一种垃圾焚烧烟气实时检测装置

技术领域

本发明属于垃圾处理设备技术领域，具体涉及一种垃圾焚烧烟气实时检测装置。

背景技术

生活垃圾由于成分复杂、混合收集，其焚烧产生的烟气初始污染物种类多、浓度高且波动较大，一般垃圾焚烧炉排炉产生的烟气中HCL含量≦1200mg/Nm

具体的，由于焚烧炉出口实时初始污染物种类多、浓度高、波动大、检测难，造成了以下问题：1）由于初始污染物未知，环保耗材如脱硫与脱硝药剂需要过量投入，造成了严重的浪费；2）一旦焚烧炉出口污染物浓度急剧提高，后续的烟气净化系统无法及时做出反应，造成排放烟气中污染物超标的风险；3）由于各地环保指标越来越严格，不仅对垃圾焚烧产生的NO

发明内容

解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供了一种垃圾焚烧烟气实时检测装置，可以实时检测烟气初始污染物浓度与截面分布，降低还原剂耗量，提升垃圾焚烧烟气处理效率。

技术方案：一种垃圾焚烧烟气实时检测装置，包括水冷取样管、取样闸门、通水换热器、冷却盘管、灰斗、过滤器、烟气冷却罐、烟气检测罐、烟气检测器和烟气回流管；所述水冷取样管沿烟道长边方向布置，其烟气进口设于烟道内；所述冷却盘管包括N组依次竖直贯穿通水换热器的烟气下降管和烟气上升管，每组烟气下降管的底部均设有烟气加速喷管，第1组烟气下降管的烟气进口连接水冷取样管的烟气出口，前（N-1）组烟气上升管与邻组烟气下降管通过弯管连接，第N组烟气上升管的烟气出口与过滤器的烟气进口管路连接；所述灰斗密封设于每组烟气下降管和烟气上升管的底部；所述过滤器的烟气出口管路连接烟气冷却罐的烟气进口；所述烟气冷却罐的烟气出口管路连接烟气检测罐的烟气进口；所述烟气检测罐的烟气出口通过烟气回流管连接烟道；所述烟气检测器设于烟气检测罐上；所述取样闸门分别设于水冷取样管上或分别设于冷却盘管与过滤器的连接管路上。

优选的，所述水冷取样管沿烟道长边方向等距排布，其材质为不锈钢。

优选的，所述灰斗的底部均连接螺旋输送机。

优选的，所述烟气冷却罐的顶部设有冷却风机。

优选的，所述烟气回流管上设有风机。

优选的，所述装置还包括水冷母管，所述水冷母管设于水冷取样管与冷却盘管之间，或者设于冷却盘管与过滤器之间，其侧壁开设有对应的烟气进出口。

优选的，所述装置还包括冷却水箱和空冷散热器，所述空冷散热器的进水口管路连接通水换热器的出水口，出水口管路连接冷却水箱的进水口；冷却水经冷却水箱的出水口后分为两路，一路直接连接通水换热器的进水口，另一路依次通过水冷取样管和水冷母管外套接的水冷夹套后连接通水换热器的进水口。

优选的，所述装置还包括控制阀，所述控制阀设于冷却水箱与通水换热器之间的连接管路上，用于调节两路冷却水的流量比例。

优选的，所述冷却水箱的出水口处设有水泵。

优选的，所述装置还包括SNCR喷枪，所述SNCR喷枪沿烟道长边方向布置，位于对应的水冷取样管的上方，且垂直距离等于烟气平均流速与烟气从水冷取样管至烟气检测器的时长的乘积。

有益效果：现有垃圾焚烧烟气检测技术对烟气净化系统的反馈较为延迟，本申请检测烟气初始污染物浓度与截面分布，可根据烟气污染物实时浓度，预判烟气达到烟气净化喷射口的位置，通过调节不同位置SNCR喷枪喷射比例，精准脱除，减少烟气还原剂的耗量，同时检测过的烟气再次回炉，避免了环境污染。

现有技术冷凝器一般为螺旋或蛇形排布，无法有效排出烟气中的灰，容易堵塞，而本申请的竖直布置的烟气冷却盘管，可以顺畅的排水与排灰；还充分利用烟气加速喷管，强化了惯性除尘的效果。

现有技术采用皮托管进行取样，无法长期承受高温烟气的烧蚀，本申请采用水冷取样管，且为不锈钢材质，可承受长期高温与高腐蚀环境。

附图说明

图1是垃圾焚烧烟气实时检测装置的结构示意图；

图2是垃圾焚烧烟气实时检测装置在锅炉烟道横截面的一种布置示意图；

图3是垃圾焚烧烟气实时检测装置在锅炉烟道横截面的另一种布置示意图；

图4是SNCR喷枪的位置示意图；

图中各数字标号代表如下：1.水冷取样管；2.取样闸门；3.水冷母管；4.通水换热器；5.冷却盘管；6.烟气加速喷管；7.灰斗；8.螺旋输送机；9.过滤器；10.冷却风机；11.烟气冷却罐；12.烟气检测罐；13.烟气检测器；14.风机；15.烟气回流管；16.冷却水箱；17.水泵；18.控制阀；19.空冷散热器；20.SNCR喷枪。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

如图1所示，一种垃圾焚烧烟气实时检测装置，包括水冷取样管1、取样闸门2、水冷母管3、通水换热器4、冷却盘管5、灰斗7、过滤器9、烟气冷却罐11、烟气检测罐12、烟气检测器13、烟气回流管15、冷却水箱16和空冷散热器19。

所述水冷取样管1沿烟道长边方向等距排布，其烟气进口设于烟道内。所述水冷取样管1的材质为不锈钢，具体采用310S及以上的不锈钢材质，可以有效防止高温烟气腐蚀。

所述冷却盘管5包括N组依次竖直贯穿通水换热器4的烟气下降管和烟气上升管，每组烟气下降管的底部均设有烟气加速喷管6，第1组烟气下降管的烟气进口连接水冷取样管1的烟气出口，前（N-1）组烟气上升管与邻组烟气下降管通过弯管连接，第N组烟气上升管的烟气出口与过滤器9的烟气进口管路连接。

所述灰斗7密封设于每组烟气下降管和烟气上升管的底部，所述灰斗7的底部均连接螺旋输送机8。

所述过滤器9的烟气出口管路连接烟气冷却罐11的烟气进口。

所述烟气冷却罐11的烟气出口管路连接烟气检测罐12的烟气进口，其顶部设有冷却风机10，用于向烟气冷却罐11内鼓风，从而进一步降低烟气的温度。

所述烟气检测罐12的烟气出口通过烟气回流管15连接烟道，所述烟气回流管15上设有风机14。

所述烟气检测器13设于烟气检测罐12上，用于检测气体成分。

如图2所示，所述取样闸门2分别设于水冷取样管1上，所述水冷母管3设于水冷取样管1与冷却盘管5之间，且侧壁开设有对应的烟气进出口。通过取样闸门2的打开与关闭，可以依次抽取锅炉烟道的不同区域的烟气进行检测；抽取的烟气统进入水冷母管3，再进入通水换热器4。

在另一种布置方式下，如图3所示，所述取样闸门2分别设于冷却盘管5与过滤器9的连接管路上，所述水冷母管3设于冷却盘管5与过滤器9之间，且侧壁开设有对应的烟气进出口。

所述空冷散热器19的进水口管路连接通水换热器4的出水口，出水口管路连接冷却水箱16的进水口；冷却水经冷却水箱16的出水口后分为两路，一路直接连接通水换热器4的进水口，另一路依次通过水冷取样管1和水冷母管3外套接的水冷夹套后连接通水换热器4的进水口。所述装置还包括控制阀18，所述控制阀18设于冷却水箱16与通水换热器4之间的连接管路上，用于调节两路冷却水的流量比例。所述冷却水箱16的出水口处设有水泵17。

如图4所示，所述装置还包括SNCR喷枪20，所述SNCR喷枪20沿烟道长边方向布置，位于对应的水冷取样管1的上方，且垂直距离等于烟气平均流速与烟气从水冷取样管1至烟气检测器13的时长的乘积。

如图1所示，本装置的一种应用方式如下：

锅炉烟道内的烟气被水冷取样管1吸入，取样闸门2打开，高温烟气进入水冷母管3，高温烟气经过降温后进入通水换热器4进一步降温，烟气经过竖直布置的冷却盘管5内通道先向下流动，随着温度的降低，析出了冷凝水与固相灰，之后通过底部的烟气加速喷管6；由于烟气被加速，在惯性的作用下，冷凝水与固相灰向下进入灰斗7的下出口，从而被螺旋输送机8排出，烟气从灰斗7内向上再次进入冷却盘管5；烟气经过所有的冷却盘管5后，通过过滤器9去除细尘，再进入烟气冷却罐11，烟气冷却罐11的顶部设置有冷却风机10，冷却风机10向烟气冷却罐11内鼓风可进一步降低烟气的温度，同时风量需要精确调节并传输至烟气检测器13，用于计算烟气污染物的初始浓度；烟气从烟气冷却罐11流出再进入烟气检测罐12，烟气检测罐12上设置有烟气检测器13用于检测气体成分，之后烟气被风机14抽出，通过烟气回流管15送回至锅炉烟道内，防止烟气污染物对环境的污染。

本申请的冷却水循环过程如下：水泵17将冷却水箱16内的冷却水抽出后分成两路，一路直接送入通水换热器4，另一路送入水冷取样管1与水冷母管3的水冷夹套后再进入通水换热器4，两路水的流量比例通过控制阀18调节，经过间接换热的冷却水温度升高，从通水换热器4出口流出，进入空冷散热器19冷却至初始温度，再进入冷却水箱16。

水冷取样管1布置在SNCR喷枪20的下方，其垂直距离为H，高温烟气的平均流速为V，烟气从水冷取样管1到SNCR喷枪20时长为T=H/V，烟气进入水冷取样管1到烟气分析器的时长与水冷取样管1到SNCR喷枪20时长相同，这样烟气中NO

在实际检测时，实现炉膛横截面的分区烟气检测，即可检测污染物在炉膛截面的分布与实时浓度，给SNCR系统提供反馈，根据NO