申请日2016.11.09
公开(公告)日2017.02.08
IPC分类号B01D53/79; B01D53/56
摘要
本发明公开了一种利用垃圾渗滤液脱除烟气中氮氧化物的装置及方法。其属于废气治理技术领域，装置包括依次连通的渗滤液储罐、第一流量控制系统、氨水稀释/尿素溶解罐、第二流量控制系统、第四流量控制系统和喷枪;连接在第四流量控制系统和喷枪之间的压缩空气储罐，以及电控系统。通过将输送至渗滤液储罐中的渗滤液输送到氨水稀释/尿素溶解罐内与氨水或尿素混合成还原剂，再将还原剂经喷枪喷出并与氮氧化物进行脱硝反应。该装置及方法与生产工况相结合，高浓度渗滤液一方面作为还原剂参与SNCR反应，另一方面贡献热值减少燃料消耗，解决了现有技术介质消耗高、调节周期长及与生产工况结合性较弱的技术问题。
摘要附图
权利要求书
1.一种利用垃圾渗滤液脱除烟气中氮氧化物的装置，其特征在于，包括：
依次连通的渗滤液储罐、第一流量控制系统、氨水稀释/尿素溶解罐、第二流量控制系统、第四流量控制系统和喷枪;
压缩空气储罐，其连接在所述第四流量控制系统和喷枪之间，用于输入压缩空气;
电控系统，其与所述第一流量控制系统、第二流量控制系统、第四流量控制系统电连接，用于对介质流量加以调节。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
用于输送除盐水的除盐水输送泵;
第三流量控制系统，其分别与所述除盐水输送泵和第四流量控制系统相连通，并与所述电控系统电连接。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：
渗滤液输送泵，其与所述渗滤液储罐相连，用于向该渗滤液储罐内泵入渗滤液;
氨水/尿素输送泵，其与所述氨水稀释/尿素溶解罐相连，用于向该氨水稀释/尿素溶解罐泵入氨水或尿素。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述渗滤液输送泵前置渗滤液过滤器，该过滤器通过粒径小于5mm。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述电控系统通过反馈调节器对介质流量加以调节。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述渗滤液储罐内配备有与所述电控系统电连接的温度传感器、TOC传感器、氨氮检测传感器、压力传感器。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述渗滤液储罐顶部设置有通过管路与所述压缩空气储罐相连通的空气阀。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的利用垃圾渗滤液脱除烟气中氮氧化物的装置，其利用垃圾渗滤液脱除烟气中氮氧化物的方法如下：
将输送至渗滤液储罐中的渗滤液输送到氨水稀释/尿素溶解罐内与氨水或尿素混合成还原剂，再将还原剂经喷枪喷出并与氮氧化物进行脱硝反应。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：
渗滤液中有机物质量浓度可以为1%-20%;
氨水浓度为15%-40%;
喷枪入口液体压力为0.25-0.40MPa，压缩空气压力为0.30-0.50MPa。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：根据氮氧化物所处环境温度及氮氧化物的浓度，通过控制从渗滤液储罐流向氨水稀释/尿素溶解罐的渗滤液的流量对还原剂中氨质量浓度加以调节。
说明书
一种利用垃圾渗滤液脱除烟气中氮氧化物的装置及方法
技术领域
本发明涉及废气治理技术领域，尤其涉及一种利用垃圾渗滤液脱除烟气中氮氧化物的装置及方法。
背景技术
氮氧化物是造成大气灰霾的主要前驱体，“十二五”期间我国已将其列为约束性控制指标，其中火电、机动车及水泥行业氮氧化物排放居前三位，减排压力巨大。工业烟气氮氧化物控制方法主要包括过程控制和末端烟气脱硝技术。低氮燃烧技术属于过程控制，包括空气分级燃烧和燃料分级燃烧技术等，一般可以降低10%-20%的氮氧化物，要满足现行排放标准(火电-50mg/Nm3，水泥-400mg/Nm3)，还需要对烟气进行末端脱硝控制。
烟气末端脱硝技术主要包括选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原脱硝技术(SNCR)，其中SNCR是将氨水或尿素等还原剂喷入850-1100℃的烟气中实现氮氧化物还原，该技术不占用生产设备空间，易于改造，已被广泛用于锅炉、水泥等烟气脱硝的治理。由于SNCR极易受到喷入条件的影响，因此该技术实际脱硝效率最高仅为50%左右，在削减等量氮氧化物的情况下，SNCR还原介质消耗量要比SCR高出近40%，按2012年水泥行业氮氧化物排放总量331.2万吨削减50%计算，纯氨水消耗量近200万吨，SNCR技术运行成本高且在使用过程中容易造成氨逃逸等二次污染，因此如何在提高脱硝效率的同时降低还原剂消耗成为目前SNCR技术发展的重要方向。
我国垃圾含水量高(6-10%)，每年因垃圾产生的渗滤液达上千万吨，处理难度大、工艺复杂、成本高，渗滤液中氨氮浓度通常为900-10000mg/L，COD在4000-60000mg/L之间，高有机碳及氨氮的特点使得渗滤液易在高温还原气氛下分解为烷烃、CO、NH3等气体，这些气体能够与氮氧化物发生还原反应，将氮氧化物还原为氮气和水，因此采用渗滤液替代一部分脱硝还原剂，能够达到以废治废的目的，降低了渗滤液后处理工艺及费用，同时节约了氨水/尿素成本。此过程中可能涉及的化学反应包括：
CxHy+NO→N2+CO2+H2O
NH3+NO+O2→N2+H2O
公开号为CN104801171A的专利公开了一种利用有机/氨氮废液的SNCR烟气脱硝方法，该方法将3%-5%质量浓度的有机/氨氮废液喷入水泥窑分解炉高温区，废液来源丰富，但有机物/氨氮浓度较高时需要额外消耗一部分工艺水进行稀释，易造成窑内湿度较高，气态物质露点温度降低，物料热量消耗增加，且仅靠渗滤液还原脱硝效率较低，系统整体经济型欠佳。
公开号为CN105157044A的专利公开了一种垃圾焚烧炉渗滤液回喷脱硝装置及方法，通过渗滤液与氨水混合，返喷至垃圾焚烧炉炉膛，减少了工艺水用量的消耗，喷射流量随炉膛温度进行调节，但未考虑原滤液浓度以及出口气体组分对返喷流量的调节，炉膛出口氮氧化物浓度较高时反馈滞后，与燃烧工艺条件等结合较弱，不适于水泥窑分解炉内脱硝。
渗滤液返喷脱硝方法随着近年来SNCR在国内水泥窑的普遍应用而引起关注，但由于国外生活垃圾管理体系完善，渗滤液的处置技术较为完善，相关研究的借鉴意义不大，国内目前已公开的专利在技术的性能、智能化程度以及行业覆盖度上均存在各种问题，制约着该技术的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种介质消耗少、调节周期短且易于与生产工况相结合的一种利用垃圾渗滤液脱除烟气中氮氧化物的装置及方法。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种利用垃圾渗滤液脱除烟气中氮氧化物的装置包括：
依次连通的渗滤液储罐、第一流量控制系统、氨水稀释/尿素溶解罐、第二流量控制系统、第四流量控制系统和喷枪;
压缩空气储罐，其连接在所述第四流量控制系统和喷枪之间，用于输入压缩空气;
电控系统，其与所述第一流量控制系统、第二流量控制系统、第四流量控制系统电连接，用于对介质流量加以调节。
作为优选，所述装置还包括：
用于输送除盐水的除盐水输送泵;
第三流量控制系统，其分别与所述除盐水输送泵和第四流量控制系统相连通，并与所述电控系统电连接。
作为优选，所述装置还包括：
渗滤液输送泵，其与所述渗滤液储罐相连，用于向该渗滤液储罐内泵入渗滤液;
氨水/尿素输送泵，其与所述氨水稀释/尿素溶解罐相连，用于向该氨水稀释/尿素溶解罐泵入氨水或尿素。
作为优选，所述渗滤液输送泵前置渗滤液过滤器，该过滤器通过粒径小于5mm。
作为优选，所述电控系统通过反馈调节器对介质流量加以调节。
作为优选，所述渗滤液储罐内配备有与所述电控系统电连接的温度传感器、TOC传感器、氨氮检测传感器、压力传感器。
作为优选，所述渗滤液储罐顶部设置有通过管路与所述压缩空气储罐相连通的空气阀。
根据上述任一项所述的利用垃圾渗滤液脱除烟气中氮氧化物的装置，其利用垃圾渗滤液脱除烟气中氮氧化物的方法如下：
将输送至渗滤液储罐中的渗滤液输送到氨水稀释/尿素溶解罐内与氨水或尿素混合成还原剂，再将还原剂经喷枪喷出并与氮氧化物进行脱硝反应。
作为优选，渗滤液中有机物质量浓度可以为1%-20%;
氨水浓度为15%-40%;
喷枪入口液体压力为0.25-0.40MPa，压缩空气压力为0.30-0.50MPa。
作为优选，根据氮氧化物所处环境温度及氮氧化物的浓度，通过控制从渗滤液储罐流向氨水稀释/尿素溶解罐的渗滤液的流量对还原剂中氨质量浓度加以调节。
本发明所提供的利用垃圾渗滤液脱除烟气中氮氧化物的装置及方法，具有如下优点和效果：
1、本装置及方法在不影响现有SNCR脱硝系统的基础上，添加渗滤液，一方面对浓氨水/尿素进行稀释/溶解，大大减少装置工艺水用量;另一方面，利用渗滤液中有机物及氨氮组分在高温下分解脱硝，强化还原区气氛，提高氮氧化物的脱除效率20%以上。
2、通过参数反馈，实时调整装置内介质流量，保证了生产系统的稳定，装置结构简单，可操作性强，能够直接对垃圾焚烧炉、燃煤锅炉、水泥分解窑等现有SNCR设备进行改造。
3、本装置可直接应用于水泥窑生活垃圾/干化污泥协同处置生产线，氮氧化物减排效果更加显著，并可省去渗滤液处理设备，具有明显的优势。