除塵器前端煙道管內(nèi)利用虹吸原理噴射活性炭粉末，在布袋表面形成活性炭與飛灰混合的粉層，活性炭孔隙發(fā)達(dá)，比表面積大，吸附能力強(qiáng)，可同時(shí)吸附氣態(tài)、固

態(tài)二噁英類，還可吸附重金屬，采用活性炭和布袋除塵器組合二噁英類去除率達(dá)98%。

[0024] 利用二級布袋除塵器除去煙氣中的固態(tài)顆粒及未被活性炭吸附的部分二噁英類和重金屬，同時(shí)可捕集活性炭進(jìn)行再生提高其利用率，或者專業(yè)無害化處理。

[0025] I飛灰熔融[0026] 將布袋除塵器過濾收集的飛灰、鍋爐積灰和等離子體燃燒爐底灰輸送入等離子體熔融爐，利用高溫環(huán)境再次深度分解破壞吸附在飛灰表面的二噁英類，同時(shí)可將凝結(jié)于飛

灰表面的重金屬轉(zhuǎn)移到飛灰的玻璃熔渣中，起到封存固化重金屬的作用，降低其浸出特性。

[0027] 煙氣引入廢熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽后進(jìn)入后續(xù)凈化系統(tǒng)。[0028] J排放[0029] 經(jīng)過系列處理的尾氣通過引風(fēng)機(jī)進(jìn)入45m以上煙囪有組織高空達(dá)標(biāo)排放。[0030] 本實(shí)用新型中，焚燒爐可選流化床、熱解、回轉(zhuǎn)窯和機(jī)械爐排式。[0031] 作為優(yōu)選，焚燒爐采用機(jī)械爐排爐，該爐型垃圾適應(yīng)性強(qiáng)，處理規(guī)模彈性大，技術(shù)成熟可靠，運(yùn)行維護(hù)簡單，燃燒效率高。

[0032] 本實(shí)用新型中嚴(yán)格執(zhí)行“3T+E”燃燒原則，即溫度（Temperature）、時(shí)間(Time)、混合充分均勻(Turbulence)和過量空氣系數(shù)(Excessoxygen)，具體來說就是首先保證焚燒

爐內(nèi)任意點(diǎn)溫度在850℃以上，其次，煙氣在此溫度以上爐內(nèi)停留時(shí)間必須大于2秒；第三，

增加二次配風(fēng)使得垃圾及煙氣需與空氣混合均勻，形成湍流，形成垃圾充分燃燒狀態(tài)；第

四，過量空氣系數(shù)必須達(dá)到1.8以上，即要保證煙氣中氧氣過量6%?11%。

[0033] 作為優(yōu)選，為使垃圾燃燒均勻，爐內(nèi)湍流強(qiáng)度雷諾數(shù)需達(dá)到10000以上。[0034] 本實(shí)用新型中，焚燒爐需配置助燃器，當(dāng)垃圾熱值較低或開停車階段，助燃器可自動(dòng)開啟，保持爐膛內(nèi)溫度在850℃以上，保證爐內(nèi)垃圾完全充分連續(xù)燃燒。助燃物可選擇甲

醇或者高硫煤。

[0035] 作為優(yōu)選，選擇甲醇作為助燃物，同樣地，二次燃燒爐和等離子體熔融爐選擇甲醇為燃料，甲醇清潔低碳，相比其他任何燃料，不會額外產(chǎn)生新的污染物，且來源廣泛可靠。

[0036] 本實(shí)用新型中，二噁英類抑制劑包括含硫化合物、氮化物和堿性化合物。[0037] 作為優(yōu)選，選擇含硫化合物作為抑制劑，硫抑制主要通過消耗氣氛中Cl2轉(zhuǎn)變?yōu)镠Cl，氯化能力減弱減少二噁英前驅(qū)物的生成。同時(shí)與飛灰中金屬催化劑CuCl2反應(yīng)生成硫

酸銅鹽，降低催化劑活性，實(shí)現(xiàn)降低二噁英的生成量。氣相中控制S/Cl摩爾比大于1。

[0038] 作為優(yōu)選，S/Cl摩爾比為6。[0039] 本實(shí)用新型中通過先進(jìn)冷卻設(shè)備，實(shí)施快速冷卻技術(shù)使煙氣降溫到200℃?300℃，縮短煙氣在300℃?500℃溫度窗口停留時(shí)間，該溫度窗口是二噁英重新生成最劇烈區(qū)段，以

減少停留時(shí)間來弱化二噁英的從頭合成反應(yīng)及前驅(qū)物反應(yīng)，降低二噁英的生成量。

[0040] 作為優(yōu)選，煙氣降溫到230℃?250℃。[0041] 本實(shí)用新型中，優(yōu)選2O5和WO3/TiO2催化劑后，操作溫度230℃，調(diào)整氨氮比為3 3

0.9，可將NOx和二噁類的排放量分別控制在50mg/Nm 和0.01ngTEQ/Nm 以下，使煙氣中

NOx和二噁英類的降解率分別達(dá)到90%和98%。低溫SCR反應(yīng)能夠?qū)煔庵械挠泻ξ镔|(zhì)轉(zhuǎn)化

為水和氮。

[0042] 本實(shí)用新型中，采用半干法耦合干法脫酸，利用酸堿中和脫酸反應(yīng)去除HCl、SOX等酸性氣，消石灰漿液和消石灰中和HCl、SOX等反應(yīng)生成細(xì)小固體顆粒。

[0043] 在半干式反應(yīng)塔和布袋除塵器之間煙道管內(nèi)噴射消石灰干粉，消石灰在煙道內(nèi)和布袋除塵器的濾袋表面與酸性氣發(fā)生酸堿中和反應(yīng)。通常情況下，只噴射消石灰即可滿足

排放標(biāo)準(zhǔn)，半干式反應(yīng)塔只有冷卻煙氣的效果，當(dāng)煙氣中酸性氣含量高或排放標(biāo)準(zhǔn)提高時(shí)，

同時(shí)在半干式反應(yīng)塔內(nèi)噴射消石灰漿液，可確保煙氣達(dá)標(biāo)排放。

[0044] 本實(shí)用新型中，采用高效活性炭噴射吸附裝置吸附二噁英類和重金屬，活性炭比表面積大，吸附能力強(qiáng)，速率快。

[0045] 作為優(yōu)選，木質(zhì)活性炭吸附效率優(yōu)于煤質(zhì)活性炭，通常粒徑在200?400um，最優(yōu)孔徑在3nm左右。

[0046] 更優(yōu)的選擇，碳納米管作為吸附劑。[0047] 本實(shí)用新型中，布袋除塵器是一種耐溫材料，[0048] 作為優(yōu)選，采用除塵效果最好的e?PTFE的布袋，根據(jù)工藝需要可選擇憎水性濾袋。[0049] 本實(shí)用新型中，需定期清除掉豎井煙道中的積灰，是減少燃燒后低溫區(qū)域再生成二噁英的重要控制手段。因豎井煙道中鍋爐熱交換器、管道及換熱面表面的飛灰中含有二

噁英，也含有合成二噁英所需要的主要碳源、氯源、前驅(qū)物及催化劑。

[0050] 本實(shí)用新型中，焚燒爐底部排除的爐渣經(jīng)特殊處理，可作為建筑材料等使用。[0051] 本實(shí)用新型中，二級布袋除塵器捕集的活性炭需做危廢特殊處理，活性炭再生利用。

[0052] 本實(shí)用新型中，玻璃熔渣可作衛(wèi)生填埋或者陶瓷、磚等建筑材料。[0053] 本實(shí)用新型的有益效果是：[0054] 本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種降低垃圾焚燒尾氣污染物系統(tǒng)的裝置，本裝置可靠、有效去除尾氣中多種有害物質(zhì)，粉塵脫除效率99％，HF脫除效率95%，HCl脫除效率98%，SO2脫除

3

效率97%，NOx的脫除效率95%，二噁英濃度低于0.01ngTEQ/Nm ；多項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)排

放，極大地改善了環(huán)境質(zhì)量，具有良好的社會效益和環(huán)境效益。

附圖說明[0055] 圖1為本實(shí)用新型所述的降低垃圾焚燒發(fā)電尾氣中污染物濃度系統(tǒng)處理系統(tǒng)的裝置示意圖

[0056] 1?垃圾存儲2?垃圾破碎機(jī)3?焚燒爐4?等離子體燃燒爐[0057] 5?廢熱鍋爐6?一級布袋除塵器7?脫硝塔8?脫酸塔[0058] 9?空氣預(yù)熱器10?二級布袋除塵器11?引風(fēng)機(jī)12?煙囪[0059] 13?等離子體熔融爐。具體實(shí)施方式[0060] 以下實(shí)施例采用如圖1所示的處理系統(tǒng)實(shí)施：[0061] 所述的垃圾存儲室1采用密閉措施，且保持負(fù)壓，防止臭氣外泄。并設(shè)置垃圾滲濾液排出系統(tǒng)，污水去處理廠，設(shè)置可開啟的垃圾入口，頂部設(shè)置臭氣出口，通過引風(fēng)機(jī)直接

與焚燒爐臭氣入口相連。

[0062] 所述的垃圾破碎機(jī)2可將垃圾制備成顆粒、品質(zhì)均勻的垃圾衍生燃料，并通過皮帶傳送帶送至焚燒爐垃圾入口。

[0063] 所述的垃圾焚燒爐3為分段燃燒爐排爐，設(shè)有干燥區(qū)和燃燒區(qū)，燃燒區(qū)設(shè)置3個(gè)對稱分布預(yù)熱空氣入口和垃圾入口，并設(shè)置垃圾分布器，以使垃圾不會偏流燃燒，同時(shí)設(shè)置臭

氣入口。

[0064] 所述的焚燒爐空氣入口與空氣預(yù)熱器9空氣出口連接，所述的空氣預(yù)熱器9的空氣由引風(fēng)機(jī)送入；

[0065] 所述的垃圾焚燒爐3的煙氣出口與等離子體燃燒爐4入口連接，等離子體燃燒爐5出口與廢熱鍋爐5煙氣入口連接，廢熱鍋爐5煙氣出口一級布袋除塵器6入口相連，一級布袋

除塵器6煙氣出口與脫硝塔7煙氣入口連接，脫硝塔7出口與脫酸塔8入口連接，脫酸塔8煙氣

出口通過管路和空氣預(yù)熱器9煙氣入口相連，并設(shè)置消石灰噴灑裝置。

[0066] 所述的空氣預(yù)熱器9煙氣出口和二級布袋除塵器10煙氣入口相連，連接管路內(nèi)設(shè)置活性炭噴射裝置。

[0067] 所述的二級布袋除塵器煙氣通過引風(fēng)機(jī)從煙囪達(dá)標(biāo)排出。[0068] 所述的等離子體燃燒爐4、廢熱鍋爐5與一二級布袋除塵器6、10收集的飛灰輸送入等離子體熔融爐13，煙氣返回廢熱鍋爐5降溫、脫硝、脫酸等凈化，熔渣通過固化穩(wěn)定后填埋

或利用。