CN101822942A

CN101822942A - 一种固体废物焚烧烟气中二噁英、重金属湿法净化方法

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Publication number: CN101822942A
Application number: CN 201010182718
Authority: CN
Inventors: 丁维桂; 刘阳生; 王乐民; 吕夫龙; 耿得喜
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2030-05-26
Also published as: CN101822942B

Abstract

本发明公开了一种固体废物焚烧烟气中二噁英、重金属湿法净化方法，所述方法为：固体废物焚烧炉高温烟气降温后，首先经过第一级鼓泡反应器，去除烟气中60～80％的颗粒物、60～70％的酸性气体、50～70％的二噁英、50～70％的重金属，再经过第二级鼓泡反应器，去除烟气中残余的颗粒物、重金属、酸性气体和二噁英，净化后的烟气经除湿器后，经活性炭吸附塔净化，经引风机排入大气；第一级和第二级鼓泡反应器中均含有碱性药剂和硫化物。本发明工艺简单、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要求、重金属排放低于相应国家标准限值的要求。

Description

一种固体废物焚烧烟气中二噁英、重金属湿法净化方法

技术领域

本发明涉及一种固体废物焚烧烟气中二噁英、重金属湿法净化方法。

背景技术

目前国内外公知的固体废物焚烧烟气中二噁英、重金属净化技术主要包括湿法洗涤、干法/半干法石灰脱酸后喷射活性炭等吸附剂再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、重金属浓度也低于大气污染物排放标准值；但是该方法产生大量废水，废水的处理工艺复杂，运行成本高。

干法/半干法石灰脱酸后喷射活性炭等吸附剂再结合布袋除尘器除尘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，原始烟气中二噁英和重金属的含量均较低。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0.1ngTEQ/Nm³的二噁英排放要求，重金属的烟气排放浓度也能达标。对于中国混合收集的生活垃圾焚烧而言，是很难同时满足二噁英和重金属排放要求的。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，但是对于0.1ng TEQ/Nm³的二噁英排放要求较难满足，挥发性重金属排放常常超标；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，重金属汞的超标也较严重。

布袋除尘器除尘结合活性炭吸附床的组合工艺，其二噁英和重金属的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

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有固体废物焚烧烟气中二噁英、重金属净化方法存在的问题和不足，提供一种固体废物焚烧烟气中二噁英、重金属湿法净化方法，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要求、重金属排放低于相应国家标准限值的要求。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种固体废物焚烧烟气中二噁英、重金属湿法净化方法，所述方法包括两级鼓泡反应和一级活性炭吸附。

具体的，所述方法为：

固体废物焚烧炉高温烟气降温后，首先经过第一级鼓泡反应器，去除烟气中60～80％的颗粒物、60～70％的酸性气体、50～70％的二噁英、50～70％的重金属，再经过第二级鼓泡反应器，去除烟气中残余的颗粒物、重金属、酸性气体和二噁英，净化后的烟气经除湿器后，经活性炭吸附塔净化，经引风机排入大气；第一级和第二级鼓泡反应器中均含有碱性药剂和硫化物的净化液。

所述鼓泡反应器为一个方形的或圆形的反应器，反应器设置有一根主管道，反应器内设置有一个气体分布器，所述气体分布器设置有4～10排分支管道、每排分支管道设置有3～6根支管，每根支管的直径均为主管道直径的1/2～1/3；每根支管的下部均开设有小孔，开孔率为20～50％，孔径为5～15mm。

一级鼓泡反应器内的操作压力为一个大气压，气体停留时间为1～2秒，气体温度由850～1000℃降低到550-650℃。

二级鼓泡反应器内的操作压力为一个大气压，气体停留时间为2～3秒，气体温度由550-650℃降低到70-90℃。

所述碱性药剂为重量浓度为2～20％的氢氧化钠、生石灰或重量浓度为2～20％的碳酸钠溶液。

所述硫化物为10～1000ppm的硫化钠或10～1000ppm的硫化钾溶液。

第一级鼓泡反应器和第二级鼓泡反应器排放的废液经补充药剂、石灰沉降后再生，实现净化液的循环利用。

所述补充药剂为碱性药剂和含硫药剂；所述碱性药剂为氢氧化钠、生石灰或碳酸钠，所述含硫药剂为硫化钠或硫化钾。

本发明通过两级鼓泡反应，通过一根主管道将高温烟气引入鼓泡反应器，来自主管道的高温烟气进入两级鼓泡反应器通过气体分布器、均匀进入，再经小孔激射出来，与反应器内的净化液高速湍流混合，经物理、化学反应实现污染物的净化，净化后的烟气从反应器顶部离开。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

(1)不产生焚烧飞灰。现在普遍采用的干法/半干法除酸、活性炭喷射结合布袋除尘器组合工艺，产生相当于原生垃圾总量3～10％的飞灰。本发明实现了酸性气体的高效水洗脱除，烟气中的颗粒物进入水溶液中经石灰沉降去除。

(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的二噁英排放浓度要求。

(3)重金属排放浓度极低。烟气中的重金属经水溶液中的硫化物反应后转化为稳定的重金属硫化物而被高效去除。

(4)实现水溶液的循环利用。鼓泡反应器定期排出的废液经石灰反应、沉降后，碱性得到恢复，可以循环利用。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中所述方法的装置示意图。

图2是本发明所述鼓泡反应器结构示意图。

图1中：1、经换热器降温后的烟气；2、一级鼓泡反应器；3、二级鼓泡反应器；4、除湿器；5、活性炭吸附塔；6、溶液再生池；7、药剂补充池；8、污泥；9、可循环使用的再生溶液；10、补充药剂。

图2中：11、主管道；12、分支管道；13、净化后的烟气。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，固体废物焚烧炉高温烟气经换热器降温为温度为850-1000℃的焚烧烟气1，以流速为5-10m/s的速度进入一级鼓泡反应器2，一级鼓泡反应器内的操作压力为一个大气压，气体停留时间为1～2秒，气体温度降低到550-650℃，在一级鼓泡反应器中去除烟气中60～80％的颗粒物、60～70％的酸性气体、50～70％的二噁英、50～70％的重金属；再经过第二级鼓泡反应器3，二级鼓泡反应器内的操作压力为一个大气压，气体停留时间为2～3秒，气体温度降低到70-90℃，去除烟气中残余的颗粒物、重金属、酸性气体和二噁英。

第一级和第二级鼓泡反应器中均含有碱性药剂和硫化物的净化液。

碱性药剂为重量浓度为2～20％的氢氧化钠、生石灰或重量浓度为2～20％的碳酸钠溶液。

硫化物为10～1000ppm的硫化钠或10～1000ppm的硫化钾溶液。

一级和二级鼓泡反应器的结构如图2所示，它为一个圆形或方形反应器，反应器设置有一根主管道11，反应器内设置有一个气体分布器12，所述气体分布器设置有4～10排分支管道、每排分支管道设置有3～6根支管，每根支管的直径均为主管道直径的1/2～1/3；每根支管的下部均开设有小孔，开孔率为20～50％，孔径为5～15mm。来自主管道的高温烟气进入分支管道，再经小孔激射出来，与反应器内的含有碱性药剂和硫化物的净化液高速湍流混合，经物理、化学反应实现污染物的净化，净化后的烟气13从反应器顶部离开。

如图1所示，从二级鼓泡反应器出来的烟气进入除湿器4，去除烟气中夹带的雾沫和水滴；经活性炭吸附塔5净化后，烟气由引风机经烟囱排入大气，其二噁英浓度已经低于0.1ng TEQ/Nm³，重金属排放浓度低于国家排放标准。

如图1所示，由一级鼓泡反应器和二级鼓泡反应器排出的废液流入溶液再生池6，经石灰沉淀，去除废液中的颗粒物，恢复溶液碱性；从再生池溢流出来的溶液进入药剂补充池7，加入补充药剂10补充溶液中的硫化物浓度，恢复溶液的重金属脱除功能，实现溶液的循环利用。可循环使用的再生溶液9循环利用于一级鼓泡反应器和二级鼓泡反应器。从溶液再生池定期排出污泥8。

补充药剂为氢氧化钠、生石灰、碳酸钠等碱性药剂，以及硫化钠、硫化钾等含硫药剂。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims

1.一种固体废物焚烧烟气中二噁英、重金属湿法净化方法，其特征在于：所述方法包括两级鼓泡反应和一级活性炭吸附。

2.如权利要求1所述的固体废物焚烧烟气中二噁英、重金属湿法净化方法，其特征在于：所述方法为：固体废物焚烧炉高温烟气降温后，首先经过第一级鼓泡反应器，去除烟气中60～80％的颗粒物、60～70％的酸性气体、50～70％的二噁英、50～70％的重金属，再经过第二级鼓泡反应器，去除烟气中残余的颗粒物、重金属、酸性气体和二噁英，净化后的烟气经除湿器后，再经活性炭吸附塔净化；第一级和第二级鼓泡反应器中均含有碱性药剂和硫化物的净化液。

3.如权利要求2所述的固体废物焚烧烟气中二噁英、重金属湿法净化方法，其特征在于：所述鼓泡反应器为一个方形的或圆形的反应器，反应器设置有一根主管道，反应器内设置有一个气体分布器，所述气体分布器设置有4～10排分支管道、每排分支管道设置有3～6根支管，每根支管的直径均为主管道直径的1/2～1/3；每根支管的下部均开设有小孔，开孔率为20～50％，孔径为5～15mm。

4.如权利要求3所述的固体废物焚烧烟气中二噁英、重金属湿法净化方法，其特征在于：一级鼓泡反应器内的操作压力为一个大气压，气体停留时间为1～2秒，气体温度降低到550～650℃。

5.如权利要求4所述的固体废物焚烧烟气中二噁英、重金属湿法净化方法，其特征在于：二级鼓泡反应器内的操作压力为一个大气压，气体停留时间为2～3秒，气体温度降低到70～90℃。

6.如权利要求5所述的固体废物焚烧烟气中二噁英、重金属湿法净化方法，其特征在于：所述碱性药剂为重量浓度为2～20％的氢氧化钠、生石灰或重量浓度为2～20％的碳酸钠溶液。

7.如权利要求6所述的固体废物焚烧烟气中二噁英、重金属湿法净化方法，其特征在于：所述硫化物为10～1000ppm的硫化钠或10～1000ppm的硫化钾溶液。

8.如权利要求7的固体废物焚烧烟气中二噁英、重金属湿法净化方法，其特征在于：第一级鼓泡反应器和第二级鼓泡反应器排放的废液经补充药剂、石灰沉降后再生，实现净化液的循环利用。

9.如权利要求8所述的固体废物焚烧烟气中二噁英、重金属湿法净化方法，其特征在于：所述补充药剂为碱性药剂和含硫药剂；所述碱性药剂为氢氧化钠、生石灰或碳酸钠，所述含硫药剂为硫化钠或硫化钾。