CN102274689A - 焚化炉尾气触媒净化装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种焚化炉尾气触媒净化装置及方法，焚化炉尾气触媒净化装置，包括：一焚化炉，连接有引气管与排气管；一低温触媒氧化单元，是以多孔性担体承载金属或金属氧化物触媒，而设置于该焚化炉的排气管下游，且较佳的操作温度为75-250℃；焚化炉尾气触媒净化方法，包括下列步骤：利用焚化炉将挥发性有机物净化处理；控制焚化炉出口温度，而将经焚化炉净化后的低浓度挥发性有机物，利用低温触媒催化技术再度净化并排放。本发明具有确保最终所排放气体浓度或/及臭味符合规定的功效，其可将双槽式焚化炉周期性排放未处理气体的问题予以解决，还具有设备成本低且节能的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种焚化炉尾气触媒净化装置及方法。
背景技术
生活和生产中广泛应用的有机溶剂，在室温下易挥发成气体，故又名挥发性有机物(Volatile Organic Compounds，VOCs)，而多数的VOCs对人体有一定毒性，必须加以处理。然而，焚化法为VOCs废气处理方式的一种，在适当条件下的VOCs去除率可达90～99％，燃烧后的产物通常为水、二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等，故为一种可有效处理废气中所含的VOCs及臭气的方法；但仅借由焚化炉焚化VOCs废气，在处理高浓度(如1500PPMv以上)VOCs废气时，其出口浓度可能仍高于数至数十PPMv，故仍须将焚化炉尾气进一步净化后再排放；再者，若焚化炉为双槽式蓄热焚化炉，当其蓄热槽预热/蓄热切换时，预热蓄热槽中的欲处理气体会因尚未焚化而被排放，故其出口浓度于每次阀件切换时，会有周期性未处理气体交替污染排放及泄漏(尖峰处)的问题(请参阅图1)；亦即，双槽式蓄热焚化炉尾气，更加需要进一步净化后再排放。
因此，可如图2所示，将一浓缩器20设置于一焚化炉10的排放端，将焚化炉尾气进一步吸附净化后再排放，而虽然浓缩器所能处理的废气浓度较不受限，不过所需的设备成本则较高，影响使用者的接受程度。另者，对于VOCs具有脱除效率高、反应温度低、能源消耗低及避免生成二次污染物等优点的触媒催化法，虽然是一种环境友好的催化净化技术；但因焚化炉尾气的温度属于低温层级(焚化炉通常都有热回收的机制)，而现有的触媒催化技术在低温环境的净化效果并不佳，亦即若以现有的触媒催化技术处理焚化炉尾气，其净化效果会远不如原先的预期效果。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种焚化炉尾气触媒净化装置及方法，其具有确保最终所排放气体浓度或/及臭味符合规定的功效，其可将双槽式焚化炉周期性排放未处理气体的问题予以解决，还具有设备成本低且节能的效果。
本发明焚化炉尾气触媒净化装置是：
一种焚化炉尾气触媒净化装置，其特征在于，包括：一焚化炉，连接有引气管与排气管；一低温触媒氧化单元，是以多孔性担体承载金属或金属氧化物触媒，而设置于该焚化炉的排气管下游，且较佳的操作温度为75-250℃。
前述的焚化炉尾气触媒净化装置，其中触媒包括Mn、Fe、Co、Cu、Ce、Zn、Ag、Pb、CuO-MoO3、Ag-Mn或其组合。
前述的焚化炉尾气触媒净化装置，其中多孔性担体为氧化铝或沸石，而包括r-Al2O3，ZSM-5或其组合。
前述的焚化炉尾气触媒净化装置，其中触媒与多孔性担体的组成包括CuO-MoO3/r-Al2O3、Ag/ZSM-5、Cu/ZSM-5、Cu-Ce/ZSM-5、Mn/ZSM-5、Ag-Mn/ZSM-5或其组合。
前述的焚化炉尾气触媒净化装置，其中焚化炉与低温触媒氧化单元之间进一步设置一臭氧供给单元，提供臭氧给低温触媒氧化单元。
前述的焚化炉尾气触媒净化装置，其中进一步设置令所述引气管由所述排气管回收热能的热交换器，而将焚化炉的出口温度控制在75～250℃。
前述的焚化炉尾气触媒净化装置，其中进一步于所述引气管或所述排气管择一设置避开所述热交换器的旁通管。
前述的焚化炉尾气触媒净化装置，其中低温触媒氧化单元更佳的操作温度为100-150℃，且令所述热交换器将焚化炉的出口温度控制在100-150℃。
前述的焚化炉尾气触媒净化装置，其中低温触媒氧化单元的多孔性担体为颗粒状、蜂巢状、圆柱状、发泡状、粉末状或球状。
前述的焚化炉尾气触媒净化装置，其中焚化炉包括双槽式蓄热焚化炉、多槽式蓄热焚化炉、回转式蓄热焚化炉与直燃式焚化炉。
前述的焚化炉尾气触媒净化装置，其中低温触媒氧化单元的型式包括转轮式、转环式或固定床式。
前述的焚化炉尾气触媒净化装置，其中转轮式或转环式低温触媒氧化单元区分有一吸附区与一脱附氧化区。
前述的焚化炉尾气触媒净化装置，其中转轮式或转环式低温触媒氧化单元进一步于所述吸附区与脱附氧化区之间区分有一冷却区。
前述的焚化炉尾气触媒净化装置，其中固定床式低温触媒氧化单元为单塔式、双塔式或多塔式。
本发明焚化炉尾气触媒净化方法是：
一种焚化炉尾气触媒净化方法，其特征在于，其包括下列步骤：
c.利用焚化炉将挥发性有机物净化处理；
d.控制焚化炉出口温度，而将经焚化炉净化后的低浓度挥发性有机物，利用低温触媒催化技术再度净化并排放。
前述的焚化炉尾气触媒净化方法，其中步骤b进一步提供臭氧，加强触媒的吸附功能或低温氧化还原或分解反应。
前述的焚化炉尾气触媒净化方法，其中步骤a进一步利用热交换器令焚化炉的引气管由排气管回收热能，而将焚化炉的出口温度控制在75-250℃，甚至是100-150℃。
本发明的有益效果是，其具有确保最终所排放气体浓度或/及臭味符合规定的功效，其可将双槽式焚化炉周期性排放未处理气体的问题予以解决，还具有设备成本低且节能的效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是双槽式蓄热焚化炉的尾气浓度示意图。
图2是利用浓缩器净化焚化炉尾气的结构示意图。
图3是本发明的结构示意图。
图4是本发明增设臭氧供给单元的结构示意图。
图5是本发明再增设热交换器的结构示意图。
图中标号说明：
10 焚化炉
11 引气管
12 排气管
111、121 旁通管
20 浓缩器
30 低温触媒氧化单元
34 排放管
35 烟囱
40 臭氧供给单元
50 热交换器
51 第一温度计
52 第二温度计
53 控制器
具体实施方式
首先，请参阅图3所示，本发明的触媒净化装置包括有：
一焚化炉10，连接有引气管11与排气管12，用以将挥发性有机物引入并进行焚化处理；而该焚化炉10包括双槽式蓄热焚化炉(图示代表)、多槽式蓄热焚化炉、回转式蓄热焚化炉与直燃式焚化炉。
一低温触媒氧化单元30，是以多孔性担体承载金属或金属氧化物触媒，而设置于该焚化炉10的排气管12下游，用以将经由该焚化炉10焚化燃烧后的低浓度挥发性有机物进行再净化处理，并由排放管34与烟囱35把净化气流排放至大气；其中，该触媒包括Mn、Fe、Co、Cu、Ce、Zn、Ag、Pb、CuO-MoO3、Ag-Mn或其组合；该多孔性担体为氧化铝或沸石，而包括r-Al2O3、ZSM-5或其组合；该触媒与多孔性担体的组成包括CuO-MoO3/r-Al2O3、Ag/ZSM-5、Cu/ZSM-5、Cu-Ce/ZSM-5、Mn/ZSM-5、Ag-Mn/ZSM-5或其组合。
然而，该低温触媒氧化单元30较佳的操作温度为75～250℃，更佳的操作温度为100～150℃；又，该低温触媒氧化单元30的型式包括固定床式(图示代表)、转环式或转轮式；其中，该固定床式低温触媒氧化单元为单塔式、双塔式或多塔式；该转轮式或转环式低温触媒氧化单元区分有一吸附区与一脱附氧化区，另进一步于该吸附区与脱附氧化区之间区分有一冷却区。再者，该低温触媒氧化单元30的多孔性担体为颗粒状、蜂巢状、圆柱状、发泡状、粉末状或球状。
此外，请再参阅图4所示，该焚化炉10与低温触媒氧化单元30之间进一步设置一臭氧供给单元40，提供臭氧给低温触媒氧化单元30，作为加强触媒吸脱附净化功能或低温氧化还原或分解反应之用。另者，请续参阅图5所示，进一步设置一管壳式、板式或热管式热交换器50，而令该引气管11由该排气管12回收热能，且于该引气管11或该排气管12择一设置避开该热交换器50的旁通管111或121，而用以控制流经该旁通管111或121的气流量，调节进入该热交换器50进行热回收的气流量，借以调整引入该焚化炉10的废气气流温度，亦即可进一步限制该焚化炉10的入口与出口温度的高低值；因此，可设置第一温度计51与第二温度计52于该焚化炉10的入口与出口，侦测该焚化炉10的入口与出口温度，并借此温度讯号经由一控制器53调整该旁通管111或121的控制阀112或122的开度，调节进入该热交换器50进行热回收的气流量，进而将焚化炉10的出口温度控制在75～250℃，更佳的焚化炉出口温度为100～150℃。
基于上述的结构，本发明的触媒净化装置是将含有挥发性有机物的待净化气体，先借该焚化炉10进行第一阶段的净化处理，再由该低温触媒氧化单元30进行第二阶段的低浓度挥发性有机物净化处理；并进一步提供臭氧给该低温触媒氧化单元30，用以加强触媒的吸脱附净化功能或低温氧化还原或分解反应；且根据该低温触媒氧化单元30的操作温度，利用该热交换器50控制焚化炉10的出口温度，维持该低温触媒氧化单元30的再净化效能，而回收的热能又可将进入焚化炉10的待净化气体预热。
是以，本发明具有不必采用复杂的处理设备，即得以确保最终所排放的气体符合规定且节能的功效。另外，由于双槽式蓄热焚化炉在蓄热槽预热/蓄热切换时，会如图1所示，预热蓄热槽中的欲处理气体会因尚未焚化而被排放，因而有未处理气体周期性排放的问题，故再由该低温触媒氧化单元30进行第二阶段净化处理的设计，遂可将此一问题消弭于无形，具有将双槽式焚化炉周期性排放未处理气体的问题予以解决的功效。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
综上所述，本发明在结构设计、使用实用性及成本效益上，完全符合产业发展所需，且所揭示的结构亦是具有前所未有的创新构造，具有新颖性、创造性、实用性，符合有关发明专利要件的规定，故依法提起申请。
Claims (17)
1.一种焚化炉尾气触媒净化装置，其特征在于，包括：
一焚化炉，连接有引气管与排气管；
一低温触媒氧化单元，是以多孔性担体承载金属或金属氧化物触媒，而设置于该焚化炉的排气管下游，且较佳的操作温度为75-250℃。
2.根据权利要求1所述的焚化炉尾气触媒净化装置，其特征在于，所述触媒包括Mn、Fe、Co、Cu、Ce、Zn、Ag、Pb、CuO-MoO3、Ag-Mn或其组合。
3.根据权利要求1所述的焚化炉尾气触媒净化装置，其特征在于，所述多孔性担体为氧化铝或沸石，而包括r-Al2O3，ZSM-5或其组合。
4.根据权利要求2或3所述的焚化炉尾气触媒净化装置，其特征在于，所述触媒与多孔性担体的组成包括CuO-MoO3/r-Al2O3、Ag/ZSM-5、Cu/ZSM-5、Cu-Ce/ZSM-5、Mn/ZSM-5、Ag-Mn/ZSM-5或其组合。
5.根据权利要求1、2或3所述的焚化炉尾气触媒净化装置，其特征在于，所述焚化炉与低温触媒氧化单元之间进一步设置一臭氧供给单元，提供臭氧给低温触媒氧化单元。
6.根据权利要求5所述的焚化炉尾气触媒净化装置，其特征在于，进一步设置令所述引气管由所述排气管回收热能的热交换器，而将焚化炉的出口温度控制在75～250℃。
7.根据权利要求6所述的焚化炉尾气触媒净化装置，其特征在于，进一步于所述引气管或所述排气管择一设置避开所述热交换器的旁通管。
8.根据权利要求7所述的焚化炉尾气触媒净化装置，其特征在于，所述低温触媒氧化单元更佳的操作温度为100-150℃，且令所述热交换器将焚化炉的出口温度控制在100-150℃。
9.根据权利要求8所述的焚化炉尾气触媒净化装置，其特征在于，所述低温触媒氧化单元的多孔性担体为颗粒状、蜂巢状、圆柱状、发泡状、粉末状或球状。
10.根据权利要求8所述的焚化炉尾气触媒净化装置，其特征在于，所述焚化炉包括双槽式蓄热焚化炉、多槽式蓄热焚化炉、回转式蓄热焚化炉与直燃式焚化炉。
11.根据权利要求8所述的焚化炉尾气触媒净化装置，其特征在于，所述低温触媒氧化单元的型式包括转轮式、转环式或固定床式。
12.根据权利要求11所述的焚化炉尾气触媒净化装置，其特征在于，所述转轮式或转环式低温触媒氧化单元区分有一吸附区与一脱附氧化区。
13.根据权利要求12所述的焚化炉尾气触媒净化装置，其特征在于，所述转轮式或转环式低温触媒氧化单元进一步于所述吸附区与脱附氧化区之间区分有一冷却区。
14.根据权利要求11所述的焚化炉尾气触媒净化装置，其特征在于，所述固定床式低温触媒氧化单元为单塔式、双塔式或多塔式。
15.一种焚化炉尾气触媒净化方法，其特征在于，其包括下列步骤：
a.利用焚化炉将挥发性有机物净化处理；
b.控制焚化炉出口温度，而将经焚化炉净化后的低浓度挥发性有机物，利用低温触媒催化技术再度净化并排放。
16.根据权利要求15所述的焚化炉尾气触媒净化方法，其特征在于，所述步骤b进一步提供臭氧，加强触媒的吸附功能或低温氧化还原或分解反应。
17.根据权利要求15或16所述的焚化炉尾气触媒净化方法，其特征在于，所述步骤a进一步利用热交换器令焚化炉的引气管由排气管回收热能，而将焚化炉的出口温度控制在75-250℃，甚至是100-150℃。
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