申请日2018.10.09
公开(公告)日2018.12.28
IPC分类号B01D53/79; B01D53/56
摘要
本发明公开了一种垃圾焚烧锅炉渗沥液回喷系统及降低NOx含量的方法，涉及垃圾处理技术领域，其技术方案要点是包括渗沥液回喷装置和补氨系统，所述渗沥液回喷装置包括安装在炉膛上的渗沥液喷枪;所述补氨系统包括中央控制器、NOx含量检测模块、氨氮含量检测模块、输出控制模块和NH3补充模块。本发明解决了目前垃圾焚烧锅炉焚烧垃圾NOx浓度变化而喷渗滤液量固定导致脱硝不充分问题，通过对渗沥液喷入方式进行改善提高雾化稳定性，并根据需要向渗沥液中补氨，增强垃圾焚烧NOx去除效果，降低排放气体中NOx含量。
权利要求书
1.一种垃圾焚烧锅炉渗沥液回喷系统，其特征在于：包括渗沥液回喷装置和补氨系统，所述渗沥液回喷装置包括安装在炉膛上的渗沥液喷枪，所述渗沥液喷枪包括同轴设置的外枪管(1)和内枪管(2)，内枪管(2)与外枪管(1)的一端固定有雾化喷头(4)，外枪管(1)上设有空气接入口(12)，内枪管(2)上设有渗沥液接入口(21)，内枪管(2)连接有与内部连通的补氨管(3)，补氨管(3)上设有电磁阀(31);
所述补氨系统包括中央控制器(51)、NOx含量检测模块(52)、氨氮含量检测模块(53)、输出控制模块(54)和NH3补充模块(55);NOx含量检测模块(52)用于检测炉膛内NOx浓度，并将NOx浓度信号输出到中央控制器(51);氨氮含量检测模块(53)用于检测渗沥液中的氨氮浓度，并将氨氮浓度信号输出到中央控制器(51);输出控制模块(54)用于接收中央控制器(51)的控制信号，当输出控制模块(54)接收到中央控制器(51)输出的控制信号时，输出控制模块(54)输出高电平信号;NH3补充模块(55)响应于输出控制模块(54)输出的高电平信号，并根据接收到的高电平信号控制电磁阀(31)的开关。
2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧锅炉渗沥液回喷系统，其特征在于：所述补氨管(3)与内枪管(2)连接的一端固定有带有中心孔的圆盘，在圆盘上靠近中心孔设有至少一个透气孔(32);圆盘上穿过中心孔连接有密封件(33)，密封件(33)为横截面呈T型的回转体，密封件(33)与补氨管(3)的内径相配合并将透气孔(32)堵住;密封件(33)的圆柱端穿过中心孔并沿轴向相对滑动，在密封件(33)的圆柱端上套设有弹簧(331)。
3.根据权利要求2所述的垃圾焚烧锅炉渗沥液回喷系统，其特征在于：所述内枪管(2)对应补氨管(3)位置直径增加形成扩容部(22)。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的垃圾焚烧锅炉渗沥液回喷系统，其特征在于：所述空气接入口(12)通过管道连接有储气罐，储气罐连接外部气源。
5.根据权利要求4所述的垃圾焚烧锅炉渗沥液回喷系统，其特征在于：所述储气罐底部安装有渗沥液排污管道，排污管道上安装有控制阀。
6.根据权利要求1所述的垃圾焚烧锅炉渗沥液回喷系统，其特征在于：所述输出控制模块(54)包括连接于中央控制器(51)上的继电器的电磁线圈(KA1)，继电器的电磁线圈(KA1)另一端电连接有第一电阻(R1)，第一电阻(R1)另一端接地;所述NH3补充模块(55)包括继电器的常闭触点(KA1-1)，常闭触点的一端连接电源(VCC)，另一端连接有第二电阻(R2)，第二电阻(R2)的另一端与电磁阀(31)电连接，电磁阀(31)的另一端接地。
7.一种利用权利要求1所述的垃圾焚烧锅炉渗沥液回喷系统降低NOx含量的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：NOx含量检测模块(52)用于检测炉膛内NOx浓度X，并将NOx浓度信号输出到中央控制器(51);氨氮含量检测模块(53)用于检测渗沥液中的氨氮浓度Y，并将氨氮浓度信号输出到中央控制器(51);
S2：中央控制器(51)比较判断氨氮浓度是否满足Y≥kX;
S3：氨氮浓度满足要求，无信号输出;氨氮浓度不满足要求，中央控制器(51)发出信号向渗沥液中补氨。
8.根据权利要求7所述的降低NOx含量的方法，其特征在于：步骤S3中所述中央控制器(51)发出信号的补氨量为kX-Y。
9.根据权利要求7所述的降低NOx含量的方法，其特征在于：单根渗沥液管流量为v，炉膛的体积为V， k=λ*V/(N*v)。
10.根据权利要求9所述的降低NOx含量的方法，其特征在于：λ为1.0-1.2。
说明书
垃圾焚烧锅炉渗沥液回喷系统及降低NOx含量的方法
技术领域
本发明涉及垃圾处理技术领域，更具体的说，它涉及一种垃圾焚烧锅炉渗沥液回喷系统及降低NOx含量的方法。
背景技术
随着社会的发展，人们的生活质量越来越好，随之而来的则是大量的生活垃圾，目前通常使用的垃圾处理方式有以下两种：一种是采用垃圾填埋技术，然而，随着城市用地的逐渐减少，人们也在寻找替代垃圾填埋技术的方案;另一种方式就是焚烧生活垃圾，利用生活垃圾在锅炉中焚烧，具有减量化、资源化和无害化的优点，产生的蒸汽可用于发电和供汽，具有节约能源、减少环境污染的社会效益，也有很好的经济效益。
授权公告号为CN105090973B的中国发明专利，其公开了一种垃圾焚烧炉，所述垃圾焚烧炉包括第一炉体、第二炉体、风机、引风部及排烟管，并设有喂料口及排渣口。本发明设置用于燃烧固体垃圾的第一炉体、用于燃烧固体垃圾燃烧时分解出的气体的第二炉体，并且设置有引风部和风机将空气引入第一炉体、第二炉体及排烟管，增加了垃圾焚烧炉的新鲜充量，提升了垃圾焚烧炉的燃烧效率和温度，使垃圾焚烧炉内的温度达到950℃～1100℃，达到了二噁英的分解温度，减少了二噁英的排放。但是存在以下不足：烟气中含有较多的NOx，如果不进行有效处理，排放到空气中会污染环境。
授权公告号为CN103591588B的中国发明专利，公开了一种生活垃圾焚烧炉，包括烟囱、炉体、炉体内的炉膛、排渣口及进料口，所述的炉膛的一侧设置有与炉膛连通的倾斜设置的斜坡送料通道，进料口设置在斜坡送料通道的上端，炉膛上端的一侧设置的出烟口与Z型或S形烟道连通，Z型或S形烟道的出口与竖直设置的喷淋水洗塔的下部连通，喷淋水洗塔的上部经过与其顶部连通的向下折弯的烟道引至颗粒状活性炭处理区，颗粒状活性炭处理区的出口与布袋除尘器的进口连通，布袋除尘器的出口连通引风机后与竖直的烟囱的下部连通。该发明对城市垃圾预热燃烧，有效脱除烟气中的SO2、氮氧化物、二恶英、呋喃、烟尘粒子等有害排放物，但存在以下不足：控制氮氧化物排放一般采用SNCR法或者增加SCR系统，成本高昂，而且对于垃圾中的渗沥液无法进行处理。
申请公布号为CN107702108A的中国发明专利申请，其公开了一种垃圾焚烧锅炉回喷垃圾渗沥液降低NOx排放的方法，，包括：在垃圾池底部设有收集池，收集垃圾发酵产生的渗沥液;通过潜水泵将所述渗沥液输送到缓冲池进行沉淀;采用渗沥液回喷装置将缓冲池内的渗沥液回喷至垃圾焚烧锅炉的炉膛。本发明利用渗沥液里含有的氨氮成份，通过渗沥液回喷装置，在炉膛进行渗沥液回喷，降低垃圾焚烧炉烟气NOx排放，
减少尿素溶液用量，同时减少渗沥液处理量。但本发明申请存在以下不足：由于垃圾燃烧时产生的NOx浓度因燃烧成分的变化而不同，而渗沥液喷出的量一定，当NOx浓度较高时，渗沥液中含有的氨氮成分不能满足净化NOx，则排出的气体中NOx含量超标，对环境污染较大。
综上，亟需寻找一种有效利用渗沥液充分降低垃圾焚烧产生的氮氧化物排放的方法。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种垃圾焚烧锅炉渗沥液回喷系统，通过改变渗沥液喷入方式，根据需要向渗沥液中动态补氨，增强垃圾焚烧NOx去除效果，降低排放气体中NOx含量。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种垃圾焚烧锅炉渗沥液回喷系统，包括渗沥液回喷装置和补氨系统，所述渗沥液回喷装置包括安装在炉膛上的渗沥液喷枪，所述渗沥液喷枪包括同轴设置的外枪管和内枪管，内枪管与外枪管的一端固定有雾化喷头，外枪管上设有空气接入口，内枪管上设有渗沥液接入口，内枪管连接有与内部连通的补氨管，补氨管上设有电磁阀;
所述补氨系统包括中央控制器、NOx含量检测模块、氨氮含量检测模块、输出控制模块和NH3补充模块;NOx含量检测模块用于检测炉膛内NOx浓度，并将NOx浓度信号输出到中央控制器;氨氮含量检测模块用于检测渗沥液中的氨氮浓度，并将氨氮浓度信号输出到中央控制器;输出控制模块用于接收中央控制器的控制信号，当输出控制模块接收到中央控制器输出的控制信号时，输出控制模块输出高电平信号;NH3补充模块响应于输出控制模块输出的高电平信号，并根据接收到的高电平信号控制电磁阀的开关。
通过采用上述技术方案，渗沥液经过渗沥液回喷装置喷入到炉膛中与NOx进行脱硝反应，此时NOx检测模块实时检测NOx含量，并将NOx含量传输到中央控制器。同时氨氮检测模块实时检测渗沥液中氨氮含量，并将氨氮含量传输到中央控制器。
中央控制器判断氨氮含量是否足以满足NOx脱硝反应，当判断出渗沥液中的氨氮含量足以净化炉膛中的NOx，此时不需要向渗沥液中补氨，则中央控制器无信号输出，此时电磁阀处于关闭状态。
当中央控制器判断出渗沥液中的氨氮含量不足以净化炉膛中的NOx，不能满足NOx反应，中央控制器输出信号向渗沥液中加入NH3，输出控制模块接收到信号后输出高电平信号，NH3补充模块响应于输出控制模块输出的高电平信号，并根据接收到的高电平信号控制电磁阀打开。
液氨经补氨管进入到内枪管，氨气溶入到渗沥液中增加渗沥液内的氨氮，则渗沥液经过雾化喷头后喷入到炉膛中，上层渗沥液喷枪喷出的渗沥液与烟气中的NOx进行反应，则NOx含量降低。直至当中央控制器再次判断出渗沥液中的氨氮含量足以净化炉膛中的NOx，电磁阀关闭。重复上述过程，能够根据NOx浓度变化实时调整渗沥液中的氨氮含量，使得氨氮充分与NOx反应以降低排放气体中NOx浓度，增强垃圾焚烧锅炉渗沥液回喷系统降低NOx含量的效果。
本发明进一步设置为：所述补氨管与内枪管连接的一端固定有带有中心孔的圆盘，在圆盘上靠近中心孔设有至少一个透气孔;圆盘上穿过中心孔连接有密封件，密封件为横截面呈T型的回转体，密封件与补氨管的内径相配合并将透气孔堵住;密封件的圆柱端穿过中心孔并沿轴向相对滑动，在密封件的圆柱端上套设有弹簧。
通过采用上述技术方案，当补氨管上的电磁阀打开时，外部的氨气在高压下从补氨管向内枪管流动，高压氨气对密封件形成推力，密封件向内枪管移动并打开透气孔，氨气从透气孔进入到内枪管中，由于氨气极易溶于水，氨气会溶解在渗沥液中。当电磁阀关闭时，压力减小，弹簧恢复并带动密封件复位重新将透气孔堵住，防止渗沥液倒流到补氨管中。
本发明进一步设置为：所述内枪管对应补氨管位置直径增加形成扩容部。
通过采用上述技术方案，扩容部增加了内枪管在氨气进入部位的体积，使得氨气自补氨管进入到内枪管时有充分的缓冲空间溶入到渗沥液中，避免高压氨气喷入到内枪管中可能产生断流现象。
本发明进一步设置为：所述空气接入口通过管道连接有储气罐，储气罐连接外部气源。
通过采用上述技术方案，储气罐为渗沥液回喷装置单独供气，可以保证压缩空气压力相对稳定，避免因压缩空气主管路用户较多，压缩空气压力变化较大，雾化效果不稳定。此外，即使雾化喷嘴堵塞，渗沥液沿着管道只能流到储气罐中，还可以防止因渗沥液喷枪的雾化喷嘴堵塞而造成渗沥液进入压缩空气主管路而影响其他压缩空气用户的正常使用，系统可靠性得到了极大的提高，增加了渗沥液回喷系统的运行时间。
本发明进一步设置为：所述储气罐底部安装有渗沥液排污管道，排污管道上安装有控制阀。
通过采用上述技术方案，通过渗沥液排污管道定期排污，可将储气罐中的渗滤液直接排往渗沥液收集池，保持储气罐内部的清洁。
本发明进一步设置为：所述输出控制模块包括连接于中央控制器上的继电器的电磁线圈，继电器的电磁线圈另一端电连接有第一电阻，第一电阻另一端接地;所述NH3补充模块包括继电器的常闭触点，常闭触点的一端连接电源，另一端连接有第二电阻，第二电阻的另一端与电磁阀电连接，电磁阀的另一端接地。
通过采用上述技术方案，当中央控制器输出控制信号时，继电器的电磁线圈得电，控制继电器的常闭触点断开，使得电磁阀失电，电磁阀打开，液氨进入补氨管后流入到内枪管中，氨气溶入到内枪管中的渗沥液，增加渗沥液中氨氮含量，控制简单，易于实现。
针对现有技术存在的不足，本发明的另一个目的在于提供一种降低NOx含量的方法，通过利用垃圾焚烧锅炉渗沥液回喷系统，根据需要向渗沥液中动态补氨，增强垃圾焚烧NOx去除效果，降低排放气体中NOx含量。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种利用上述的垃圾焚烧锅炉渗沥液回喷系统降低NOx含量的方法，包括以下步骤：
S1：NOx含量检测模块用于检测炉膛内NOx浓度X，并将NOx浓度信号输出到中央控制器;氨氮含量检测模块用于检测渗沥液中的氨氮浓度Y，并将氨氮浓度信号输出到中央控制器;
S2：中央控制器比较判断氨氮浓度是否满足Y≥kX;
S3：氨氮浓度满足要求，无信号输出;氨氮浓度不满足要求，中央控制器发出信号向渗沥液中补氨。
通过采用上述技术方案，当炉膛内的NOx浓度较高时，中央控制器发出指令向渗沥液中补氨，这样在渗沥液的流量不变的情况下，增加了渗沥液中氨氮含量，使得渗沥液中的还原性成分充分与NOx进行反应，大大降低排放气体中NOx含量，环境污染小。
本发明进一步设置为：所述步骤S3中补氨量为kX-Y。
通过采用上述技术方案，补氨量为残余NOx脱硝反应需要的量，使得NOx脱硝反应充分，同时避免加入氨气过多随气体排出污染环境。
本发明进一步设置为：单根渗沥液管流量为v，炉膛的体积为V， k=λ*V/(N*v)。
通过采用上述技术方案，由于氨氮浓度是在渗沥液中检测出来的，最后氨氮参与反应时是在炉膛内以雾化形式喷出，氨氮浓度反应时被稀释，建立较为准确的调节系数，提高NOx的净化效果。
本发明进一步设置为：λ为1.0-1.2。
通过采用上述技术方案，氨氮含量略高于NOx净化所需的量，使得NOx能够脱硝更加彻底。
综上所述，本发明相比于现有技术具有以下有益效果：
1.利用渗沥液里含有的氨氮成分，通过渗沥液回喷装置，在炉膛内进行渗沥液回喷，降低垃圾焚烧锅炉烟气NOx排放，减少尿素溶液用量，同时减少渗沥液处理量，使得烟气排放更清洁，保护环境;
2.补氨系统能够根据垃圾焚烧产生的NOx浓度变化，适时的补充氨气，使得NOx在高温下充分脱硝，进一步降低烟气排放中的NOx含量;
3.增加一压缩空气储气罐，为渗沥液回喷装置单独供气，可以保证压缩空气压力相对稳定，避免因压缩空气主管路用户较多，压缩空气压力变化较大，雾化效果不稳定;
4.即使雾化喷嘴4堵塞，渗沥液沿着管道只能流到储气罐中，还可以防止因渗沥液喷枪的雾化喷嘴4堵塞而造成渗沥液进入压缩空气主管路而影响其他压缩空气用户的正常使用，系统可靠性得到了极大的提高，增加了渗沥液回喷系统的运行时间;
5.定期排污可将储气罐中的渗滤液直接排往渗沥液收集池，保持储气罐内部的清洁。
