一种焚烧炉烟气脱硝脱硫装置技术领域
本发明涉及一种焚烧炉烟气脱硝脱硫装置，具体地说是用于净化生活垃圾
焚烧炉产生的烟气，属于环保技术领域。
背景技术
在已有技术中，生活垃圾经过充分焚烧后所产生的850℃～1100℃之间的
烟气，脱硝工艺主要是以氨水(或尿素溶液)为还原剂，与炉膛中氮氧化物反
应；然后进行脱除SO2气体，其中SO2气体的脱除方法采用半干法或者湿法工艺，
上述方法存在诸多缺点：
1、脱硝工艺主要是以氨水(或尿素溶液)为还原剂，与炉膛中氮氧化物反
应；其缺点在于氨水和液氨为危险货物不便于运输和储存；而尿素溶液需在现
场配制、输送、稀释、混合再喷入到炉膛中去，工艺复杂，投资成本和日常维
护费用较高。
2、半干法脱硫是由喷嘴或旋转喷雾器将石灰浆喷入反应器中，形成粒径较
小的液滴，使SO2气体与石灰浆反应生成盐类，其缺点在于石灰浆的制备复杂，
脱硫效率有限。
3、湿法脱硫则采用洗涤塔形式，会产生含高浓度无机氯盐以及重金属的废
水，产生二次污染，需配备废水处理系统，投资成本高，运行费用也高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种焚烧炉烟气脱硝脱硫装
置，该装置脱硝工艺主要是以尿素颗粒为还原剂，与炉膛中氮氧化物反应，在
炉膛内NOx被还原为N2和水；脱硫剂用量少而且利用率高，循环过程中脱硫剂
颗粒在相互摩擦作用下，不断裸露出新表面，使脱硫反应不断充分地进行，脱
硫率高；在整个脱硫过程中，操作温度高于露点，没有腐蚀或冷凝现象，无废
水产生，不产生二次污染；具有脱硫效率高，投资运行费用低，可靠性高，能
耗低，维护易，占地面积小，系统使用寿命长等优点，SO2的排放浓度70mg/Nm3，
NOx的排放浓度200mg/Nm3，HC的排放浓度40mg/Nm3，粉尘排放浓度15mg/Nm3，
优于GB18485-2014标准《生活垃圾焚烧污染控制标准》(SO2＜80mg/Nm3，NOx的
排放浓度＜250mg/Nm3，HCL＜50mg/Nm3，粉尘排放浓度＜20mg/Nm3)，能够吸附烟气
中的二恶英、重金属等有害污染物，使烟气达标排放，避免对环境造成污染。
本发明的技术方案是：一种焚烧炉烟气脱硝脱硫装置，包括焚烧炉、烟气
在线监测控制装置、电动进风阀、反应塔、布袋除尘器、风机、烟囱，其特征
在于：所述焚烧炉顺序连接烟气在线监测控制装置、电动进风阀、反应塔、布
袋除尘器、风机、烟囱，所述烟气在线监测控制装置连接变频旋转给料机，变
频旋转给料机上方连接电子螺旋称，电子螺旋称连接卸料器，卸料器连接尿素
颗粒料仓，变频旋转给料机下方连接混合发生器，混合发生器一路连接高压罗
茨风机，另一路通过尿素颗粒喷射管连接尿素颗粒喷射口，尿素颗粒喷射口位
于焚烧炉炉膛的侧壁上方，所述烟气在线监测控制装置与电动进风阀进口之间
连接旁通管道，旁通管道与风机进口连接，旁通管道上设置有旁通阀，所述电
动进风阀出口与反应塔入气口连接，反应塔入气口下部连接有锥形集灰槽，锥
形集灰槽连接电动卸灰阀，反应塔入气口上部连接有喉管，喉管上部顺序连接
有氢氧化钙喷粉口、喷水口，喷水口通过管道连接水泵，水泵连接水箱，喷水
口上部连接有烟气出口，烟气出口通过进布袋除尘器管道连接布袋除尘器，进
布袋除尘器管道上设置有活性炭喷入口，活性炭喷入口通过活性炭喷射管连接
混合发生器，混合发生器一路连接高压罗茨风机，混合发生器上方连接变频旋
转给料机，变频旋转给料机连接电子螺旋称，电子螺旋称连接卸料器，卸料器
连接活性炭料仓，布袋除尘器下部连接空气斜槽，空气斜槽底部连接中压罗茨
风机，空气斜槽侧面连接反应塔循环管道，反应塔循环管道一路连接循环进料
阀，另一路连接灰仓电动阀，灰仓电动阀连接灰仓，灰仓下部连接电动卸灰阀，
反应塔氢氧化钙喷粉口通过氢氧化钙喷射管连接混合发生器，混合发生器一路
连接高压罗茨风机，混合发生器上方连接变频旋转给料机，变频旋转给料机连
接电子螺旋称，电子螺旋称连接卸料器，卸料器连接氢氧化钙干粉料仓。
本发明的有益效果是：该装置脱硝工艺主要是以尿素颗粒为还原剂，与炉膛
中氮氧化物反应，在炉膛内NOx被还原为N2和水；脱硫剂用量少而且利用率高，
循环过程中脱硫剂颗粒在相互摩擦作用下，不断裸露出新表面，使脱硫反应不
断充分地进行，脱硫率高；在整个脱硫过程中，操作温度高于露点，没有腐蚀
或冷凝现象，无废水产生，不产生二次污染；具有脱硫效率高，投资运行费用
低，可靠性高，能耗低，维护易，占地面积小，系统使用寿命长等优点，SO2的
排放浓度70mg/Nm3，NOx的排放浓度200mg/Nm3，HC的排放浓度40mg/Nm3，粉尘
排放浓度15mg/Nm3，优于GB18485-2014标准《生活垃圾焚烧污染控制标准》
(SO2＜80mg/Nm3，NOx的排放浓度＜250mg/Nm3，HCL＜50mg/Nm3，粉尘排放浓度
＜20mg/Nm3)，能够吸附烟气中的二恶英、重金属等有害污染物，使烟气达标排放，
避免对环境造成污染。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1中A部分放大图。
图3为图1中B部分放大图。
图4为图1中C部分放大图。
图1、图2、图3、图4中，1.焚烧炉，2.电动进风阀，3.反应塔入气口，
4.锥形集灰槽，5.电动卸灰阀，6.喉管，7.氢氧化钙喷粉口，8.喷水口，9.水
泵，10.水箱，11.反应塔，12.烟气出口，13.循环进料阀，14.反应塔循环管道，
15.灰仓电动阀，16.灰仓，17.电动卸灰阀，18.布袋除尘器，19.空气斜槽，20.
中压罗茨风机，21.氢氧化钙干粉料仓，22.卸料器，23.电子螺旋称，24.变频
旋转给料机，25.高压罗茨风机，26.混合发生器，27.氢氧化钙喷射管，28.旁
通阀，29.活性炭料仓，30.卸料器，31.电子螺旋称，32.变频旋转给料机，33.
高压罗茨风机，34.混合发生器，35.活性炭喷射管，36.活性炭喷入口，37.进
布袋除尘器管道，38.风机，39.烟囱，40.旁通管道，41.尿素颗粒料仓，42.卸
料器，43.电子螺旋称，44.变频旋转给料机，45.高压罗茨风机，46.混合发生
器，47.尿素颗粒喷射管，48.尿素颗粒喷射口，49.烟气在线监测控制装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1、图2、图3、图4所示，本发明是一种焚烧炉烟气脱硝脱硫装置，
包括焚烧炉1、烟气在线监测控制装置49、电动进风阀2、反应塔11、布袋除
尘器18、风机38、烟囱39，其特征在于：所述焚烧炉1顺序连接烟气在线监测
控制装置49、电动进风阀2、反应塔11、布袋除尘器18、风机38、烟囱39，
所述烟气在线监测控制装置49连接变频旋转给料机44，变频旋转给料机44上
方连接电子螺旋称43，电子螺旋称43连接卸料器42，卸料器42连接尿素颗粒
料仓41，变频旋转给料机44下方连接混合发生器46，混合发生器46一路连接
高压罗茨风机45，另一路通过尿素颗粒喷射管47连接尿素颗粒喷射口48，尿
素颗粒喷射口48位于焚烧炉1炉膛的侧壁上方，所述烟气在线监测控制装置49
与电动进风阀2进口之间连接旁通管道40，旁通管道40与风机38进口连接，
旁通管道40上设置有旁通阀28，所述电动进风阀2出口与反应塔入气口3连接，
反应塔入气口3下部连接有锥形集灰槽4，锥形集灰槽4连接电动卸灰阀5，反
应塔入气口3上部连接有喉管6，喉管6上部顺序连接有氢氧化钙喷粉口7、喷
水口8，喷水口8通过管道连接水泵9，水泵9连接水箱10，喷水口8上部连接
有烟气出口12，烟气出口12通过进布袋除尘器管道37连接布袋除尘器18，进
布袋除尘器管道37上设置有活性炭喷入口36，活性炭喷入口36通过活性炭喷
射管35连接混合发生器34，混合发生器34一路连接高压罗茨风机33，混合发
生器34上方连接变频旋转给料机32，变频旋转给料机32连接电子螺旋称31，
电子螺旋称31连接卸料器30，卸料器30连接活性炭料仓29，布袋除尘器18
下部连接空气斜槽19，空气斜槽19底部连接中压罗茨风机20，空气斜槽19侧
面连接反应塔循环管道14，反应塔循环管道14一路连接循环进料阀13，另一
路连接灰仓电动阀15，灰仓电动阀15连接灰仓16，灰仓16下部连接电动卸灰
阀17，反应塔氢氧化钙喷粉口7通过氢氧化钙喷射管27连接混合发生器26，
混合发生器26一路连接高压罗茨风机25，混合发生器26上方连接变频旋转给
料机24，变频旋转给料机24连接电子螺旋称23，电子螺旋称23连接卸料器22，
卸料器22连接氢氧化钙干粉料仓21。
本发明的工作过程：500t/d生活垃圾焚烧炉1，烟气量14～15×104m3/h，
焚烧炉1炉膛内的温度为850℃～1100℃，SO2的浓度600～800mg/Nm3，HCL的
浓度800～1200mg/Nm3，NOx的浓度600～700mg/Nm3，粉尘浓度20～30g/Nm3，
烟气的氧含量8％～12％，烟气的含湿量15％～25％；
由尿素颗粒料仓41、卸料器42、电子螺旋称43、变频旋转给料机44、高
压罗茨风机45、混合发生器46、尿素颗粒喷射管47、尿素颗粒喷射口48等组
成的尿素颗粒喷射装置；烟气在线监测控制装置49对焚烧炉1的烟气量及生成
NOx的量进行检测，并反馈到PLC控制系统，PLC控制系统计算尿素的消耗量，
经电子螺旋称43称重计量后，通过变频旋转给料机44，根据工况，用改变转速
的方式调整输送量，输送量送入混合器46，来自高压罗茨风机45的风力，将落
入混合器46的尿素颗粒通过尿素颗粒喷射管47送入尿素颗粒喷射口48进入焚
烧炉1炉膛内，在焚烧炉1炉膛内，尿素颗粒和烟气中的氮氧化物发生化学反
应：
2CO(NH2)2+4NO+O2＝4N2+4H2O+2CO2
4CO(NH2)2+4NO2＝6N2+8H2O+2CO2
在炉膛内NOx被还原为N2和水；
生活垃圾焚烧炉1的烟气经脱硝处理后，通过风机38的负压作用进入反应
塔11，烟气进入反应塔11后在喉管6处得到加速，高速气流在反应塔11内形
成强烈的湍流，产生高效充分的气-固接触；经过反应塔11经脱硫处理的含有
高浓度粉尘的烟气从反应塔11上部烟气出口12出来后，进入后部的布袋除尘
器18内进行除尘净化，经过净化的烟气流出布袋除尘器18，通过主风机38和
净烟道进入烟囱39外排；当进入布袋除尘器18的烟气温度超过布袋的工作温
度时，打开旁通阀28，关闭电动进风阀2，使烟气通过旁通管道40进入主风机
38，通过烟囱39排出，保护布袋；
由氢氧化钙干粉料仓21、卸料器22、电子螺旋称23、变频旋转给料机24、
高压罗茨风机25、混合发生器26、氢氧化钙喷射管27等组成的氢氧化钙喷射
装置；根据焚烧炉1的烟气量及生成酸化物的量，计算Ca(OH)2的消耗量，经电
子螺旋称23称重计量后，通过变频旋转给料机24，根据工况，用改变转速的方
式调整输粉量，输粉量送入混合器26，来自高压罗茨风机25的风力，将落入混
合器26的粉料通过氢氧化钙喷射管27送入氢氧化钙喷粉口7进入反应塔11内，
在反应塔11内，弥漫在烟气中的氢氧化钙颗粒在相互摩擦作用下，不断把氢氧
化钙颗粒表面生成的(亚)硫酸钙去除，使颗粒内部的氢氧化钙不断裸露出新
表面，使脱硫反应不断充分地进行下去，烟气中的SO2的脱除效率高，由于SO3、
HF、HCL等酸性气体比SO2更易与氢氧化钙发生反应，反应塔11内SO3、
HF、HCL的脱除效率能够达到98％以上；在反应塔11内反应后的氢氧化钙通
过空气斜槽19、反应塔循环管道14与反应塔11进行氢氧化钙反复循环，其循
环量通过循环进料阀13控制，空气斜槽19底部设有中压罗茨风机20，将空气
斜槽19中的氢氧化钙始终处于悬浮状态，确保发生好的脱除反应，当脱硫运行
一段时间后，打开灰仓电动阀15，将脱硫产物、烟气中的粉尘进入灰仓16，通
过电动卸灰阀17排出循环系统，氢氧化钙输送系统将氢氧化钙反复循环与烟气
接触，循环倍率达150～260倍，氢氧化钙利用率高；
在上述的工艺过程中发生一系列的化学变化：
Ca(OH)2+SO2+1/2H2O→CaSO3.1/2H2O+H2O
Ca(OH)2+SO3+H2O→CaSO4.2H2O
Ca(OH)2+2HCL→CaCL2.2H2O
Ca(OH)2+2HF→CaF2.2H2O
CaSO3.1/2H2O+1/2O2+2/3H2O→CaSO4.2H2O
Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O
反应塔11内混合物的干燥相对均匀，循环氢氧化钙具有极好的流动性，能
确保反应塔11中工况的稳定；脱硫过程中因结团而变得较粗的颗粒在重力的作
用下落在反应塔锥形集灰槽4中，经反应塔底部电动卸灰阀5排出；
布袋上二次脱硫反应：在负压的作用下，Ca(OH)2粉末吸附在布袋表面形成
一层Ca(OH)2粉层，与进入除尘器的含硫烟气进一步反应。在反应过程中，采用
除尘器进、出口压力差来控制清灰频率，当压力差超过设定的上限时，对布袋
进行清灰，以便Ca(OH)2粉末不断吸附在布袋表面与含硫烟气反应。Ca(OH)2
反复循环与烟气接触，Ca(OH)2利用率高，提高脱硫效率；
由活性炭料仓29、卸料器30、电子螺旋称31、变频旋转给料机32、高压罗
茨风机33、混合发生器34、活性炭喷射管35等组成活性炭的喷射装置；根据
焚烧炉1的烟气量及生成二恶英、重金属等有害物质的量，计算活性炭的消耗
量，经电子螺旋称31称重计量后，通过变频旋转给料机32，根据工况，用改变
转速的方式调整活性炭输送量，活性炭送入混合器34，来自高压罗茨风机33的
风力，将落入混合器34的活性炭通过活性炭喷射管35送入活性炭喷入口36进
入进布袋除尘器管道37内，喷入的活性炭对烟气中的二恶英及重金属等有害物
质进行吸附；
在水箱10中的工业用水通过水泵9泵入反应塔11的喷水口8中，水以
雾状喷出，提高Ca(OH)2与SO2、SO3、HF、HCL等酸性气体传热、传质速率，
发生中和反应，去除烟气中的酸性气体，提高脱硫效率；
由此可见，本发明装置脱硝工艺主要是以尿素颗粒为还原剂，与炉膛中氮氧
化物反应，在炉膛内NOx被还原为N2和水；脱硫剂用量少而且利用率高，循环
过程中脱硫剂颗粒在相互摩擦作用下，不断裸露出新表面，脱硫率高；在整个
脱硫过程中，操作温度高于露点，没有腐蚀或冷凝现象，无废水产生，不产生
二次污染；具有脱硫效率高，投资运行费用低，可靠性高，能耗低，维护易，
占地面积小，系统使用寿命长等优点，SO2的排放浓度70mg/Nm3，NOx的排放浓
度200mg/Nm3，HC的排放浓度40mg/Nm3，粉尘排放浓度15mg/Nm3，优于
GB18485-2014标准《生活垃圾焚烧污染控制标准》(SO2＜80mg/Nm3，NOx的排放
浓度＜250mg/Nm3，HCL＜50mg/Nm3，粉尘排放浓度＜20mg/Nm3)，能够吸附烟气中的
二恶英、重金属等有害污染物，使烟气达标排放，避免对环境造成污染。