CN105546549B - 一种垃圾脱氯装置及其脱氯方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾脱氯装置,包括进料机构、烘干窑、热供应机构、催化剂喷洒机构、尾气处理机构，烘干窑包括箱型壳体、位于壳体顶部的进料口、位于壳体前端的进风口、位于壳体尾端的尾气排放口、固定于壳体内壁的多级传送网带、固定于壳体内底部的输送带、固定于壳体外壁的微波发生器；进料机构连接于进料口处，热供应机构连接于进风口处，尾气处理机构连接于尾气排放口处；多级传送网带的第一级传送网带位于进料口的正下方，输送带位于最后一级传送网带的正下方；位于输送带末端处的壳体上设有出料口。本发明还提供相应的脱氯方法，能够脱除垃圾中PVC和聚胺脂等化合物中氯离子的装置，从而彻底根除垃圾焚烧过程中二噁英的生成。

Description

一种垃圾脱氯装置及其脱氯方法

技术领域

本发明属于环保设备领域,具体涉及一种垃圾脱氯装置及其脱氯方法。

背景技术

目前，我国对城市生活垃圾和可燃工业垃圾的主要处理方式是填埋和焚烧发电，随着城市人口越来越集中，垃圾填埋场的选址也越来越困难。焚烧发电是一种减量化和资源化利用的优选之路，但只有日产量超过400吨的垃圾规模才具有投资价值。同时，消除垃圾焚烧后排放的尾气中的二噁英成本太高，也制约了该技术的推广。将生活垃圾和可燃工业垃圾经过分选、破碎、烘干、成型而制成成型燃料（国外称RDF5），也是减量化和资源化处理的有效办法，该方法在日本、韩国、欧州等已非常普及。但由于我国生活垃圾中含有大量的PVC、聚胺脂等高分子化合物做成的材料，该材料在燃烧时会释放氯离子并合成二噁英等剧毒致癌物质，也严重制约了该技术在我国的推广。

中国专利201410020052.5公开了一种生活垃圾热解煤化处理方法，将添加了热解催化剂的垃圾投进热解滚筒机内，焚烧炉的高温热气给热解滚筒机外壁加热，垃圾随热解滚筒机的转动而不断翻滚并缓慢地向前移动，垃圾被不断地加热，先后经过干燥脱水、热解的过程，热解滚筒机内热解的温度控制在200度左右，垃圾从热解煤化滚筒机出来后，经过脱氯处理已变成高品质固体燃料，一部分进入焚烧炉焚烧，为热解滚筒机提供热量，富余部分可集中用于高效率的发电利用。

该专利所用的方法是不能达到脱氯效果的，因为想要垃圾脱氯，其温度至少要达到280度，这是公知常识。其次，该脱氯设备中采用的是滚筒烘干窑，在外面供热，热效率低，成本高。

总的来说，现有技术中还没有一种可以彻底脱除垃圾中氯的设备。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种可脱除垃圾中PVC和聚胺脂等化合物中含有的氯离子，从而彻底根除垃圾焚烧过程中二噁英的生成，垃圾脱氯装置及其脱氯方法。

本发明解决问题的技术方案是：一种垃圾脱氯装置,包括进料机构、与进料机构连接的烘干窑、给烘干窑提供热能的热供应机构、与进料机构连接的催化剂喷洒机构、与烘干窑输出端连接的尾气处理机构，所述烘干窑包括箱型壳体、位于壳体顶部的进料口、位于壳体前端的进风口、位于壳体尾端的尾气排放口、固定于壳体内壁的多级传送网带、固定于壳体内底部的输送带、固定于壳体外壁的微波发生器；

所述壳体外壁安装微波发生器处开有通孔，微波发生器通过通孔向烘干窑内发送微波；

所述进料机构连接于进料口处，热供应机构连接于进风口处，尾气处理机构连接于尾气排放口处；

所述多级传送网带的第一级传送网带位于进料口的正下方，所述输送带位于最后一级传送网带的正下方；

所述位于输送带末端处的壳体上设有出料口。

上述方案中，输送带依靠位于烘干窑外部的电机驱动。微波发生器除补充窑内热量，维持温度稳定之外，还可加速催化作用。

一种优选的方案中，所述多级传送网带的每一级均相对于水平面倾斜布置，在烘干窑内分为上、下两排摆放，且上排和下排以烘干窑的轴线为对称轴呈镜像对称布置；每一级传送网带的尾端均位于其相邻下一级传送网带首端的正上方，且每一级传送网带的首端均设有用以防止垃圾滑落的挡板；

所述多级传送网带依靠位于烘干窑外的传动网带驱动装置驱动。

上述方案中所述传动网带驱动装置包括传动轴承、传动链条以及电机，在电机驱动下传动链条带动每一级传动网带运动。

为了及时掌握烘干窑内的温度，所述烘干窑内以及尾气排放口设有窑内温度传感器。

具体的，所述热供应机构包括鼓风机、与鼓风机相连的热风炉、与热风炉通过第一管道相连的引风机，所述引风机通过热风管与烘干窑的进风口连接，所述热风管上安装有热风温度传感器；

所述第一管道上开设有空气入口，该空气入口处安装有空气过滤器及调节阀。

进一步的，所述引风机和热风管之间还设有金属波纹管，所述热风管正下方设有推车，该推车上设有与热风管底部连接的调节螺杆，所述热风管可随推车的水平移动而调节插入烘干窑内的深度，热风管可随调节螺杆的升降而调节自身高度。

上述方案中，控制热风管插入深度的目的在于控制烘干窑内前部或后部的温度，如将热风管插入深一些，侧烘干窑内靠近尾部的温度高，靠近前部的温度低；反之，靠近前部的温度高，靠近尾部的温度低。

更进一步的，还包括用于控制鼓风机、调节阀、微波发生器动作，以及检测热风温度传感器和窑内温度传感器的控制柜。

具体的，所述进料机构包括进料斗、螺旋输送机及驱动螺旋输送机的电机。

所述催化剂喷洒机构包括催化剂调节容器、位于催化剂调节容器内的搅拌器及其电机、与催化剂调节容器通过管道连接的催化剂水泵、与催化剂水泵输出端连接的催化剂喷头，该催化剂喷头设置于烘干窑进料口处。

所述尾气处理机构包括依次相连的一级旋风除尘器和二级旋风除尘器、与二级旋风除尘器连通的水洗塔，该水洗塔顶部通过管道连接有光解除臭器，水洗塔下部通过排水管连接有多级过滤水槽；所述水洗塔内安装多个螺旋喷淋头，多级过滤水槽和水洗塔之间还设有循环水泵，该循环水泵与螺旋喷淋头连通；

所述光解除臭器的输出端通过管道连接有排气引风机，该排气引风机输出端连接有烟囱。

相应的，本发明还提供一种垃圾脱氯方法，其特征在于包括如下步骤：

（A）热供应机构产生的热量通入到烘干窑14内，使窑内温度达到至少280度；

（B）经过分选、破碎、挤干之后的垃圾从进料斗机构输送到烘干窑14内；

（C）与步骤（B）同时进行的还有将各种催化剂原料通过催化剂喷洒机构将催化剂混合溶液喷洒到垃圾表面；

（D）表面沾有催化剂混合溶液的垃圾进入到烘干窑14内的传送网带15上，在传送网带15带动下经过多级多回程翻转和挠动后落到输送带17上，此过程在至少280℃的温度下停留30分钟以上的时间；在催化剂作用下，垃圾中PVC和聚胺脂材料中含有的氯离子被脱离出来并还原生成氯化氢气体；

（E）输送带17将烘干和脱氯过的垃圾输送到出料口排出烘干窑14；

（F）烘干窑14内的水蒸汽、氯化氢气体和粉尘等混合气体被抽入到尾气处理机构进行除尘、脱酸、除臭处理，然后排出气体；

在尾气处理结构含有粉尘和盐酸的污水中加入氢氧化钙碱性溶液，盐酸和氢氧化钙发生化学反应而生成氯化钙盐，氯化钙盐沉淀，经过沉淀的干净水可重复循环使用。

上述方法中，一种优选的方法具体为：

（a）通过控制柜开启鼓风机，热风炉产生的热风和从空气过滤器进入的空气混合后，通过引风机、金属波纹管、热风管进入到烘干窑内；

（b）通过推车和调节螺杆分别调节热风管插入烘干窑的深度和高度；

（c）通过测量热风温度传感器与窑内温度传感的温度，利用控制柜调节鼓风机的频率及调节阀的开度来调节热风温度和控制动态平衡，再通过调节微波发生器的功率来控制窑内温度，使窑内温度达到至少280度；

（d）经过分选、破碎、挤干之后的垃圾从进料斗进入到螺旋输送机，在电机驱动下将垃圾输送到烘干窑内；

（e）与步骤（d）同时进行的还有将各种催化剂原料投入到催化剂调节容器中，利用电机驱动搅拌器将催化剂原料溶解并搅匀，再通过催化剂水泵和催化剂喷头将催化剂混合溶液喷洒到垃圾表面；

（f）表面沾有催化剂混合溶液的垃圾进入到烘干窑内的传送网带上，在传送网带带动下经过多级多回程翻转和挠动后落到输送带上，此过程在至少280℃的温度下停留30分钟以上的时间；在催化剂作用下，垃圾中PVC和聚胺脂材料中含有的氯离子被脱离出来并还原生成氯化氢气体；

（g）输送带将烘干和脱氯过的垃圾输送到出料口并由电机带动螺旋输送机下将垃圾排出烘干窑；

（h）烘干窑内的水蒸汽、氯化氢气体和粉尘等混合气体在排气引风机作用下被抽入到一级旋风除尘器和二级旋风除尘器进行除尘处理，然后进入到水洗塔进行除尘和脱酸处理，再进入到光解除臭器中进行除臭处理，然后通过烟囱排出；

（i）含有粉尘和盐酸的污水流入到多级过滤水槽中，水槽中加有氢氧化钙碱性溶液，盐酸在反应槽内和氢氧化钙发生化学反应而生成氯化钙盐，氯化钙盐沉淀在多级过滤水槽底部，经过沉淀的干净水在循环水泵作用下抽到水洗塔重复循环使用。

本发明的显著效果是：设计了一套全新的脱除垃圾中PVC和聚胺脂等化合物中氯离子的装置，更重要的是烘干窑的设计，能够使得垃圾在在网带带动下连续不停地翻转和挠动，垃圾中的含水物质被烘干并充分脱氯，从而彻底根除垃圾焚烧过程中二噁英的生成，实现生活垃圾和可燃工业垃圾的直接燃烧或气化燃烧，推动垃圾焚烧发电或成型衍生燃料技术的推广。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明装置结构示意图。

图中：1-热风炉；2-鼓风机；3-引风机；4-调节阀；5-空气过滤器；6-控制柜；7-金属波纹软管；8-推车；9-调节螺杆；10-热风温度传感器；11-进料斗；12-螺旋输送机；13-电机；14-烘干窑；15-多级传动网带；16-档板；17-输送带；18-窑内温度传感器；19-电机；20-传动链条；21-传动轴承；22-电机；23-螺旋输送机；24电机；25-催化剂调节容器；26-搅拌器；27-电机；28-催化剂水泵；29-一级旋风除尘器；30-二级旋风除尘器；31-水洗塔；32-螺旋喷淋头；33-循环水泵；34-多级过滤水槽；35-排水管；36-光解除臭器；37-排气引风机；38-烟囱；39-催化剂喷头；40-微波发生器；41-热风管；42-壳体；43-第一管道。

具体实施方式

如图1所示，一种垃圾脱氯装置,包括进料机构、与进料机构连接的烘干窑14、给烘干窑14提供热能的热供应机构、与进料机构连接的催化剂喷洒机构、与烘干窑14输出端连接的尾气处理机构。所述烘干窑14包括箱型壳体42、位于壳体42顶部的进料口、位于壳体42前端的进风口、位于壳体42尾端的尾气排放口、固定于壳体42内壁的多级传送网带15、固定于壳体42内底部的输送带17、固定于壳体42外壁的微波发生器40。

所述壳体42外壁安装微波发生器40处开有通孔，微波发生器40通过通孔向烘干窑14内发送微波。

所述进料机构连接于进料口处，热供应机构连接于进风口处，尾气处理机构连接于尾气排放口处。

所述多级传送网带15的第一级传送网带位于进料口的正下方，所述输送带17位于最后一级传送网带的正下方。

所述位于输送带17末端处的壳体42上设有出料口。输送带17依靠位于烘干窑14外部的电机22驱动。

所述多级传送网带15的每一级均相对于水平面倾斜布置，在烘干窑14内分为上、下两排摆放，且上排和下排以烘干窑的轴线为对称轴呈镜像对称布置。每一级传送网带的尾端均位于其相邻下一级传送网带首端的正上方，且每一级传送网带的首端均设有用以防止垃圾滑落的挡板16。

所述多级传送网带15依靠位于烘干窑14外的传动网带驱动装置驱动。所述传动网带驱动装置包括传动轴承21、传动链条20以及电机19，在电机19驱动下传动链条20带动每一级传动网带运动。

所述烘干窑14内以及尾气排放口设有窑内温度传感器18。

所述热供应机构包括鼓风机2、与鼓风机2相连的热风炉1、与热风炉1通过第一管道43相连的引风机3。所述引风机3通过热风管41与烘干窑14的进风口连接，所述热风管41上安装有热风温度传感器10。所述第一管道43上开设有空气入口，该空气入口处安装有空气过滤器5及调节阀4。

所述引风机3和热风管41之间还设有金属波纹管7。所述热风管41正下方设有推车8，该推车8上设有与热风管41底部连接的调节螺杆9，所述热风管41可随推车8的水平移动而调节插入烘干窑14内的深度，热风管41可随调节螺杆9的升降而调节自身高度。

进一步的，还包括用于控制鼓风机2、调节阀4、微波发生器40动作，以及检测热风温度传感器10和窑内温度传感器18的控制柜6。

所述进料机构包括进料斗11、螺旋输送机12及驱动螺旋输送机12的电机13。

所述催化剂喷洒机构包括催化剂调节容器25、位于催化剂调节容器25内的搅拌器26及其电机27、与催化剂调节容器25通过管道连接的催化剂水泵28、与催化剂水泵28输出端连接的催化剂喷头39，该催化剂喷头39设置于烘干窑14进料口处。

所述尾气处理机构包括依次相连的一级旋风除尘器29和二级旋风除尘器30、与二级旋风除尘器30连通的水洗塔31，该水洗塔31顶部通过管道连接有光解除臭器36，水洗塔31下部通过排水管35连接有多级过滤水槽34。所述水洗塔31内安装多个螺旋喷淋头32，多级过滤水槽34和水洗塔31之间还设有循环水泵33，该循环水泵33与螺旋喷淋头32连通。

所述光解除臭器36的输出端通过管道连接有排气引风机37，该排气引风机37输出端连接有烟囱38。

相应的，本发明还提供一种应用上述装置的垃圾脱氯方法，其特征在于包括如下步骤：

（a）通过控制柜6开启鼓风机2，热风炉1产生的热风和从空气过滤器5进入的空气混合后，通过引风机3、金属波纹管7、热风管41进入到烘干窑14内；

（b）通过推车8和调节螺杆9分别调节热风管插入烘干窑14的深度和高度；

（c）通过测量热风温度传感器10与窑内温度传感18的温度，利用控制柜6调节鼓风机2的频率及调节阀5的开度来调节热风温度和控制动态平衡，再通过调节微波发生器40的功率来控制窑内温度，使窑内温度达到至少280度；

（d）经过分选、破碎、挤干之后的垃圾从进料斗11进入到螺旋输送机12，在电机13驱动下将垃圾输送到烘干窑14内；

（e）与步骤（d）同时进行的还有将各种催化剂原料投入到催化剂调节容器25中，利用电机27驱动搅拌器26将催化剂原料溶解并搅匀，再通过催化剂水泵28和催化剂喷头39将催化剂混合溶液喷洒到垃圾表面；

（f）表面沾有催化剂混合溶液的垃圾进入到烘干窑14内的传送网带15上，在传送网带带动下经过多级多回程翻转和挠动后落到输送带17上，此过程在至少280℃的温度下停留30分钟以上的时间；在催化剂作用下，垃圾中PVC和聚胺脂材料中含有的氯离子被脱离出来并还原生成氯化氢气体；

（g）输送带17将烘干和脱氯过的垃圾输送到出料口并由电机24带动螺旋输送机23下将垃圾排出烘干窑14；

（h）烘干窑14内的水蒸汽、氯化氢气体和粉尘等混合气体在排气引风机37作用下被抽入到一级旋风除尘器29和二级旋风除尘器30进行除尘处理，然后进入到水洗塔31进行除尘和脱酸处理，再进入到光解除臭器36中进行除臭处理，然后通过烟囱38排出；

（i）含有粉尘和盐酸的污水流入到多级过滤水槽34中，水槽中加有氢氧化钙碱性溶液，盐酸在反应槽内和氢氧化钙发生化学反应而生成氯化钙盐，氯化钙盐沉淀在多级过滤水槽34底部，经过沉淀的干净水在循环水泵33作用下抽到水洗塔31重复循环使用。

Claims (9)

1.一种垃圾脱氯装置,包括进料机构、与进料机构连接的烘干窑（14）、给烘干窑（14）提供热能的热供应机构、与进料机构连接的催化剂喷洒机构、与烘干窑（14）输出端连接的尾气处理机构，其特征在于：所述烘干窑（14）包括箱型壳体（42）、位于壳体（42）顶部的进料口、位于壳体（42）前端的进风口、位于壳体（42）尾端的尾气排放口、固定于壳体（42）内壁的多级传送网带（15）、固定于壳体（42）内底部的输送带（17）、固定于壳体（42）外壁的微波发生器（40）；

所述壳体（42）外壁安装微波发生器（40）处开有通孔，微波发生器（40）通过通孔向烘干窑（14）内发送微波；

所述进料机构连接于进料口处，热供应机构连接于进风口处，尾气处理机构连接于尾气排放口处；

所述多级传送网带（15）的第一级传送网带位于进料口的正下方，所述输送带（17）位于最后一级传送网带的正下方；

所述位于输送带（17）末端处的壳体（42）上设有出料口；

所述多级传送网带（15）的每一级均相对于水平面倾斜布置，在烘干窑（14）内分为上、下两排摆放，且上排和下排以烘干窑的轴线为对称轴呈镜像对称布置；每一级传送网带的尾端均位于其相邻下一级传送网带首端的正上方，且每一级传送网带的首端均设有用以防止垃圾滑落的挡板（16）；

所述多级传送网带（15）依靠位于烘干窑（14）外的传动网带驱动装置驱动。

2.根据权利要求1所述的垃圾脱氯装置，其特征在于：所述烘干窑（14）内以及尾气排放口设有窑内温度传感器（18）。

3.根据权利要求2所述的垃圾脱氯装置，其特征在于：所述热供应机构包括鼓风机（2）、与鼓风机（2）相连的热风炉（1）、与热风炉（1）通过第一管道（43）相连的引风机（3），所述引风机（3）通过热风管（41）与烘干窑（14）的进风口连接，所述热风管（41）上安装有热风温度传感器（10）；

所述第一管道（43）上开设有空气入口，该空气入口处安装有空气过滤器（5）及调节阀（4）。

4.根据权利要求3所述的垃圾脱氯装置，其特征在于：所述引风机（3）和热风管（41）之间还设有金属波纹管（7），所述热风管（41）正下方设有推车（8），该推车（8）上设有与热风管（41）底部连接的调节螺杆（9），所述热风管（41）可随推车（8）的水平移动而调节插入烘干窑（14）内的深度，热风管（41）可随调节螺杆（9）的升降而调节自身高度。

5.根据权利要求3所述的垃圾脱氯装置，其特征在于：还包括用于控制鼓风机（2）、调节阀（4）、微波发生器（40）动作，以及检测热风温度传感器（10）和窑内温度传感器（18）的控制柜（6）。

6.根据权利要求1所述的垃圾脱氯装置，其特征在于：所述进料机构包括进料斗（11）、螺旋输送机（12）及驱动螺旋输送机（12）的电机（13）。

7.根据权利要求1所述的垃圾脱氯装置，其特征在于：所述催化剂喷洒机构包括催化剂调节容器（25）、位于催化剂调节容器（25）内的搅拌器（26）及其电机（27）、与催化剂调节容器（25）通过管道连接的催化剂水泵（28）、与催化剂水泵（28）输出端连接的催化剂喷头（39），该催化剂喷头（39）设置于烘干窑（14）进料口处。

8.根据权利要求1所述的垃圾脱氯装置，其特征在于：所述尾气处理机构包括依次相连的一级旋风除尘器（29）和二级旋风除尘器（30）、与二级旋风除尘器（30）连通的水洗塔（31），该水洗塔（31）顶部通过管道连接有光解除臭器（36），水洗塔（31）下部通过排水管（35）连接有多级过滤水槽（34）；所述水洗塔（31）内安装多个螺旋喷淋头（32），多级过滤水槽（34）和水洗塔（31）之间还设有循环水泵（33），该循环水泵（33）与螺旋喷淋头（32）连通；

所述光解除臭器（36）的输出端通过管道连接有排气引风机（37），该排气引风机（37）输出端连接有烟囱（38）。

9.一种应用权利要求1～8任一项所述垃圾脱氯装置的垃圾脱氯方法，其特征在于包括如下步骤：

（A）热供应机构产生的热量通入到烘干窑（14）内，使窑内温度达到至少280度；

（B）经过分选、破碎、挤干之后的垃圾从进料斗机构输送到烘干窑（14）内；

（C）与步骤（B）同时进行的还有将各种催化剂原料通过催化剂喷洒机构将催化剂混合溶液喷洒到垃圾表面；

（D）表面沾有催化剂混合溶液的垃圾进入到烘干窑（14）内的传送网带（15）上，在传送网带（15）带动下经过多级多回程翻转和挠动后落到输送带（17）上，此过程在至少280℃的温度下停留30分钟以上的时间；在催化剂作用下，垃圾中PVC和聚胺脂材料中含有的氯离子被脱离出来并还原生成氯化氢气体；

（E）输送带（17）将烘干和脱氯过的垃圾输送到出料口排出烘干窑（14）；

（F）烘干窑（14）内的水蒸汽、氯化氢气体和粉尘混合气体被抽入到尾气处理机构进行除尘、脱酸、除臭处理，然后排出气体；

在尾气处理结构含有粉尘和盐酸的污水中加入氢氧化钙碱性溶液，盐酸和氢氧化钙发生化学反应而生成氯化钙盐，氯化钙盐沉淀，经过沉淀的干净水可重复循环使用。