CN103551011A - 一种垃圾焚烧烟气中二噁英吸附装置 - Google Patents

Abstract

一种垃圾焚烧烟气中二噁英吸附装置，包括机体，所述机体包括烟气净化舱以及物料输送装置，所述烟气净化舱上端开设有烟气进气口，底端开设有烟气排出口，所述烟气进气口到烟气排出口间的舱室内从上往下依次设置有若干块倾斜向下呈“Z”字型折流状分布的挡板构成的动态吸附平台，所述挡板为网格状，相邻挡板间均设置有使吸附料滑落至下一档板的落料区，所述烟气排出口近底端设置有至少两层碳纤维毡；所述物料输送装置设置于烟气净化舱外侧，物料输送装置的进、出料口分别与烟气净化舱舱室的上下两端连通，所述上端连通处位于动态吸附平台上方，所述下端连通处与动态吸附平台的末端挡板连接。大大提高了吸附效率，采用动态吸附和多段吸附，有效吸附约各占50%的固相、气相两种状态二噁英，并且制作成本和能耗较低、自动化程度高。

Description

一种垃圾焚烧烟气中二噁英吸附装置

技术领域

本发明涉及烟气净化装置制作领域，尤其涉及一种净化烟气中二噁英的吸附装置。 

背景技术

一、   二噁英的特性及危害 

二噁英是指多氯代二苯并二噁英（PCDDs）和多氯代二苯并呋喃（PCDFs）的总称。它是分别由2个氯原子联结2个氯取代的苯环组成的呈三环结构的二噁英的同系物和由一个氯原子联结2个氯取代的苯环组成的呋喃类同系物。由于前者（二噁英类）有75个导构体，而后者（呋喃类）有135个导构体。它们的化学结构相似并具有类似的毒性。通常把二者称为一个二噁英家属，常写成PCDD/Fs。这里以2. 3. 7. 8——四氯二噁英作为代表进行说明二噁英类的理化特性。二噁英是一种化学性质十分稳定的有机化合物，在强酸、强碱和有氧化剂存在的条件下十分稳定，常温时呈结晶型固体。它属于脂溶性高的物质，易溶于脂肪，很难溶于水和大多数有机溶剂。科学家认为二噁英是人类发展过程中制造出来的毒性最强的有机化合物，其危险性十分严重。该物质属于脂溶性高，易于经生物膜进入人体血液并积累脂肪中。因其水溶性低则很难排出体外，导致一系列慢性中毒并能致癌。国际癌症研究机构1997年把二噁英定性为致癌危险度最高的第一位。所以国际社会都在设法过滤或分解，降低二噁英在垃圾焚烧时排放标准。

二、 垃圾焚烧过程中二噁英的存在状态 

虽然垃圾经过850℃以上高温焚烧，二噁英基本被分解。但仍有少量预二噁英极易和高温烟气中细微粉尘颗粒混合结聚在一起，此时即使最高温也很难全部分解二噁英。当进入急冷系统将烟气降温至200℃--400℃左右的同时，烟气中细微颗粒物上有很多种重金属离子(可起催化作用)的大量存在，给二噁英重新生成创造了条件。焚烧烟气中吸附在颗粒上的固相二噁英和（蒸汽状态）气相二噁英所占比例取决于焚烧时的焚烧工况，烟气冷却速率以及飞灰表面是否存在二噁英类合成的催化剂等因素。一般在200℃左右温度烟气进入布袋除尘器之前固相与气相二噁英各占50%左右。德国科学家对城市生活垃圾焚烧烟气的分析表明，每公斤生活垃圾焚烧可产生50nyTEQ二噁英。医疗废物处置二噁英的产生量会高些。由于二噁英具有一定的热稳定性，垃圾在850℃以上高温焚烧时能直接分解掉二噁英比例为61.7%，炉渣中约有二噁英3.5%，仍有约30.8%二噁英存在在烟尘中，这部分二噁英需要我们采取措施进行吸附和分解。

三、我国对垃圾焚烧产生二噁英的传统处理方法 

   在垃圾焚烧处置中，我国环保部门针对产生的二噁英问题早有明文规定，垃圾必须经过850℃以上高温焚烧，氧O₂浓度6%-12%，烟气在高温区停留时间≥2秒可采用湿法或半干法，急冷降温至200℃左右，喷入活性炭（粉末）进行吸附，再经过布袋除尘器收集的方法。该工艺能对前面喷入的活性炭和烟尘中积聚的颗粒物有效收集，但对烟气中以气相状态存在的二噁英没有任何捕捉功能。因此造成很多垃圾处置企业二噁英检测普遍超标。

例如中国专利公开为CN102494542A，一种烧结砖烟气中二噁英的处理装置，其特征在于，包括窑炉、冷凝管道装置、脱硫装置和烟气排气管，所述窑炉的烟气排气口和冷凝管道装置的蛇形冷凝管的进气口经管道连接，所述冷凝管道装置的蛇形冷凝管的出气口和脱硫装置的进气口经管道连接，所述脱硫装置的排气口与所述烟气排空管连接。 

又如中国专利公开号为CN102000443A，生活垃圾焚烧烟气中二恶英收集方法，其特征在于：它包括以下步骤：(1)使生活垃圾焚烧烟气依次通过第一级套管式换热器、滤筒和至少一级后处理套管式换热器，进入滤筒的烟气温度控制在105~115℃；(2)从最后一级处理套管式换热器流出的烟气依次通过其内装有正己烷洗净水的正己烷洗气瓶、第一缓冲瓶、其内装有树脂的玻璃填充管、其内装有甲苯的甲苯洗气瓶和第二缓冲瓶；所述的其内装有正己烷洗净水的正己烷洗气瓶、第一缓冲瓶、其内装有树脂的玻璃填充管、其内装有甲苯的甲苯洗气瓶和第二缓冲瓶用连接管连接并放置于冰水混合物中；(3)采用真空泵将经过第二缓冲瓶的烟气抽出得到符合排放标准的排放尾气；(4)用洗气瓶中的甲苯溶液清洗第一级套管式换热器的换热套管内壁，并收集清洗后的甲苯溶液；在第一级后处理套管式换热器下部设置收集瓶，接收烟气中冷凝产生的含二恶英类物质的凝结水，将含烟尘的滤筒、凝结水、树脂以及清洗过第一级套管式换热器的换热套管内壁的甲苯作为最终采样样本。 

再如中国专利公开号为CN102228788A， 一种用于钢铁烧结机烟气脱硫和脱二噁英的装置，该装置包含：循环流化床吸收塔(1)和旋风分离器(6)，其特征在于，所述循环流化床吸收塔(1)下部采用文丘里结构(11)，该文丘里结构(11)从下往上依次为圆锥收缩段、圆柱段和圆锥扩张段；待脱除的SO2和二噁英的烧结烟气经由所述圆锥收缩段自下而上进入循环流化床吸收塔(1)；所述圆锥收缩段设置脱硫剂入口(12)；所述圆锥扩张段沿轴线顺流烧结烟气的方向设置喷水嘴(14)，用于喷射雾化水；所述脱硫剂在所述雾化水的作用下脱除烧结烟气中的SO2；所述循环流化床吸收塔(1)中上部设置活性炭或活性焦喷嘴(3)，正对所述喷嘴(3)上方间距某一段距离设置一锥形构件(4)，所述锥形构件用于在其下方和所述活性炭或活性焦喷嘴(3)空间形成活性炭/焦相对浓度较高的区域并减少脱硫剂对活性炭/焦裹附，进而对烧结烟气中的二噁英进行脱除；所述循环流化床吸收塔(1)的上部沿径向设有烟气出口(5)，该烟气出口(5)与旋风分离器(6)进口连通；其中，所述活性炭/焦喷嘴(3)沿所述循环吸收塔(1)轴向布置且喷口向上。 

上述专利设备结构较为复杂，并且处理效率并不是特别理想，并且不可循环处理，能耗和处理成本较高，有待改进。 

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种吸附效率高并实现动态吸附，并且使用寿命长，制作成本低、结构简单、自动化程度高的二噁英烟气吸附装置。 

本发明的技术关键在于烟气净化舱具有一定的垂落空间让颗粒活性炭互相碰撞摩擦，形成颗粒表面有少量剥落成活性炭粉末，此举大大提高了吸附功能。由于挡板的设计能让所有进入的活性炭颗粒处于动态运动中不断改变与烟气的接触面，使其更容易充分吸附烟气中存在的大量气相状态的二噁英，并且始终保持一定的吸附材料料层厚度，最底层还有专门设置了多层炭纤维毡，用以针对上面剥落部分活性炭粉末，防止吸附了二噁英的剥落粉末直接让排风机抽入烟囱影响二噁英检测和排放指标，进行吸附作业时只需定时定量更换补充添加吸附材料颗粒活性炭，按工艺要求每天人工更换炭纤维毡一次即可，其具体的技术方案为：一种垃圾焚烧烟气中二噁英吸附装置，包括机体，其特征在于所述机体包括烟气净化舱以及物料输送装置，所述烟气净化舱上端开设有烟气进气口，底端开设有烟气排出口，所述烟气进气口到烟气排出口间的舱室内从上往下依次设置有若干块倾斜向下呈“Z”字型折流状分布的挡板构成的动态吸附平台，所述挡板为网格状，相邻挡板间均设置有使吸附料滑落至下一档板的落料区，所述烟气排出口近底端设置有多层抽屉式部件，在所述多层抽屉式部件内各层放置碳纤维毡；所述物料输送装置设置于烟气净化舱外侧，物料输送装置的进、出料口分别与烟气净化舱舱室的上下两端连通，所述上端连通处位于动态吸附平台上方，所述下端连通处与动态吸附平台的末端挡板连接。 

作为优选，所述舱体内壁设置有5~8mm厚的耐火浇注层。 

作为优选，末端挡板上方另增设一防止吸附料堆积过高的挡板，所述挡板与末端挡板倾斜设置。 

作为优选，所述吸附料为颗粒活性炭。 

作为优选，所述挡板网格为圆形通孔，孔径小于吸附料直径。 

作为优选，物料输送装置为螺旋输送机。 

本发明的有益效果：本发明大大提高了吸附效率，采用动态吸附和多段吸附，有效吸附45%~51%的气相状态二噁英，并且制作成本和能耗较低、自动化程度高，适合长期连续运行。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图。 

图2为图1中挡板的结构示意图。 

图3为图1中抽屉式部件底板的结构示意图。 

具体实施方式

实施例1：一种垃圾焚烧烟气中二噁英吸附装置，包括机体001，所述机体001包括烟气净化舱011以及物料输送装置012，所述烟气净化舱011上端开设有烟气进气口111，底端开设有烟气排出口112，所述烟气进气口111到烟气排出口112间的舱室内从上往下依次设置有4块倾斜向下呈“Z”字型折流状分布的挡板113构成的动态吸附平台，所述挡板113为网格状，相邻挡板113间均设置有使吸附料滑落至下一档板113的落料区114，所述烟气排出口112近底端设置有2层抽屉式部件，在所述2层抽屉式部件内各层放置碳纤维毡115；所述抽屉式部件底板117为网格状设置，所述物料输送装置012设置于烟气净化舱011外侧，物料输送装置012的进、出料口（121、122）分别与烟气净化舱011舱室的上下两端连通，所述上端连通处位于动态吸附平台上方，所述下端连通处与动态吸附平台的末端挡板113a连接。所述舱体内壁设置有5~8mm厚的耐火浇注层116。所述末端挡板113a上方另增设一防止吸附料堆积过高的挡板113b，所述挡板113b与末端挡板113a倾斜设置。所述吸附料为颗粒活性炭。所述挡板113网格为圆形通孔，孔径小于吸附料直径。物料输送装置012为螺旋输送机。 

本发明装置优选安装在原焚烧系统的布袋除尘器后烟道上，另一端与排风机相连接，让洁净烟气尽快进入烟囱排出。 

垃圾处置企业在长期连接开启使用该系统时必须经常定时适量添加补充吸附颗粒活性炭外，还可以把原来使用过已经吸附达到饱和的颗粒活性炭放置在阳光紫外线下照射，分解掉部分二噁英后重复再使用一次以降低运行费用，然后运送至危险废物填埋场填埋。 

Claims (6)

1.一种垃圾焚烧烟气中二噁英吸附装置，包括机体，其特征在于所述机体包括烟气净化舱以及物料输送装置，所述烟气净化舱上端开设有烟气进气口，底端开设有烟气排出口，所述烟气进气口到烟气排出口间的舱室内从上往下依次设置有若干块倾斜向下呈“Z”字型折流状分布的挡板构成的动态吸附平台，所述挡板为网格状，相邻挡板间均设置有使吸附料滑落至下一档板的落料区，所述烟气排出口近底端设置有多层抽屉式部件，在所述多层抽屉式部件内各层放置碳纤维毡；所述物料输送装置设置于烟气净化舱外侧，物料输送装置的进、出料口分别与烟气净化舱舱室的上下两端连通，所述上端连通处位于动态吸附平台上方，所述下端连通处与动态吸附平台的末端挡板连接。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧烟气中二噁英吸附装置，其特征在于所述舱体内壁设置有5~8mm厚的耐火浇注层。

3.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧烟气中二噁英吸附装置，其特征在于末端挡板上方另增设一防止吸附料堆积过高的挡板，所述挡板与末端挡板倾斜设置。

4.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧烟气中二噁英吸附装置，其特征在于所述吸附料为颗粒活性炭。

5.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧烟气中二噁英吸附装置，其特征在于所述挡板网格为圆形通孔，孔径小于吸附料直径。

6.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧烟气中二噁英吸附装置，其特征在于物料输送装置为螺旋输送机。

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