垃圾焚烧炉排炉再燃脱硝处理沼气系统

844 编辑：中冶有色技术网来源：上海康恒环境股份有限公司

2023-12-27 13:51:09

权利要求书： 1.一种垃圾焚烧炉排炉再燃脱硝处理沼气系统，其特征在于，由炉膛沼气回喷喷嘴、二次风喷嘴、沼气输送装置、气动调节阀、压力开关、阻燃器、炉排、烟道组成；所述焚烧炉为带有倾角的阶梯式炉排和前后拱及侧墙、烟道组成，沼气回喷喷嘴和二次风喷嘴布置在前后拱位置，沼气回喷喷嘴分别布置在前后拱主燃烧区域上部贫氧区，前拱区域喷口水平向下倾布置，后拱区域喷口水平布置；沼气取自渗沥液厌氧发酵系统，从沼气储罐输出，流量由气动调节阀控制，调压系统是为了维持系统压力，增强气体混合扰流，提高混合气体停留时间而设置的，气水分离系统可以把沼气中的水分分离出来，压力开关和阻火器防止烟气或者火焰进入沼气管道系统；沼气喷嘴断面温度达到设定温度时，沼气通过喷嘴喷入炉内，此时甲烷会与NOx产生链式反应，使NOx还原为N2，同时产生CO；二次风喷嘴布置在前后拱沼气喷嘴的上部，布置角度和沼气回喷喷嘴一致，喷入部分空气使可燃物质完全燃烧，同时调节炉温。

说明书：一种垃圾焚烧炉排炉再燃脱硝处理沼气系统技术领域[0001] 本实用新型适用于生活垃圾焚烧领域，尤其是一种垃圾焚烧炉排炉再燃脱硝处理沼气系统。

背景技术[0002] 渗沥液处理站是垃圾焚烧厂的常规配置设施，渗沥液通过厌氧发酵后会产生大量3

沼气等可燃性气体，其中该沼气热值高，可以达到24MJ/Nm ，但一般焚烧厂会通过火炬燃烧

掉沼气，造成能源浪费。近些年，大多数垃圾焚烧厂会设置沼气燃烧器，沼气通过燃烧器入

炉焚烧，从而使沼气热量得到充分利用，但是沼气入炉燃烧会引起炉内温度升高，导致炉膛

结焦和NOx排放浓度升高的风险增加。

实用新型内容

[0003] 再燃脱硝即利用再燃燃料在还原性气氛下与NOx混合反应产生N2的技术，本实用新型的目的是利用再燃脱硝原理，在二次风喷嘴下部贫氧高温区设置沼气回喷喷嘴，用沼

气等还原性气体与NOx反应，使NOx还原成N2，同时生成CO，随后在上部区域补充二次风将CO

燃烬。本实用新型不仅可以处理渗沥液沼气、还能降低NOx的排放浓度，减少SNCR系统的喷

氨量，提高燃烧效率，同时对炉膛温度影响较小。

[0004] 本实用新型的具体技术方案是一种垃圾焚烧炉排炉再燃脱硝处理沼气系统，由炉膛沼气回喷喷嘴、二次风喷嘴、沼气输送装置、气动调节阀、压力开关、阻燃器、炉排、烟道组

成。沼气回喷喷嘴设置在前后拱区域，设计流速约60m/s，喷嘴倾角根据炉膛结构设置，以使

烟气充分混合，延长烟气停留时间。二次风喷嘴布置在沼气回喷喷嘴上部，以补充氧气使可

燃气体完全燃烧。沼气取自渗沥液厌氧发酵系统，通过沼气输送装置送到炉内。

[0005] 焚烧炉为带有倾角的阶梯式炉排和前后拱及侧墙、烟道组成，沼气回喷喷嘴和二次风喷嘴布置在前后拱位置，沼气回喷喷嘴分别布置在前后拱主燃烧区域上部贫氧区，前

拱区域喷口水平向下倾布置，后拱区域喷口水平布置。沼气取自渗沥液厌氧发酵系统，从沼

气储罐输出，流量由气动调节阀控制，调压系统是为了维持系统压力，增强气体混合扰流，

提高混合气体停留时间而设置的，气水分离系统可以把沼气中的水分分离出来，压力开关

和阻火器防止烟气或者火焰进入沼气管道系统。沼气喷嘴断面温度达到设定温度时，沼气

通过喷嘴喷入炉内，此时甲烷会与NOx产生链式反应，使NOx还原为N2，同时产生CO。二次风

喷嘴布置在前后拱沼气喷嘴的上部，布置角度和沼气回喷喷嘴一致，喷入部分空气使可燃

物质完全燃烧，同时调节炉温。

[0006] 焚烧炉正常燃烧时，将沼气送到沼气回喷喷嘴喷入炉内，此位置是炉温在设定温度1000℃的贫氧区，沼气与部分NOx产生链式反应生成N2和CO，在上部区域补充部分空气，使

可燃物质充分燃烧。同时，该系统设置多重保护装置，压力开关和阻火器防止烟气倒流和火

焰进入沼气输送管道，且喷入炉内的沼气不到烟气总量的1％，因此炉内不会产生强烈爆炸

情况。

[0007] 进一步的，本实用新型能够通过喷沼气进入炉膛高温贫氧区处理沼气，同时使NOx还原成N2。

[0008] 进一步的，本实用新型通过调节门调节进入炉内的沼气量。[0009] 进一步的，本实用新型通过调压系统维持系统压力，增强气体的混合。[0010] 进一步的，本实用新型通过气水分离系统分理出沼气中的水分，以便再燃燃料更好的反应。

[0011] 进一步的，本实用新型通过沼气系统保护装置保护整套系统的安全性。[0012] 进一步的，本实用新型能够提高渗沥液沼气利用效率，减少SNCR的喷氨量。[0013] 进一步的，本实用新型能够通过补充二次风使再燃脱硝产生的CO充分燃烧。[0014] 本实用新型采用再燃脱硝技术处理沼气，能最大程度的利用能源，提高燃烧效率，减小SNCR系统的喷氨量，减少物料消耗，同时，能有效解决直接喷入火焰区域造成局部高

温的情况。

[0015] 下面结合附图和实施案例对本实用新型进一步说明。附图说明[0016] 图1是再燃脱硝处理沼气系统示意图。[0017] 图2是实施过程流程图。[0018] 图1中：1.沼气储罐，2.防爆气动调节阀，3.调压系统，4.气水分离系统，5.压力表，6.压力开关，7.阻火器，8.沼气回喷喷嘴，9.二次风喷嘴，10.炉排，11.烟道。

具体实施方式[0019] 如图1所示，焚烧炉为带有倾角的阶梯式炉排(10)和前后拱及侧墙、烟道(11)组成，沼气回喷喷嘴(8)和二次风喷嘴(9)布置在前后拱位置，沼气回喷喷嘴(8)分别布置在前

后拱主燃烧区域上部贫氧区，前拱区域喷口水平向下倾20°布置，后拱区域喷口水平布置。

沼气取自渗沥液厌氧发酵系统，从沼气储罐(1)输出，流量由气动调节阀(2)控制，调压系统

(3)是为了维持系统压力，增强气体混合扰流，提高混合气体停留时间而设置的，气水分离

系统(4)可以把沼气中的水分分离出来，压力表(5)、压力开关(6)和阻火器(7)防止烟气或

者火焰进入沼气管道系统。沼气喷嘴断面温度达到1000℃时，沼气通过喷嘴(8)喷入炉内，

此时甲烷会与NOx产生链式反应，使NOx还原为N2，同时产生CO。二次风喷嘴(9)布置在前后

拱沼气喷嘴(8)的上部，布置角度和沼气回喷喷嘴(8)一致，喷入部分空气使可燃物质完全

燃烧，同时调节炉温。

[0020] 如图2所示，焚烧炉正常燃烧时，将沼气送到沼气回喷喷嘴喷入炉内，此位置是炉温在设定温度1000℃的贫氧区，沼气与部分NOx产生链式反应生成N2和CO，在上部区域补充

部分空气，使可燃物质充分燃烧。同时，该系统设置多重保护装置，压力开关和阻火器防止

烟气倒流和火焰进入沼气输送管道，且喷入炉内的沼气不到烟气总量的1％，因此炉内不会

产生强烈爆炸情况。

[0021] 再燃脱硝需要在一定的环境氛围下才能达到良好的脱硝效果，再燃区停留时间、温度、过量空气系数、混合效果和再燃燃料浓度有关，一般使用沼气作为再燃燃料的脱硝效

率可以达到20％以上，另外，本系统处理渗沥液站沼气优于通过火炬直接燃烧和通过燃烧

器燃烧。