CN105396443B - 一种工业垃圾裂化焚烧尾气脱酸处理系统 - Google Patents

一种工业垃圾裂化焚烧尾气脱酸处理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种工业垃圾裂化焚烧尾气脱酸处理系统，包括气体过热保护器、热式气体质量流量计、混合气体流量调节阀、布袋除尘器、前端SO2浓度传感器、过滤阻火器、SO2催化氧化反应器、硫酸气溶胶发生器、铁粉接触极化吸引反应釜、碱洗塔、水蒸汽分离器、末端SO2浓度传感器、排风风机。本系统可根据工业垃圾裂化焚烧尾气的进气温度对整个系统进行过热保护；本系统可实时监测整套系统的SO2去除效率；本系统创造性的采用了硫酸气溶胶与铁粉反应生成硫酸亚铁气溶胶，并在强磁场的作用下被吸引和分离，达到高效去除SO2的目的；同时，作为副产品，还可对分离出的硫酸亚铁进行收集和再利用。

Description

一种工业垃圾裂化焚烧尾气脱酸处理系统
技术领域
本发明涉及一种工业垃圾裂化焚烧尾气脱酸处理系统，属于环境保护中的废气处理领域。
背景技术
随着工业化进程的高速推进，工业垃圾废弃物的数量也出现激增。同时我国又是一个土地资源相对紧张的国家，尤其是工业发达的华北、华东、华南等地区，人口密度大，土地资源严重短缺，因此垃圾填埋的处理方式在这些地区并不适用。同时垃圾填埋还会对土壤、地下水产生严重的污染。目前普遍常用的是裂化焚烧的方式对工业垃圾进行处理，同时焚烧产生的热源还可以用来发电发热，是一种有效的资源循环利用的方式。
但是工业垃圾裂化焚烧过程中会产生大量的有毒有害气体，如酸性气体、挥发性有机物、二恶因等等，其中所产生的酸性尾气是大气环境中的主要污染物之一。酸性气体的主要成分就是二氧化硫，它是衡量大气是否遭到污染的重要标志之一。世界上曾有诸多城市发生过严重的二氧化硫大气污染事件，造成了大量的人员伤亡和恶劣的社会影响。而在我国的一些城镇，大气中二氧化硫的危害较为普遍而又相当严重。
二氧化硫在进入呼吸道后，因其易溶于水，故大部分被阻滞在上呼吸道，在湿润的粘膜上生成具有腐蚀性的亚硫酸、硫酸和硫酸盐，使其刺激作用增强。同时，进入血液的二氧化硫还可通过血液循环抵达肺部产生刺激作用。二氧化硫可被吸收进入血液，对全身产生毒副作用。
同时，二氧化硫还是酸雨的重要来源，酸雨给地球生态环境和人类社会经济都带来严重的影响和破坏。研究表明，酸雨对土壤、水体、森林、建筑、名胜古迹等人文景观均带来严重危害，不仅造成重大经济损失，更危及人类生存和发展。
总的来说，二氧化硫的治理方法主要有三类：一类是减少燃料中的含硫量，从根本上截断二氧化硫的来源；另一类是治理燃烧废气，即通过化学反应的方法，利用碱性液体对废气中的二氧化硫进行中和，使其失去腐蚀性，转化为盐类，再加以去除。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种工业垃圾裂化焚烧尾气脱酸处理系统，该系统包括气体过热保护器、热式气体质量流量计、混合气体流量调节阀、布袋除尘器、前端SO2浓度传感器、过滤阻火器、SO2催化氧化反应器、硫酸气溶胶发生器、铁粉接触极化吸引反应釜、碱洗塔、水蒸汽分离器、末端SO2浓度传感器、排风风机等；其中工业垃圾裂化焚烧尾气通过气体管路进入气体过热保护器，气体过热保护器的出口通过气体管路连接热式气体质量流量计，热式气体质量流量计的出口通过气体管路连接混合气体流量调节阀，混合气体流量调节阀的出口通过气体管路连接布袋除尘器，布袋除尘器的出口通过气体管路连接前端SO2浓度传感器，前端SO2浓度传感器的出口通过气体管路连接过滤阻火器，过滤阻火器的出口通过气体管路连接SO2催化氧化反应器，SO2催化氧化反应器的出口通过气体管路连接硫酸气溶胶发生器，硫酸气溶胶发生器的出口通过气体管路连接铁粉接触极化吸引反应釜，铁粉接触极化吸引反应釜的出口通过气体管路连接碱洗塔，碱洗塔的出口通过气体管路连接水蒸汽分离器，水蒸汽分离器的出口通过气体管路连接末端SO2浓度传感器，末端SO2浓度传感器的出口通过气体管路连接排风风机，排风风机的出口通过气体管路连通大气环境；其中，铁粉接触极化吸引反应釜利用磁力吸引原理进行工作，其顶部装有4组气溶胶喷头，能够使废气气溶胶产生从上向下的运动，气溶胶进入六芒星形的旋转铁粉笼，旋转铁粉笼在电动机的牵引下进行高速转动，气溶胶与旋转铁粉笼中的细铁粉发生化学反应生成硫酸亚铁，并被反应釜两侧的电磁铁所产生的磁场吸引脱离废气，通过电动刮刷的运动使硫酸亚铁粉末最终进入粉末收集斗；其中，SO2催化氧化反应器中装填有超细氧化钯颗粒催化剂，废气中的SO2在此发生氧化反应转化为SO3；其中，硫酸气溶胶发生器内壁为陶瓷结构，其顶部装有超细水雾发生器，能够产生向下喷淋的超细水雾，与向上运动的含SO3废气接触并发生化学反应，产生硫酸气溶胶。
进一步，其铁粉接触极化吸引反应釜的工作压力范围为0.1~2.5MPa，工作温度范围为180~250℃，其电磁铁的工作磁场强度为32~35T，其旋转铁粉笼的转速为500转/min，吸附反应周期小于10分钟，使用寿命一般在10年以上。
进一步，其SO2催化氧化反应器中的催化剂采用了超细氧化钯颗粒，其钯含量大于等于86.2%，密度为8.3g/cm3。
进一步，其采用了废气进出口双浓度传感器的设计，浓度传感器的检测范围为0.1~3000mg/m3，浓度传感器的工作温度范围为0~450℃。
本发明的优点在于：
（1）本系统的铁粉接触极化吸引反应釜利用了强磁场对经过极化后的硫酸亚铁气溶胶产生吸引作用，采用物理与化学相结合的方法，同时完成了酸性气体的分离和去除；同时，还可对净化处理过程中产生的硫酸亚铁进行有效回收，实现了资源的再利用。
（2）本系统创造性的采用了气溶胶化学反应的模式，大大提高了转化效率，提升了整个系统的净化能力。
（3）可对进入处理系统的废气中SO2浓度进行调节，保证其浓度处于处理系统适宜的浓度范围；
（4）本系统可对处理前、后废气中SO2的浓度进行实时监测，可实时掌握整个处理系统的运行效率。
附图说明
图1是本发明的设备示意图。
图中：1-气体过热保护器、2-热式气体质量流量计、3-混合气体流量调节阀、4-布袋除尘器、5-前端SO2浓度传感器、6-过滤阻火器、7-SO2催化氧化反应器、8-硫酸气溶胶发生器、9-铁粉接触极化吸引反应釜、10-碱洗塔、11-水蒸汽分离器、12-末端SO2浓度传感器、13-排风风机
图2是铁粉接触极化吸引反应釜的示意图。
图中：91-气溶胶喷头、92-电磁铁、93-旋转铁粉笼、94-电动机、95-电动刮刷、96-粉末收集斗
具体实施方式
如图1所示的工业垃圾裂化焚烧尾气脱酸处理系统，包括气体过热保护器1、热式气体质量流量计2、混合气体流量调节阀3、布袋除尘器4、前端SO2浓度传感器5、过滤阻火器6、SO2催化氧化反应器7、硫酸气溶胶发生器8、铁粉接触极化吸引反应釜9、碱洗塔10、水蒸汽分离器11、末端SO2浓度传感器、排风风机13；其中，工业垃圾裂化焚烧尾气通过气体管路进入气体过热保护器1，可对进入处理系统的气体温度进行判别并控制整个系统的进气开关，防止过热气体进入处理系统导致系统损坏或老化，气体过热保护器1的出口通过气体管路连接热式气体质量流量计2，可对进入处理系统的废气量进行监控，防止过量废气进入系统，对处理系统造成负荷冲击，热式气体质量流量计2的出口通过气体管路连接混合气体流量调节阀3，通过混合气体流量调节阀3的三向阀开关装置，可向管道内废气加注新鲜空气，将废气中SO2浓度调整至200~2000mg/m3，混合气体流量调节阀3的出口通过气体管路连接布袋除尘器4，在废气进入前端SO2浓度传感器5前预先将其中的烟、粉尘去除，布袋除尘器4的出口通过气体管路连接前端SO2浓度传感器5，前端SO2浓度传感器5的检测范围为0.1~3000mg/m3，工作温度范围为0~450℃，对处理系统入口端的SO2浓度进行实时监测，前端SO2浓度传感器的出口通过气体管路连接过滤阻火器6，过滤阻火器6的出口通过气体管路连接SO2催化氧化反应器7，SO2催化氧化反应器7中装填有超细氧化钯颗粒催化剂，其中钯质量含量大于等于86.2%，密度为8.3g/cm3，废气中的SO2在此发生氧化反应转化为SO3，SO2催化氧化反应器7的出口通过气体管路连接硫酸气溶胶发生器8，硫酸气溶胶发生器8内壁为陶瓷结构，其顶部装有超细水雾发生器，能够产生向下喷淋的超细水雾，与向上运动的含SO3废气接触并发生化学反应，产生硫酸气溶胶，硫酸气溶胶发生器8的出口通过气体管路连接铁粉接触极化吸引反应釜9，铁粉接触极化吸引反应釜9利用磁力吸引原理进行工作，其顶部装有4组气溶胶喷头91，能够使废气气溶胶产生从上向下的运动，气溶胶进入六芒星形的旋转铁粉笼93，旋转铁粉笼93在电动机94的牵引下进行高速转动，气溶胶与旋转铁粉笼93中的细铁粉发生化学反应生成硫酸亚铁，并被反应釜两侧的电磁铁92所产生的磁场吸引脱离废气，通过电动刮刷95的运动使硫酸亚铁粉末最终进入粉末收集斗96，铁粉接触极化吸引反应釜9的出口通过气体管路连接碱洗塔10，废气在此通过与碱液的中和反应去除其中残留的硫酸气溶胶，碱洗塔10的出口通过气体管路连接水蒸汽分离器11，在此将废气中的水蒸汽去除，水蒸汽分离器11的出口通过气体管路连接末端SO2浓度传感器，末端SO2浓度传感器的出口通过气体管路连接排风风机13，排风风机13的出口通过气体管路连通大气环境。
铁粉接触极化吸引反应釜9的工作压力范围为0.1~2.5MPa，工作温度范围为180~250℃，其电磁铁92的工作磁场强度为32~35T，其旋转铁粉笼93的转速为500转/min，吸附反应周期小于10分钟。
经过比对前端SO2浓度传感器和末端SO2浓度传感器的数值，废气中的酸性气体去除率达到99.3%。

Claims (3)

1.一种工业垃圾裂化焚烧尾气脱酸处理系统，其特征在于，该系统包括气体过热保护器、热式气体质量流量计、混合气体流量调节阀、布袋除尘器、前端SO2浓度传感器、过滤阻火器、SO2催化氧化反应器、硫酸气溶胶发生器、铁粉接触极化吸引反应釜、碱洗塔、水蒸汽分离器、末端SO2浓度传感器、排风风机；其中工业垃圾裂化焚烧尾气通过气体管路进入气体过热保护器，气体过热保护器的出口通过气体管路连接热式气体质量流量计，热式气体质量流量计的出口通过气体管路连接混合气体流量调节阀，混合气体流量调节阀的出口通过气体管路连接布袋除尘器，布袋除尘器的出口通过气体管路连接前端SO2浓度传感器，前端SO2浓度传感器的出口通过气体管路连接过滤阻火器，过滤阻火器的出口通过气体管路连接SO2催化氧化反应器，SO2催化氧化反应器的出口通过气体管路连接硫酸气溶胶发生器，硫酸气溶胶发生器的出口通过气体管路连接铁粉接触极化吸引反应釜，铁粉接触极化吸引反应釜的出口通过气体管路连接碱洗塔，碱洗塔的出口通过气体管路连接水蒸汽分离器，水蒸汽分离器的出口通过气体管路连接末端SO2浓度传感器，末端SO2浓度传感器的出口通过气体管路连接排风风机，排风风机的出口通过气体管路连通大气环境；其中，铁粉接触极化吸引反应釜利用磁力吸引原理进行工作，其顶部装有4组气溶胶喷头，能够使废气气溶胶产生从上向下的运动，气溶胶进入六芒星形的旋转铁粉笼，旋转铁粉笼在电动机的牵引下进行高速转动，气溶胶与旋转铁粉笼中的细铁粉发生化学反应生成硫酸亚铁，并被反应釜两侧的电磁铁所产生的磁场吸引脱离废气，通过电动刮刷的运动使硫酸亚铁粉末最终进入粉末收集斗；其中，SO2催化氧化反应器中装填有超细氧化钯颗粒催化剂，废气中的SO2在此发生氧化反应转化为SO3；其中，硫酸气溶胶发生器内壁为陶瓷结构，其顶部装有超细水雾发生器，能够产生向下喷淋的超细水雾，与向上运动的含SO3废气接触并发生化学反应，产生硫酸气溶胶。
2.根据权利要求1所述的工业垃圾裂化焚烧尾气脱酸处理系统，其特征在于，铁粉接触极化吸引反应釜的工作压力范围为0.1~2.5MPa，工作温度范围为180~250℃，其电磁铁的工作磁场强度为32~35T，其旋转铁粉笼的转速为500转/min。
3.根据权利要求1所述的工业垃圾裂化焚烧尾气脱酸处理系统，其特征在于，SO2催化氧化反应器中的催化剂采用了超细氧化钯颗粒，其中钯质量含量大于等于86.2%，密度为8.3g/cm3。
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