本發(fā)明涉及一種生活垃圾焚燒爐，具體涉及一種用于生活垃圾焚燒爐的SNCR煙氣脫硝系統(tǒng)，用于脫除生活垃圾焚燒煙氣中的NO_X，使其反應(yīng)生成N₂和H₂O。

背景技術(shù)：

隨著全球經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市土地越發(fā)趨于緊張，垃圾焚燒廠的建設(shè)和投運，有效緩解城市生活垃圾堆放所需場所問題。焚燒后垃圾重量減輕80％-85％、體積減小90％-95％，垃圾中的細(xì)菌等有害物質(zhì)經(jīng)焚燒后也被消除，有效控制了生活垃圾所帶來的二次污染；垃圾焚燒所產(chǎn)生的熱量還可以給城市供熱或發(fā)電，變廢為寶。其環(huán)境價值、經(jīng)濟(jì)價值較高。但生活垃圾在焚燒過程中會產(chǎn)生大量顆粒物、HCL、SO₂、NO_X、二噁英等有毒有害的煙氣，對此，垃圾焚燒電廠在鍋爐尾部設(shè)置脫酸反應(yīng)塔、布袋反應(yīng)器等煙氣凈化設(shè)施，成功控制了煙塵、顆粒物和易溶性酸性氣體。但煙氣中的NO_X，不易溶于水，通過現(xiàn)有的脫酸反應(yīng)塔不能有效去除，致使高濃度排放；必須實施可行的NO_X控制措施。

氮氧化物是主要的大氣污染物之一，包括一氧化氮、二氧化氮等多種氮的氧化物。生活垃圾焚燒爐排放的氮氧化物中絕大部分是一氧化氮，在大氣中氧化生成二氧化氮。大氣中的氮氧化物除了形成酸雨，導(dǎo)致土壤酸化、氣候變化外，還會產(chǎn)生多種不利的環(huán)境影響。氮氧化物會通過氧化等形成地面臭氧、細(xì)小顆粒物、光化學(xué)煙霧和區(qū)域性灰霾污染，影響呼吸系統(tǒng)、心血管等器官，損害人體健康；氮氧化物通過雨水落在水體中，造成富營養(yǎng)化等問題。

SNCR脫硝技術(shù)用NH₃、尿素等還原劑噴入爐內(nèi)與NO_X進(jìn)行選擇性反應(yīng)，不用催化劑，但必須在高溫區(qū)加入還原劑。還原劑噴入爐膛溫度為850～1150℃的區(qū)域，該還原劑(如尿素、氨水)迅速熱分解或氣化出NH₃并與煙氣中的NO_X進(jìn)行反應(yīng)生成N₂和H₂O，從而降低煙氣中NO_X含量，該方法是以爐膛或尾部煙道為反應(yīng)器。

現(xiàn)有的SNCR脫硝技術(shù)存在以下不足：對溫度要求嚴(yán)格，溫度過低，NO_X轉(zhuǎn)化率低；溫度過高，NH₃則容易被氧化為NO_X，抵消了NO_x的脫除效率；氣相反應(yīng)難以保證充分的混合，氨液消耗量大，NH₃/NO_x摩爾比高；脫硝劑混合程度還較難控制；由于垃圾成分不確定，焚燒時產(chǎn)生的NO_x濃度上下起伏較大，目前的脫硝系統(tǒng)難以及時對波動的NO_x變化做出妥善的應(yīng)對，造成還原劑不足或過量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種對生活垃圾焚燒鍋爐正常運行影響較小、系統(tǒng)運行阻力小、系統(tǒng)運行過程沒有任何固體或液體的污染物、無二次污染生成的用于生活垃圾焚燒爐的SNCR煙氣脫硝系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種用于生活垃圾焚燒爐的SNCR煙氣脫硝系統(tǒng)，包括尿素溶液制備單元、尿素溶液儲存單元、尿素溶液稀釋單元、靜態(tài)混合單元、混合分配單元、氣體分配單元、尿素溶液噴射單元；

所述尿素溶液制備單元包括將固體尿素顆粒輸送至尿素溶液制備罐內(nèi)的斗提機(jī)，尿素溶液制備罐內(nèi)設(shè)有攪拌器；尿素溶液制備罐上設(shè)有溫度變送器一與制備罐液位計；尿素溶液制備罐內(nèi)通過蒸汽管線連通有蒸汽，該路蒸汽管線上設(shè)有開關(guān)閥一；尿素溶液制備罐內(nèi)通過除鹽水管線連通有除鹽水，該除鹽水管線上設(shè)有開關(guān)閥三；

所述尿素溶液儲存單元包括尿素溶液儲備罐，尿素溶液儲備罐上設(shè)有儲備罐液位計與溫度變送器二，尿素溶液儲備罐內(nèi)通過蒸汽管線連通有蒸汽，該路蒸汽管線上設(shè)有開關(guān)閥二；尿素溶液儲備罐下部連接有計量輸送泵，計量輸送泵通過兩路尿素溶液管線分別連接至尿素溶液儲備罐與靜態(tài)混合單元，其中連接至尿素溶液儲備罐的尿素溶液管線上設(shè)有安全閥；

所述尿素溶液制備罐下部通過轉(zhuǎn)運泵連通至尿素溶液儲備罐上部；

所述尿素溶液稀釋單元包括稀釋水罐；稀釋水罐通過除鹽水管線連通有除鹽水，該除鹽水管線上設(shè)有開關(guān)閥四；稀釋水罐上設(shè)有稀釋水罐液位計；稀釋水罐下部連接有稀釋水泵，稀釋水泵通過兩路除鹽水管線分別連接至稀釋水罐與靜態(tài)混合單元，其中連接至稀釋水罐的除鹽水管線上設(shè)有背壓閥；

所述靜態(tài)混合單元通過溶液混合管線依次連接混合分配單元與尿素溶液噴射單元；外部壓縮空氣通過壓縮空氣管線依次連接氣體分配單元與尿素溶液噴射單元；

其中，尿素溶液噴射單元包括噴槍，噴槍伸入至余熱鍋爐內(nèi)。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明實現(xiàn)了應(yīng)對不同垃圾焚燒爐的不同運行工況，做出及時妥善處理，大大降低運行成本，避免還原劑浪費以及污染物處理不達(dá)標(biāo)的狀況，保證垃圾焚燒爐穩(wěn)定的運行；減小了人力資源的浪費，降低了運行維護(hù)成本。

附圖說明

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

圖1為本發(fā)明一種用于生活垃圾焚燒爐的SNCR煙氣脫硝系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明靜態(tài)混合單元示意圖；

圖3為本發(fā)明混合分配單元示意圖；

圖4為本發(fā)明氣體分配單元示意圖；

圖中：1.斗提機(jī)，2.尿素溶液制備罐，2-1.攪拌器，2-2.制備罐液位計，2-3.溫度變送器一，3.尿素溶液管線，3-1.安全閥，4.轉(zhuǎn)運泵，5.蒸汽管線，5-1.開關(guān)閥一，5-2.開關(guān)閥二，6.尿素溶液儲備罐，6-1.儲備罐液位計，6-2.溫度變送器二，7.計量輸送泵，8.稀釋水罐，8-1.稀釋水罐液位計，9.除鹽水管線，9-1.開關(guān)閥三,9-2.開關(guān)閥四，9-3.背壓閥，10.稀釋水泵，11.靜態(tài)混合單元，12.溶液混合管線，13.混合分配單元，14.氣體分配單元，15.壓縮空氣管線，16.噴槍，17.余熱鍋爐。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施案例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。

如圖1所示，為本發(fā)明一種用于生活垃圾焚燒爐的SNCR煙氣脫硝系統(tǒng)的連接示意圖及工作流程圖；該煙氣脫硝系統(tǒng)包括：尿素溶液制備單元、尿素溶液儲存單元、尿素溶液稀釋單元、靜態(tài)混合單元、混合分配單元、氣體分配單元、尿素溶液噴射單元以及自動控制單元。

尿素溶液制備單元包括位于尿素溶液制備罐2一側(cè)的斗提機(jī)1，斗提機(jī)1將固體尿素顆粒輸送至尿素溶液制備罐2內(nèi)，尿素溶液制備罐2內(nèi)設(shè)有攪拌器2-1；尿素溶液制備罐2上設(shè)有溫度變送器一2-3與制備罐液位計2-2；尿素溶液制備罐2內(nèi)通過蒸汽管線5連通有蒸汽，該路蒸汽管線上設(shè)有開關(guān)閥一5-1；尿素溶液制備罐2內(nèi)通過除鹽水管線9連通有除鹽水，該除鹽水管線上設(shè)有開關(guān)閥三9-1；

尿素溶液儲存單元包括尿素溶液儲備罐6，尿素溶液儲備罐6上設(shè)有儲備罐液位計6-1與溫度變送器二6-2，尿素溶液儲備罐6內(nèi)通過蒸汽管線5連通有蒸汽，該路蒸汽管線上設(shè)有開關(guān)閥二5-2；尿素溶液儲備罐6下部連接有計量輸送泵7，計量輸送泵7通過兩路尿素溶液管線分別連接至尿素溶液儲備罐6與靜態(tài)混合單元11，其中連接至尿素溶液儲備罐的尿素溶液管線上設(shè)有安全閥3-1；

尿素溶液制備罐2下部通過轉(zhuǎn)運泵4連通至尿素溶液儲備罐6上部；

尿素溶液稀釋單元包括稀釋水罐8；稀釋水罐8通過除鹽水管線9連通有除鹽水，該除鹽水管線上設(shè)有開關(guān)閥四9-2；稀釋水罐8上設(shè)有稀釋水罐液位計8-1；稀釋水罐8下部連接有稀釋水泵10，稀釋水泵10通過兩路除鹽水管線分別連接至稀釋水罐8與靜態(tài)混合單元11，其中連接至稀釋水罐的除鹽水管線上設(shè)有背壓閥9-3；

靜態(tài)混合單元11通過溶液混合管線12依次連接混合分配單元13與尿素溶液噴射單元；外部壓縮空氣通過壓縮空氣管線15依次連接氣體分配單元14與尿素溶液噴射單元；

其中，尿素溶液噴射單元包括噴槍16，噴槍16伸入至余熱鍋爐17內(nèi)；

如圖2所示，靜態(tài)混合單元11包括第一控制柜體111、尿素溶液管線112、稀釋水管線113與混合管線119；其中，尿素溶液管線112與稀釋水管線113一端分別設(shè)有尿素管線法蘭112-1、稀釋水管線法蘭113-1，另一端均伸入控制柜體111內(nèi)；混合管線119一端設(shè)有混合管線法蘭119-1，另一端伸入控制柜體111內(nèi)，并與控制柜體內(nèi)的尿素溶液管線、稀釋水管線連接；

其中，位于控制柜體111內(nèi)的尿素溶液管線上沿液流方向依次設(shè)有球閥一114、過濾器115；位于控制柜體111內(nèi)的稀釋水管線上沿液流方向依次設(shè)有球閥一114、過濾器115、氣動開關(guān)閥116、電磁流量計117、調(diào)節(jié)閥118；位于控制柜體111內(nèi)的混合管線上沿液流方向依次設(shè)有靜態(tài)混合器1110、止回閥1111、球閥二1112；

如圖3所示，混合分配單元13包括第二控制柜體31、尿素溶液管線32、混合管線39；尿素溶液管線32一端安裝在柜體內(nèi)，另一端位于柜體外并安裝有尿素管線法蘭32-1；多個(四個)混合管線39一端安裝在柜體內(nèi)、且均與尿素溶液管線32連通，多個混合管線39的另一端安裝有混合管線法蘭39-1；

其中，位于柜體內(nèi)的尿素溶液管線32上沿液流方向依次設(shè)有第一球閥33、過濾器34、氣動開關(guān)閥35、調(diào)節(jié)閥36、電磁流量計37、止回閥38；位于柜體內(nèi)的多個混合管線39上沿液流方向依次設(shè)有第二球閥310、浮子流量計311；

如圖4所示，氣體分配單元14包括第三控制柜體41、壓縮空氣管線42、混合管線46；壓縮空氣管線42一端安裝在柜體內(nèi)，另一端位于柜體外并安裝有空氣管線法蘭42-1；多個(兩個)混合管線46一端安裝在柜體內(nèi)、且均與壓縮空氣管線42連通，多個混合管線46的另一端安裝有混合管線法蘭46-1；

其中，位于柜體內(nèi)的壓縮空氣管線42上沿氣流方向依次設(shè)有第一球閥43、過濾器44、氣動開關(guān)閥45；位于柜體內(nèi)的多個混合管線46上沿氣流方向依次設(shè)有第二球閥47、調(diào)壓閥48、止回閥49；

PLC控制單元為智能PLC Siemens S7-300，PROFIBUS分布式I/O，總線通信；全自動控制、管理、協(xié)調(diào)和監(jiān)控所有工藝功能；與總廠DCS通信，接受來自總廠的信號，精確計算注入量，定點給出還原劑量，與操作界面通信。正常運行模式是全自動的，這意味著SNCR系統(tǒng)不需要人工控制，也可以在手動模式下運行控制，這意味著操作人員從操作終端人工控制所有的系統(tǒng)；

尿素溶液制備單元與PLC控制單元連接，實現(xiàn)遠(yuǎn)程自動控制，遠(yuǎn)程開啟添加除鹽水、攪拌、加熱、轉(zhuǎn)運等功能；混合分配單元與PLC控制單元連接，可實現(xiàn)自動控制，改變尿素溶液使用量；、尿素溶液稀釋單元與PLC控制單元連接，自動保存除鹽水罐的水量；尿素溶液和除鹽水配比、溶液流量、氣水比等均可在控制界面中改變，簡潔方便，快捷明了，易于操作；與DCS進(jìn)行聯(lián)鎖，在線配比調(diào)節(jié)噴入到爐膛內(nèi)尿素溶液的濃度；

尿素溶液噴射單元采用脫硝專用二流體式霧化噴槍；材質(zhì)為SS310，槍頭部分為特殊材質(zhì)合金，具有極強(qiáng)的耐高溫抗腐蝕能力；通過高壓柔性軟管分別與混合分配單元和壓縮空氣分配單元的管線相連，整個噴槍套管固定在鍋爐水冷壁鰭板上，噴槍與套管通過快速插拔接頭連接，便于快速巡查噴頭的使用情況。尿素溶液噴射單元的噴槍布置在爐膛的前墻和/或左右墻，向爐膛內(nèi)噴射尿素溶液，使煙氣與還原劑在合適溫度范圍950-1050℃發(fā)生還原反應(yīng)。向爐膛內(nèi)噴射的尿素溶液可根據(jù)尾部煙氣中氮氧化物濃度、煙氣量、爐膛煙氣溫度以及焚燒爐蒸發(fā)量實時調(diào)節(jié)其濃度和流量，由自動控制單元自動控制。

本發(fā)明工作方式：先開除鹽水管線9的開關(guān)閥三9-1至尿素溶液制備罐2中，到達(dá)設(shè)定液位后制備罐液位計2-2反饋信號，關(guān)閉開關(guān)閥三9-1，開蒸汽管線5的開關(guān)閥一5-1，對尿素溶液制備罐2內(nèi)的除鹽水進(jìn)行加熱待至設(shè)定溫度，溫度變送器一2-3反饋信號關(guān)閉開關(guān)閥一5-1，開啟攪拌器2-1；

配比所需的固體尿素顆粒通過斗提機(jī)1輸送到尿素溶液制備罐2中，充分?jǐn)嚢韬箨P(guān)閉攪拌器2-1；開啟轉(zhuǎn)運泵4，尿素溶液通過尿素溶液管線3輸送至尿素溶液儲備罐6內(nèi)，若尿素溶液溫度低，開啟蒸汽管線5的開關(guān)閥二5-2進(jìn)行加熱待至設(shè)定溫度，溫度變送器二6-2反饋信號關(guān)閉開關(guān)閥二5-2；開啟稀釋水罐8上除鹽水管線9的開關(guān)閥四9-2，到達(dá)設(shè)定液位后稀釋水罐液位計8-1反饋信號，關(guān)閉開關(guān)閥四9-2；

計量輸送泵7將定量的尿素溶液輸送至靜態(tài)混合單元11，多余的尿素溶液通過安全閥3-1返回尿素溶液儲備罐6內(nèi)；稀釋水泵10將除鹽水輸送至靜態(tài)混合單元11，多余的除鹽水通過背壓閥9-3返回稀釋水罐8內(nèi)；經(jīng)靜態(tài)混合單元11配比稀釋后的尿素溶液通過溶液混合管線12輸送至混合分配單元13，而后在混合分配單元13內(nèi)進(jìn)行計量分配，保證給每只噴槍16提供等量的尿素溶液；

壓縮空氣在氣體分配單元14內(nèi)進(jìn)行計量分配，通過壓縮空氣管線15保證給每只噴槍16提供充足的壓空動力，保證噴入到余熱鍋爐17內(nèi)的尿素溶液必須為霧化狀；

實施例：先根據(jù)制備罐的大小，計算出配制40％尿素溶液所需要的除鹽水水量及尿素總量；根據(jù)計算量首先向制備罐中加入適量高度的除鹽水，然后對罐體內(nèi)部溶液進(jìn)行加熱至40℃以上，通過人工將固體尿素顆粒投入斗提機(jī)內(nèi)，開啟攪拌電機(jī)，待滿足條件后停止加尿素；配制成濃度為40％的尿素溶液；待尿素溶液配置完成后，由尿素溶液轉(zhuǎn)運泵將制備罐中的尿素輸送到尿素儲存罐中儲存，為稀釋系統(tǒng)提供穩(wěn)定的尿素溶液供應(yīng)；

由于尿素溶液儲存罐的容積一般較大而制備罐的容積較小，一般進(jìn)行多次充裝，在充裝過程中系統(tǒng)同時檢測制備罐和儲存罐的液位，當(dāng)儲存罐液位高于上限值時，自動關(guān)閉尿素溶液儲存罐轉(zhuǎn)運泵；

將儲備罐內(nèi)的尿素溶液通過計量泵定量加壓輸送至尿素溶液靜態(tài)混合單元，并與通過尿素溶液稀釋單元輸送泵加壓輸送至靜態(tài)混合單元中的除鹽水進(jìn)行配比稀釋，根據(jù)系統(tǒng)在線監(jiān)測反饋煙氣中的NO_X含量，來實時調(diào)節(jié)噴入到爐膛內(nèi)尿素溶液的濃度；經(jīng)靜態(tài)混合單元配比好的尿素溶液，先被輸送至鍋爐平臺的混合分配單元中，而后在本混合單元內(nèi)通過調(diào)節(jié)閥、流量計、壓力表及閥門控制，進(jìn)行計量分配，保證給每只噴射單元提供等量的尿素溶液；壓縮空氣分配單元就近布置與鍋爐平臺，以保證脫硝系統(tǒng)控制最小延時。保證每只噴槍霧化所需的壓縮空氣量；其與混合分配單元出口的漿液管線是相互匹配，為便于煙氣中的NO_X與尿素溶液能夠充分的還原反應(yīng)，噴入到爐膛內(nèi)的尿素溶液必須為霧化狀。

本發(fā)明原理：該煙氣脫硝系統(tǒng)在不使用催化劑的條件下，以爐膛為反應(yīng)器，將尿素溶液噴入鍋爐爐膛溫度為850-1150℃的區(qū)域，還原劑迅速熱分解成NH₃，與煙氣中的NO_X反應(yīng)生成N₂和H₂O。

根據(jù)現(xiàn)場工況運行條件可隨時制備所需濃度的尿素溶液，并通過轉(zhuǎn)運泵迅速輸送至儲備罐單元，便于脫硝系統(tǒng)使用；尿素溶液儲存單元中的尿素溶液通過計量泵進(jìn)行定量加壓輸送至靜態(tài)混合單元；尿素溶液稀釋單元中的除鹽水通過輸送泵加壓輸送至靜態(tài)混合單元中，為在線稀釋提供載體，根據(jù)系統(tǒng)在線監(jiān)測反饋煙氣中的NO_X含量，來實時調(diào)節(jié)噴入到爐膛內(nèi)尿素溶液的濃度；經(jīng)靜態(tài)混合單元配比好的尿素溶液，先被輸送至鍋爐平臺的混合分配單元中，而后在本混合單元內(nèi)進(jìn)行計量分配，保證給每只噴射單元提供等量的尿素溶液；壓縮空氣分配單元就近布置與鍋爐平臺，與混合單元出口的漿液管線是等比例配置，為噴射單元尿素溶液的霧化提供動力；

本發(fā)明主要特點如下：

1)經(jīng)濟(jì)性好、不用催化劑；

2)投資成本和運行成本低；

3)占地面積小(不需要額外反應(yīng)器，反應(yīng)在爐內(nèi)進(jìn)行)；

4)系統(tǒng)簡單、不需要改變現(xiàn)有鍋爐的設(shè)備設(shè)置、只需要增加還原劑的制備模塊(尿素工藝)，存儲模塊，稀釋計量模塊、分配噴射模塊；

5)系統(tǒng)運行阻力小，對鍋爐的正常運行影響較?。?/p>

6)脫硝效果較為明顯，應(yīng)用在大型余熱鍋爐上能達(dá)到30％-50％的NO_X脫除率；在中小型余熱鍋爐上能達(dá)到50％-70％的NO_X脫除率；

7)還原劑多樣易得，脫除NO_x的還原劑一般都是含氮的物質(zhì)，包括氨、尿素和各種銨鹽，應(yīng)用最廣泛的是氨水和尿素；

8)施工時間短、易于實施；

9)是一種經(jīng)濟(jì)實用的脫硝技術(shù),適合我國的國情。

以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例和說明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。