烟道气的热除尘方法 本发明涉及烟道气的除尘。具体地,本发明应用于生活垃圾烟道气的除尘。
直到现在,都是在生活垃圾焚烧设备的余热锅炉下游在低的温度(低于250℃)下进行生活垃圾烟道气的除尘。通过静电作用或采用布袋过滤器对烟除尘。
另外,一般地在余热锅炉下游通过催化或加入活性碳,达到降低呋喃-二-8-羟基喹啉含量(以环状分子和含氯分子为主要成分的有机化合物)来处理生活垃圾烟道气。在余热锅炉出口的生活垃圾烟道气中,典型排放的呋喃-二-8-羟基喹啉含量是约10ng/Nm3。这些呋喃-二-8-羟基喹啉往往是由HCL、烟灰中未燃烧的微粒和在铜氧化物类型的某些金属催化作用下,在余热锅炉的中等温度(240℃/450℃)下生成的。
已经考虑在炭压力下燃烧热系统的烟道气的热除尘。根据这种技术,在循环的烟道上,通过例如包括陶瓷管这类所述高温过滤器在高温下对烟道气进行除尘。
使用高温过滤器能够减轻在余热锅炉下游的烟道气处理系统结构的负荷,特别是因为在足够高的温度(约450℃/650℃)下过滤烟灰时,烟道气的热除尘还能够降低在余热锅炉出口这些烟中地呋喃二-8-羟基喹啉含量。但是,试图将这种除尘方法用于处理废物遇到了清除滤饼的问题。事实上,微粒烟灰的熔化温度和烧结温度是相对低的,这样造成这些微粒彼此之间生成粘性桥,堵塞了过滤器陶瓷管的孔。这时,在陶瓷管表面生成的滤饼变得极难清除,并需要经常停下来进行清理,甚至更换所述的架。如果考虑生活垃圾烟道气这种情况,由于这些烟道气的烟灰尤其含有氧化钠(Na2O),这种氧化钠有助于较大地降低细的烟灰微粒的熔化温度,因此加重了高温过滤器的堵塞,则这种清除堵塞的问题将更加尖锐。因此,很难将生活垃圾烟道气的热除尘与考虑采用其他热除尘办法显著降低呋喃二-8-羟基喹啉含量协调起来。
此后,熔化温度术语将用来表示还包括烧结温度的温度范围。
本发明的目的是提出一种烟道气的除尘方法,让这些烟道气循环通过置于余热锅炉内的高温过滤器,而清除滤饼成为可能。
本发明的另一个目的是提出一种生活垃圾烟道气的热除尘方法,这种方法能够将烟中的呋喃二-8-羟基喹啉含量降低到非常低的值,如0.1ng/Nm3,以便满足在某些国家不久将规定的或已经规定的条例中的条件。
为此,本发明的内容在于,让这些烟通过置于余热锅炉循环烟道上的、过滤所述烟中含有的烟灰的高温过滤单元的烟道气的除尘方法,其特征在于在待过滤的烟灰气流中,再加一种附加的物质流,这种物质流具有如可提高烟灰熔化温度,同时与所述这些烟灰生成具有高熔化温度的低共熔混合物的特性。
生成具有高温熔化的低共熔混合物能够使用一种过滤器,这种过滤器的温度相应于避免生成呋喃-二-8-羟基喹啉,还不会遇到因有粘性桥而可能出现的问题所必需的温度,结果得到不太密实的滤饼,因此容易清除堵塞。
具体地,可以通过往过滤单元的陶瓷管内注入高压空气或烟清除堵塞滤饼。
下面根据唯一的附图描述和说明实施本发明的实施例,所述附图是生活垃圾焚烧设备的原理流程图,该图包括用于烟道气热除尘的高温过滤器。
本发明烟道气的热除尘方法优选地用于格栅炉或流化床炉的生活垃圾焚烧设备。
图1表示生活垃圾焚烧设备包括在A加入生活垃圾的燃烧炉1,这里的炉是循环流化床炉。
从炉1出来的烟道气被送到旋风分离器类型的固体微粒分离器2,再将已分离的固体微粒加到炉1底部。
由分离器2出来的温度一般为850-900℃的烟道气被加到余热锅炉3中,所述的烟道气沿着降低其温度的热交换器表面流动。
在这里余热锅炉3具有烟道气流过的两部分3a和3b。所述的高温过滤单元4置于烟道上余热锅炉的两部分3a与3b之间。所述过滤单元4用作烟道气的热除尘。
在生活垃圾焚烧设备内,无论是环境保护方面还是生活垃圾燃烧废物的增值方面,热除尘都具有许多优点。
特别地,如果二-8-羟基喹啉类的前体随同烟灰在阻止生成呋喃-二-8-羟基喹啉的足够高的温度(例如400℃以上)下被过滤单元4捕获,则这种热除尘能够非常显著地降低余热锅炉出口烟道气中呋喃二-8-羟基喹啉的含量。值得指出的是,这样用过滤单元同时达到烟道气的除尘和烟道气中呋喃-二-8-羟基喹啉含量的降低,这有助于减轻在余热锅炉下游的烟道气的处理系统结构的负荷。
该过滤器回收的烟灰没有被呋喃二-8-羟基喹啉污染,并且有不多的重金属。因此,这些烟灰与从炉底取出的炉渣可看作是相似的。在烟道气处理过程中,将通过该过滤器的余下的烟灰部分回收,正如冷凝后的重金属那样,这样能够使这些金属(Cd、Hg、Pb等)的冶金材料增值。
根据本发明,在B,在过滤单元4的进口在烟道气的烟灰中加入来自于料斗5的附加的固体微粒流B。这些微粒的特性得到控制以便通过与这些细烟灰微粒生成其熔点为约650℃或650℃以上的低共熔混合物来提高细烟灰微粒的熔点。
这些固体微粒的平均粒度范围可以是10-40微米,相对小的粒度分布提供较大的反应微粒表面积。
作为一种变化方式,另外为了改变滤饼的粒度分布谱,从而使滤饼不密实并且比较容易清除堵塞,可以选择清除堵塞物质的微粒。在这种情况下,所述固体微粒的粒径优选地高于40微米,其值大大高于细的烟灰颗粒(平均小于40微米)。
或许可以通过预-处理提高孔隙度。
有利地,清除堵塞物质是一种以氧化铝为主要组分的组合物,例如一种SiO2、Al2O3、CaO、MgO含量可控制的组合物,以便在高温下主要与Na2O和K2O生成低共熔混合物。可以使用铝土矿作为清除堵塞物质。
例如,过滤单元4是陶瓷管过滤器。这种过滤器是由耐高温的金属罩40组成。待除尘的烟道气由进口41进入所述的罩。已除尘的烟由42从所述罩出来,由出口43回收滤饼。该附图表示出在所述罩40内有多个陶瓷管44。
由过滤单元4出来的已除尘的烟道气再通过余热锅炉的第二部分3b。由所述部分3b出来的烟道气在6接受处理,例如脱氯处理、脱硫处理、收集蒸汽相的重金属、收集氢氟酸、处理NOx。
在料斗中回收滤饼,以便接着在8和9进行处理,在8进行溶解,在9例如用旋液分离器进行湿法分离,将在B加入的构成清除堵塞添加剂的大粒径固体微粒与烟灰分离。
让在处理9分离的由10表示的清除堵塞添加剂固体微粒在可能的干燥之后循环到过滤单元4进口C。在变化形式中,可将所述固体微粒循环到炉1的D,用于补充其炉料。在这后一种变化形式中,必需调节分离器2,为的是让构成过滤单元4的清除堵塞添加剂的固体微粒通过。
在处理过程9分离的由11表示的烟灰经温法处理过程12分离成细烟灰CV与多种盐S而被增值。
在将清除堵塞添加剂的固体微粒循环到过滤单元4进口的C处的情况下,用气动分离器代替处理9中的旋液分离器,而且在B加入的添加剂具有降低NOx含量的催化性质(钒氧化物、铁氧化物等)则是有利的。
本发明的方法当然能用于能源生产设备,具体是使用煤等的加压燃烧的能源生产设备。