CN101574621A - 液相脱除烟气中二恶英类物质的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种液相脱除烟气中二恶英类物质的方法及装置，用于解决焚烧烟气中二恶英类物质的脱除问题。它利用吸收剂在喷射鼓泡反应器中在50～120℃的条件下吸收烟气中的二恶英类物质，完成净化工艺；所述吸收剂由吸收液和添加剂组成，吸收液为亚氯酸钠和次氯酸钠的混配溶液，其中，NaClO₂溶液浓度为每升0.01M～0.1M，NaClO溶液浓度为每升0.01M～0.08M，所述添加剂为次氯酸钙、碳酸氢钠、双氧水或磷酸氢二钠中的一种，添加剂的量为每升0.001M～0.05M。本发明脱除效率达94～98％，吸收剂利用率达到97％以上，具有脱除效率高，投资和运行费用低，设备简单，运行稳定，便于应用等特点。

Description

液相脱除烟气中二恶英类物质的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种烟气净化方法及装置，特别是利用喷射鼓泡器液相脱除垃圾焚烧烟气 中二恶英类物质的方法，属烟气净化技术领域。 背景技术

随着城市ftiS程的快速发展，城市垃圾已成为当今世界最严重的公害之一。目前城市垃圾处 理最有效的途径^lil焚烧方法实现垃圾减量化、资源化、无害化。由于垃圾成分錢，焚烧后会 排放出餘属、二恶英、S02、 HC1、 HF等有毒、有害气体，对环境形j^重污染，其中二恶麟 物质已被证实^t人体毒害性最大的含氯有机化^勿，目前已经被列为斯德哥尔摩公约规定的首批 消除的12种持久性有机污染物之一。据报道，2、 3、 7、 8-四氯二苯并二恶英毒性最强，强于黄曲 霉素和氰化钾的急性毒性，其毒性比氰化钾强100倍。二恶英类物质因此被称为"世纪之毒"。目前， 世界上成熟的控制焚烧垃圾烟气中有毒物质的技术是传统的活性炭吸附脱除工艺，该技术可将二恶 ，物质从气体中吸附富集后通过布袋除尘器脱除，但由于二恶，物质的理化性质并未改变， 4顿后的活性^^、须进行二次高温焚毁处理，因而增加了运行成本。催化氧化方法已被广泛研究， 但该法由于需在较高^g下运行，會激偏高，很难实际应用。微生t/^法和高级氧化技，现出低 的脱除效率，不能实m&标排放。因此，研制一种用于垃圾焚烧锅炉烟气中二恶^^物质脱除的高 效、低駄技术对控制二恶錢物质的污染和履行斯德哥尔摩公约行动都具有重要意义。

发明内容

本发明用于克服已有技术之缺陷而衝共一种脱除效率高、投资和运行费用低的液相脱除 烟气中二恶英类物质的方法。

本发明还要提供这种方法所使用的装置。 本发明所称问题是由以下技术方案解决的：

一种液相脱除烟气中二恶英类物质的方法，它利用吸收剂在喷射鼓泡反应器中在 50〜12(TC的条件下吸收垃圾焚烧烟气中的二恶英类物质，完成净化工艺；所述吸收剂由 吸收液和添加剂组成，吸收液为亚氯酸钠NaC102和次氯酸钠NaClO的混配溶液，其中，NaC102溶液浓度为每升0. 01M〜0. 1M， NaC10溶液浓度为每升0. 01M〜0. 08M，所述添加剂 为次氯酸钙Ca(C10)2、碳酸氢钠NaHC03、双氧水&02或磷酸氢二钠Na2HP04中的一种，添 加剂的量为每升0. 001M〜0. 05M。

上述液相脱除烟气中二恶英类物质的方法，所述吸收剂按如下方法制备：按配比在吸 收剂反应器中加入吸收液和添加剂，加水混匀至所需浓度，用氢氧化钠溶液将PH值调 节至8〜11，在温度为20〜3(TC条件下，避光活化5〜10分钟即可。

一种用于液相脱除烟气中二恶英类物质的装置，所皿置包括喷射鼓泡反应器、气 泵、吸收剂反应器、吸收剂处理器、除尘器、再热器和烟囱，所述喷射鼓泡反应器下部 设有与气泵连通的空气进口和与吸收剂处理器连通的出料口，喷射鼓泡反应器上部设有 与除尘器连通的烟气进口和与再热器连通的烟气出口，喷射鼓泡反应器中部设有与吸收 剂反应器连通的进料口，所述再热器连通烟囱。

上述液相脱除烟气中二恶英类物质的装置，所述喷射鼓泡反应器内的空气进口上部 设有布气板，布气板上均布透气孔；所述反应器内设有均布的进气管，所述烟气进口与 各进气管相通，进气管下口探入到反应器下部吸收液内；反应器内还设有搅拌器。

本发明针对垃圾焚烧烟气中二恶英类物质脱除难的问题，提出一种烟气净化技术， 该技术在喷射鼓泡反应器内填充一定浓度的吸收剂，所述吸收剂在烟气温度为50〜 12(TC的条件下可有效吸收垃圾焚烧烟气中二恶英类物质。试验表明，本发明在气液接 触时间为0.5〜2.0秒、二恶英类物质浓度为20〜80 ng/mH脱除效率在94〜98% ， 吸收剂利用率达97%以上。本发明具有脱除效率高，投资和运行费用低，设备简单，运 行稳定，吸收剂利用率高，便于推广应用等特点，适合于各种类型的垃圾焚烧炉和其它 产生二恶英类物质的设备使用，具有很好的应用前景。 附图说明

图1是本发明装置示意图；

图2是喷射鼓泡反应器结构示意图。

图中各标号如下：1.除尘器；2.烟气进口； 3.烟气出口； 4.再热器；5.烟囱；6.喷 射鼓泡反应器；7.出料口； 8.吸收剂处理器；9.进料口； IO.空气进口； 11.气泵；12.吸 收剂反应器；13.进气管；14.搅拌器；15.布气板；15—1.透气孔。

具体实施方式参看图l，本发明在喷射鼓泡反应器6中实现，喷射鼓泡反应器内充入一定液位高度 的吸收剂，垃圾焚烧烟气经除尘器l除尘后进入喷射鼓泡反应器6的吸收剂中，产生大 量的细小气泡，气泡上升过程完成气液传质过程，达到烟气净化目的。所述吸收剂在烟 气温度为50〜12(TC的条件下吸收垃圾焚烧烟气中浓度为20〜80 ng/n^的二恶英类物质， 包括毒性最强的2 ，3 ，7 ，8-位被氯取代的二恶英类物质。

本发明吸收剂由吸收液和添加剂组成，吸收液为混配的亚氯酸钠NaC102和次氯酸钠 NaC10溶液，NaC102溶液浓度为每升0.01M〜0. 1M，NaC10溶液浓度为每升0. 01M〜0. 08M， 添加剂为次氯酸钙Ca (C10) 2、碳酸氢钠NaHC03、双氧水仏02和磷酸氢二钠化2朋04中的 一种，添加剂浓度范围0.001M〜0.05M，吸收剂的PH值范围为8〜11。本发明技术要点 是在吸收液中加入一定浓度的次氯酸钠NaC10，添加次氯酸钠的独特作用主要体现在如 下几个方面：1、亚氯酸钠NaC102和次氯酸钠NaC10共存时可催化产生大量另一氧化物 种二氧化氯C102，解决了单独使用亚氯酸钠NaC102时的低脱除效率的难题，有效提高脱 除效率；2、单独使用亚氯酸钠NaC102时必须在pH小于3的条件下才能生成C102，而亚 氯酸钠NaC102和次氯酸钠NaC10共存时，在pH=8〜ll的条件下即可生成C102，降低了 设备防腐的难度；3、次氯酸钠NaC10单价为亚氯酸钠NaC102的1/50〜1/20，采用混合 吸收液后可以大幅度降低吸收剂的成本，便于大规模工业化应用。

吸收剂将垃圾焚烧烟气中的二恶英类物质氧化，以毒性最强的2 ,3 ，7 ，8位有氯取代 的二恶英为例，反应后生成C02 、 C0、 H20和HC1等无机物：

仍参看图l，完成本发明所使用的装置包括喷射鼓泡反应器6、气泵ll、吸收剂反 应器12、吸收剂处理器8、除尘器1、再热器4和烟囱5。所述喷射鼓泡反应器下部设 有与气泵连通的空气进口 10和与吸收剂处理器连通的出料口 7，反应过的吸收剂经处理 器处理后排出。喷射鼓泡反应器上部设有与除尘器连通的烟气进口 2和与再热器连通的 烟气出口 3，喷射鼓泡反应器中部设有与吸收剂反应器连通的进料口 9，所述再热器连 通烟囱，若净化后的烟气温度不满足烟闺排放的温度要求，经再热器加热后，再进入烟

* H20 + C02 + NaCl囱排放；若净化后的烟气温度满足排放要求，则直接进入烟囱排放。

参看图2，所述喷射鼓泡反应器6内的空气进口上部设有布气板15，布气板上均布

透气孔15 — 1，反应器内设有均布的进气管13，烟气进口3与进气管相通，进气管下口

探入反应器内下部，浸入吸收剂中，反应器内还设有搅拌器14。

本发明装置有禾盱l腿吸收剂对二恶麟物质的吸收。在喷射鼓泡器内当气体以一定的速

度和压力喷至液体中时，上浮的气泡会被急剧分散形成喷射鼓泡层，气泡产生涡流运动，并有

内循环的液体喷射作用，从而增加传质面积，使吸收液与烟气中的二恶英类物质充分接触吸收。

由气泵鼓入反应器的空气经由气体分布板在反应器内均匀分布，并产生湍流，增大气液接触面

积，1K4了二恶英类物质的氧化。

下面给出制备吸收剂的具体实施例-

实施例l:按配比称取NaC102、 NaC10和NaHC03 ，加入吸收剂反应器中，加水混匀， 使该吸收剂包括0. 01M NaC102、 0. 01M NaClO和0. 002M碳酸氢钠NaHC03。用氢氧化钠NaOH 溶液将PH值调节至8，在温度为25'C条件下，避光活化5分钟即得所需吸收剂。

实施例2:按配比称取NaC102、 NaC10和Ca (C10) 2 ，加入吸收剂反应器中，加水混 匀，使该吸收剂包括O. lMNaC102、 0.06MNaC10和0.004MCa (C10) 2。用氢氧化钠Na0H 溶液将PH值调节至9，在温度为2(TC条件下，避光活化10分钟即得所需吸收剂。

实施例3:按配比称取NaC102、 NaC10和H202 ，加入吸收剂反应器中，加水混匀，使 该吸收剂包括0. 05M NaC102、 0. 08M NaC10和0. 05M H202。用氢氧化钠Na0H溶液将PH值 调节至9.5，在温度为28'C条件下，避光活化7分钟即得所需吸收剂。

实施例4:按配比称取NaC102、 NaC10和Na2HP04 ，加入吸收剂反应器，加水混匀，使 该吸收剂包括0. 03M NaC102、 0. 02M NaC10和0. 001M Na2HP04。用氢氧化钠溶液将ffl值 调节至10，在温度为3(TC条件下，避光活化5分钟即得所需吸收剂。

实施例5:按配比称取NaC102、 NaC10和NaHC03 ，加入吸收剂反应器中，加水混匀， 使该吸收剂包括0. 08M NaC102、 0. 05M NaC10和0. 02M碳酸氢钠NaHC03。用氢氧化钠溶 液将ra值调节至ii，在温度为25'C条件下，避光活化8分钟即得所需吸收剂。

Claims (4)

1.一种液相脱除烟气中二恶英类物质的方法，其特征在于，它利用吸收剂在喷射鼓泡反应器中在50～120℃的条件下吸收垃圾焚烧烟气中的二恶英类物质，完成净化工艺；所述吸收剂由吸收液和添加剂组成，吸收液为亚氯酸钠和次氯酸钠的混配溶液，其中，NaClO2溶液浓度为每升0.01M～0.1M，NaClO溶液浓度为每升0.01M～0.08M，所述添加剂为次氯酸钙Ca(ClO)2、碳酸氢钠NaHCO3、双氧水H2O2或磷酸氢二钠Na2HPO4中的一种，添加剂的量为每升0.001M～0.05M。

2. 根据权利要求l所述的液相脱除烟气中二恶英类物质的方法，其特征在于：所述吸 收剂按如下方法制备：按配比在吸收剂反应器中加入吸收液和添加剂，加水混匀至所需浓 度，用氢氧化钠Na0H溶液将ra值调节至8〜11，在温度为20〜3(TC条件下，避光活化 5〜10分钟即可。

3. —种如权利要求1或2所述液相脱除烟气中二恶英类物质方法使用的装置，其特征 在于：所皿置包括喷射鼓泡反应器（6)、气泵（11)、吸收剂反应器（12)、吸收剂 处理器（8)、除尘器（1)、再热器（4)和烟囱（5)，所述喷射鼓泡反应器下部设有 与气泵连通的空气进口 （10)和与吸收剂处理器连通的出料口 （7)，喷射鼓泡反应器 上部设有与除尘器连通的烟气进口 （2)和与再热器连通的烟气出口 （3)，喷射鼓泡反 应器中部设有与吸收剂反应器连通的进料口 （9)，所述再热器连通烟囱。

4. 根据权利要求3所述液相脱除烟气中二恶英类物质的装置，其特征在于：所述喷射 鼓泡反应器（6)内的空气进口上部设有布气板（15)，布气板上均布透气孔（15_1); 所述反应器内设有均布的进气管（13)，所述烟气进口 （2)与各进气管相通，进气管 下口探入到反应器下部吸收液内；反应器内还设有搅拌器（14)。