CN101310832B - 一种固体废物焚烧烟气中二噁英的净化方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种固体废物焚烧烟气中二噁英的净化方法和设备，所述方法包括下列步骤：1)、去除粗颗粒；2)、第一级布袋除尘器除尘；3)、第二级布袋除尘器除尘。所述设备包括旋风除尘器，所述旋风除尘器下游连接第一级布袋除尘器，旋风除尘器和第一级布袋除尘器之间设置有改性活性炭喷射装置；第一级布袋除尘器下游连接第二级布袋除尘器，第一级布袋除尘器和第二级布袋除尘器之间设置有新鲜活性炭喷射装置，第二级布袋除尘器下游通过引风机连接烟囱。它工艺简单、运行费用较低，而且能满足烟气二噁英排放浓度低于0.1ng TEQ/Nm3的要求。

Description

一种固体废物焚烧烟气中二噁英的净化方法及设备
技术领域
本发明涉及一种固体废物焚烧烟气中二噁英的净化方法及设备，具体地说，涉及一种从各种固体废物焚烧炉中排放出来的烟气中的二噁英的净化方法及设备。
背景技术
目前国内外公知的固体废物焚烧烟气中二噁英净化技术主要包括湿法洗涤、活性炭等吸附剂喷射结合布袋除尘器除尘，以及布袋除尘器除尘结合活性炭吸附床等方式。
湿法洗涤在瑞典等欧洲国家采用较多，二噁英去除效率非常高，烟气出口二噁英浓度可以达到0.1ng TEQ/Nm3以下，但是产生大量废水，将二噁英由气相转入了水体之中，进而转入污泥之中；而且会大幅度降低烟气温度，大大增加烟气湿度，腐蚀下游设备，因此后续的烟气除湿、加温需要消耗大量能量，处置成本较高。
活性炭喷射结合布袋除尘器除尘净化二噁英的组合工艺在国内外的应用非常广泛。对于发达国家而言，由于垃圾采用分类收集的方式，垃圾含水率25％左右，明显低于国产垃圾40％以上的含水率；而垃圾热值达到2500kcal/kg以上，明显高于国产垃圾1000kcal/kg的垃圾热值，因此其焚烧工况比较稳定，原始烟气中二噁英的含量较低。对于发达国家的垃圾焚烧而言，采用活性炭喷射结合布袋除尘器除尘的组合工艺通常能够满足0.1ng TEQ/Nm3的二噁英排放要求。对于中国的生活垃圾焚烧而言，是很难满足这个排放要求的。我国已有的焚烧炉排放状况表明，对于大型的现代化的垃圾焚烧发电厂，烟气中二噁英的排放浓度可以达到1ng TEQ/Nm3以下，满足国家标准GB18485-2001的要求，但是很难满足0.1ng TEQ/Nm3的二噁英排放要求；对于医疗废物焚烧炉和工业危险废物焚烧炉而言，二噁英排放浓度通常高于1ng TEQ/Nm3，不能满足GB18484-2001的污染控制要求。
布袋除尘器除尘结合活性炭吸附床的组合工艺，其二噁英净化效果还不及活性炭喷射结合布袋除尘器的组合工艺。在国内医疗废物焚烧场有少数应用，但效果不是很理想。
发明内容
为了克服现有固体废物焚烧烟气中二噁英的净化技术存在的问题和不足，本发明的目的在于提供一种固体废物焚烧烟气中二噁英的净化方法和设备，它工艺简单、运行费用较低，而且能满足烟气二噁英排放浓度低于0.1ng TEQ/Nm3的要求。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
本发明一种固体废物焚烧烟气中二噁英的净化方法，所述方法包括下列步骤：
1)、去除粗颗粒：固体废物焚烧烟气经过旋风除尘器去除直径在10μm以上的粗颗粒；
2)、第一级除尘：去除粗颗粒的烟气经过第一级改性活性炭喷射和第一级布袋除尘器除尘，去除烟气中的颗粒态二噁英和部分气态二噁英；第一级布袋除尘器的烟气入口温度为180℃以下；
3)、第二级除尘：经第一级除尘的烟气经过第二级新鲜活性炭喷射和第二级布袋除尘器除尘，净化后的烟气进入烟囱排入大气；第二级布袋除尘器的烟气入口温度为130℃以上。
所述的改性活性炭为活性石灰与废弃活性炭的混合物，其中活性石灰的重量用量为5～15％，余量为废弃活性炭。活性石灰喷射量为5～25mg/Nm3烟气。
所述的活性石灰是指采用200℃以上高温水蒸汽活化的生石灰。
所述废弃活性炭为第二级新鲜活性炭经第二级布袋除尘器所产生的废弃活性炭。
改性活性炭以及新鲜活性炭的加入均以空气或者蒸汽为输送介质。新鲜活性炭喷射量为50～100mg/Nm3烟气。改性活性炭喷射量为55-125mg/Nm3烟气。
所述固体废物焚烧烟气为经干法或半干法除酸以后的烟气。
本发明同时公开了一种所述的固体废物焚烧烟气中二噁英的净化方法所用设备，所述设备包括旋风除尘器，所述旋风除尘器下游连接第一级布袋除尘器，旋风除尘器和第一级布袋除尘器之间设置有改性活性炭喷射装置；第一级布袋除尘器下游连接第二级布袋除尘器，第一级布袋除尘器和第二级布袋除尘器之间设置有新鲜活性炭喷射装置，第二级布袋除尘器下游通过引风机连接烟囱。
所述旋风除尘器设置有旋风除尘器出灰口。
第一级布袋除尘器设置有飞灰收集仓。
第二级布袋除尘器设置有废弃活性炭收集仓。
本发明固体废物焚烧烟气中二噁英的净化方法中的新鲜活性炭喷射量为50～100mg/Nm3烟气，活性石灰喷射量为5～25mg/Nm3烟气。第一级布袋除尘器的烟气入口温度为180℃以下，防止布袋材质被烧坏；第二级布袋除尘器的烟气入口温度为130℃以上，而且除尘器采取保温措施，防止水汽在布袋表面冷凝、结露。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
(1)活性炭消耗量低。本发明活性炭消耗量为50～100mg/Nm3烟气，而通常的“活性炭喷射结合布袋除尘器”组合工艺需要消耗活性炭为100～200mg/Nm3烟气。
(2)二噁英排放浓度低。本发明可以确保烟气二噁英排放浓度低于0.1ng TEQ/Nm3，远远低于国家焚烧标准GB18484-2001及GB18485-2001的二噁英排放限值1ng TEQ/Nm3。对于中国的垃圾特性而言，采用通常的“活性炭喷射结合布袋除尘器”组合工艺很难达到0.1ng TEQ/Nm3的二噁英排放浓度，甚至难以满足1ng TEQ/Nm3的国家标准要求。
(3)经布袋除尘器捕集产生的飞灰量少。本发明通过旋风除尘器去除直径在10μm以上的粗颗粒，使得经布袋除尘器捕集的飞灰量明显减少。由于二噁英主要吸附在细颗粒上面，经旋风除尘器分离的粗颗粒废物所含二噁英浓度较低。
(4)本发明中的布袋除尘设施不需要价格昂贵的特殊材质布袋，投资较低，设备结构简单，运行方便。
附图说明
图1为本发明所述的固体废物焚烧烟气中二噁英的净化方法应用的设备装置图。
图中：1、经过干法或半干法脱除酸性气体后的固体废物焚烧烟气；2、旋风除尘器；3、改性活性炭喷射装置；4、第一级布袋除尘器；5、第二级布袋除尘器；6、旋风除尘器出灰口；7、第一级布袋除尘器飞灰收集仓；8、新鲜活性炭喷射装置；9、第二级布袋除尘器废弃活性炭收集仓；10、引风机；11、烟囱；12、排入大气中的烟气。
具体实施方式
实施例1    固体废物焚烧烟气中二噁英的净化设备
如图1所示，固体废物焚烧烟气中二噁英的净化方法所用设备，包括旋风除尘器2，所述旋风除尘器2下游连接第一级布袋除尘器4，旋风除尘器2和第一级布袋除尘器4之间设置有改性活性炭喷射装置3；第一级布袋除尘器4下游连接第二级布袋除尘器5，第一级布袋除尘器4和第二级布袋除尘器5之间设置有新鲜活性炭喷射装置8，第二级布袋除尘器5下游通过引风机10连接烟囱11。
所述旋风除尘器设置有旋风除尘器出灰口6。
第一级布袋除尘器设置有第一级布袋除尘器飞灰收集仓7。
第二级布袋除尘器设置有第二级布袋除尘器废弃活性炭收集仓9。
实施例2    固体废物焚烧烟气中二噁英的净化方法
下面结合附图1对本发明所述固体废物焚烧烟气中二噁英的净化方法作进一步说明。
如图1所示，温度为150～200℃、经过干法或半干法脱除酸性气体后的固体废物焚烧烟气1，原始颗粒物含量为1.5～6g/Nm3，进入旋风除尘器2，烟气流速为8～10m/s。在旋风除尘器2中去除90％以上的直径在10μm以上的颗粒物。
改性活性炭通过改性活性炭喷射装置3采用空气或者蒸汽输送介质逆流喷入旋风除尘器和第一级布袋除尘器连接管道内与烟气混合，改性活性炭喷射量为55-125mg/Nm3烟气。烟气在管道内的流速为12～20m/s。为输送改性活性炭，输送介质的流量为8～10m3/h，喷口处的流速为15～20m/s。烟气与改性活性炭在烟道内充分接触后进入第一级布袋除尘器4，第一级布袋除尘器4设有保温层。捕集的飞灰清除后进入第一级布袋除尘器飞灰收集仓7。
离开第一级布袋除尘器4的烟气，在后续的烟道内与通过新鲜活性炭喷射装置8逆向喷入的新鲜活性炭充分混合，新鲜活性炭喷射量为50～100mg/Nm3烟气，然后进入第二级布袋除尘器5。
第二级布袋除尘器5出口的烟气经引风机10引入烟囱11直接排入大气中，排入大气中的烟气12二噁英浓度已经低于0.1ngTEQ/Nm3。
由第二级布袋除尘器5收集的废弃活性炭被转入第二级布袋除尘器废弃活性炭收集仓9。第二级布袋除尘器设有保温装置。第二级布袋除尘器废弃活性炭收集仓9中的废弃活性炭与重量百分比为5～15％的活性石灰混合均匀后得到改性活性炭，经改性活性炭喷射装置3喷入第一级布袋除尘器前的烟道中。
实施例2    测量数据
生活垃圾焚烧二噁英去除效果
第一级布袋除尘器入口二噁英浓度 第一级布袋除尘器出口二噁英浓度 第一级布袋除尘器二 第二级布袋除尘器入口二噁英浓度 第二级布袋除尘器出口二噁英浓度 第二级布袋除尘器二 二噁英总去除
  ngTEQ/Nm<sup>3</sup>   ngTEQ/Nm<sup>3</sup>   噁英去除率％   ngTEQ/Nm<sup>3</sup>   ngTEQ/Nm<sup>3</sup>   噁英去除率％   率％
  7.2   1.6   77.8   1.6   0.036   97.8   99.5
危险废物焚烧二噁英去除效果
  第一级布袋除尘器入口二噁英浓度ngTEQ/Nm<sup>3</sup>   第一级布袋除尘器出口二噁英浓度ngTEQ/Nm<sup>3</sup>   第一级布袋除尘器二噁英去除率％   第二级布袋除尘器入口二噁英浓度ngTEQ/Nm<sup>3</sup>   第二级布袋除尘器出口二噁英浓度ngTEQ/Nm<sup>3</sup>   第二级布袋除尘器二噁英去除率％   二噁英总去除率％
  12.2   3.5   71.3   3.6   0.066   98.2   99.5
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (3)

1.一种固体废物焚烧烟气中二噁英的净化方法，其特征在于：所述方法包括下列步骤：
1)、去除粗颗粒：固体废物焚烧烟气经过旋风除尘器去除直径在10μm以上的粗颗粒；
2)、第一级除尘：去除粗颗粒的烟气经过第一级改性活性炭喷射和第一级布袋除尘器除尘，去除烟气中的颗粒态二噁英和部分气态二噁英；第一级布袋除尘器的烟气入口温度为180℃以下；
3)、第二级除尘：经第一级除尘的烟气经过第二级新鲜活性炭喷射和第二级布袋除尘器除尘，净化后的烟气进入烟囱排入大气；第二级布袋除尘器的烟气入口温度为130℃以上；
所述改性活性炭为活性石灰与废弃活性炭的混合物，其中活性石灰的重量用量为5～15％，余量为废弃活性炭；
所述的活性石灰是指采用200℃以上高温水蒸汽活化的生石灰；
所述废弃活性炭为第二级新鲜活性炭经第二级布袋除尘器所产生的废弃活性炭。
2.根据权利要求1所述的固体废物焚烧烟气中二噁英的净化方法，其特征在于：改性活性炭以及新鲜活性炭的加入均以空气或者蒸汽为输送介质；新鲜活性炭喷射量为50～100mg/Nm3烟气；改性活性炭喷射量为55-125mg/Nm3烟气。
3.根据权利要求1所述的固体废物焚烧烟气中二噁英的净化方法，其特征在于：所述固体废物焚烧烟气为经干法或半干法除酸以后的烟气。
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