CN105642081B - 一种彻底分解二恶英的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种彻底分解二恶英的方法,该方法具体为:在发电厂末端从引风机到烟囱的烟气过道内壁以及烟囱的底部墙体内壁上设有相连通的两层不锈钢板,两层不锈钢板内部充满循环冷却水;在靠近引风机的内层锈钢板处,左右两边各伸出三把真空微波等离子体枪,面对面对称排列;六把真空微波等离子体枪工作时形成一道火墙,温度大于5500度;从引风机出来的混合气体到达火墙后速度降低,经过微波、等离子体的电解、电离、穿透、高温、辐射,二恶英的各种化学、物理分子式纷纷解体成单元素,众多的单元素跟随气流排出烟囱外,这时烟囱冒出的烟是白色的,不再是黑色或深灰色,从而实现二恶英的彻底分解,使它们永远不能在自然条件下回归二恶英气体。
Description
技术领域
本发明属于环保领域,涉及一种彻底分解二恶英的方法。
背景技术
二恶英(Dioxin),称二氧杂芑,是一种无色无味、毒性严重的脂溶性物质,二恶英实际上是二恶英类(Dioxins)一个简称,它指的并不是一种单一物质,而是结构和性质都很相似的包含众多同类物或异构体的两大类有机化合物,全称分别是多氯二苯并二恶英polychlorinated dibenzo-p-dioxin(简称PCDDs)和多氯二苯并呋喃polychlorinateddibenzofuran(简称PCDFs)。
每个苯环上都可以取代1~4个氯原子,从而形成众多的异构体,其中 PCDDs有75种异构体,PCDFs有135种异构体。所以,二恶英包括210种化合物,这类物质非常稳定,熔点较高,极难溶于水,可以溶于大部分有机溶剂,是无色无味的脂溶性物质,所以非常容易在生物体内积累。自然界的微生物和水解作用对二恶英的分子结构影响较小,因此,环境中的二恶英很难自然降解消除。它包括210种化合物。它的毒性十分大,是氰化物的130倍、砒霜的900 倍,有“世纪之毒”之称。国际癌症研究中心已将其列为人类一级致癌物。环保专家称,二恶英常以微小的颗粒存在于大气、土壤和水中,主要的污染源是化工、冶金工业、垃圾焚烧、造纸以及生产杀虫剂等产业。日常生活所用的胶袋,PVC(聚氯乙烯)软胶等物都含有氯,燃烧这些物品时便会释放出二恶英,悬浮于空气中。
二恶英属于氯代环三芳烃类化合物,在人体中不能降解、不能排出,对人体健康有很大威胁的环境污染物。
它有强烈的致癌性,而且能造成畸形,对人体的免疫功能和生殖功能造成损伤。无一不是有相关病症,只能说大面积出现畸形、癌症等病症的地方肯定是二恶英的重灾区。
二恶英及其对人体健康的影响还有:二恶英是环境污染物。其具有类似于“12大危害物”的特性,“12大危害物”是一组被称为持久性有机污染物的危险化学物质。二恶英之所以引起关注是因其具有非常大的潜在毒性。实验证明它们可以损害多种器官和系统。二恶英一旦进入人体,就会长久驻留,因为其本身具有化学稳定性并易于被脂肪组织吸收,并从此长期积蓄在体内。
它们在体内的半衰期估计为7至11年。在环境中食物链中依赖动物食品的程度越高,二恶英聚积的程度就越高。
生活垃圾发电厂、化工厂、化肥厂、农药厂、碱厂、冶金工业、大型发电厂等等现代工业。它们是二恶英产生的主要源头之一,附近的山、水、地长期受到它的污染,形成对人类立体侵入。
大约有420种类似二恶英的化合物被确定,其中有近30种被认为具有相当的毒性,以TCDD的毒性最大,万分之一甚至亿分之一克的二恶英就会给健康带来严重的危害。
对二恶英生成起重要作用的是铜和碳,铜的熔点是1083.4度,沸点是2567 度,碳的熔点是3550度,沸点是4827度。在铜的催化作用下也能生成苯环上的氢离子被Cl 离子取代形成多Cl 联苯类物质,而形成二恶英。在碳的催化作用下废弃物焚烧过程是环境中二恶英的重要来源,飞灰在焚烧炉后燃区低温段从头合成的二恶英是焚烧炉二恶英的重要生成空间和排放的重要组成部分,在 340℃时氧、碳、催化剂3个重要因素对飞灰中二恶英从头合成的影响.
目前还发现二恶英熔点在303度-304度,沸点在421度-446度,热分解在700度-800度以上。但是当温度下降到400度-250度时,它又回到原来的化学分子形式。主要是HCl等物质的化学形式并没有在700-800度,甚至1350 度时掰开成H和Cl ,包括其它化学形式。回到原来的化学形式的几率是肯定存在。离开烟囱,当空中气温在400-250度时,它又形成二恶英,可以飘到3000 米以外。
我们作过统计:主要有害元素有H、Cl 、Ca、C、Cu、O、Fe、Me、Ni、S、 Me、As、P等等。其中最高沸腾的元素是C,它的熔化温度为3550度,沸腾温度为4827度,其它元素的沸点温度都低于它。也有少量的元素沸点在5500度以上,但它们在有害化学分子式中几乎没有,也不是活泼金属,也不是形成二恶英的主要元素。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种彻底分解二恶英的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种彻底分解二恶英的方法,该方法具体为:在发电厂末端从引风机到烟囱的烟气过道内壁以及烟囱的底部墙体内壁上设有相连通的两层不锈钢板,两层不锈钢板内部充满循环冷却水,烟气过道处的外层不锈钢板上设有进水口和出水口,构成水冷却系统;在靠近引风机的内层锈钢板处,左右两边各伸出三把真空微波等离子体枪,面对面对称排列;六把真空微波等离子体枪工作时形成一道火墙,即高温的屏障,温度大于5500度;所述火墙为一平面或小于15°的锥面;从引风机出来的混合气体,到达火墙后速度降低,经过微波、等离子体的电解、电离、穿透、高温、辐射,二恶英的各种化学分子式、物理分子式纷纷解体成单元素,众多的单元素跟随气流排出烟囱外,这时烟囱冒出的烟是白色的,不再是黑色或深灰色,从而实现二恶英的彻底分解。
进一步地,外层不锈钢板的厚度为5cm,内层不锈钢板的厚度为3cm,两层不锈钢板的距离为30cm,外层不锈钢板的外表面覆上保温材料。
进一步地,所述引风机到真空微波等离子体枪的距离为2m,所述引风机到烟囱外壁的最远距离为30m。
进一步地,所述烟囱底部墙体内壁具有双层不锈钢板的高度为3m,以保护烟囱的寿命。
进一步地,所述真空微波等离子体枪的功率为50KW。
进一步地,上下相邻的真空微波等离子体枪的距离为0.5m,真空微波等离子体枪到不锈钢板的距离大于0.5m。
进一步地,水冷却系统中产生的热水可供全厂运用。
进一步地,所述引风机接在电除尘通道末端。
进一步地,从引风机出来的混合气体经过烟气过道到达烟囱的时间为 2s-3s。
进一步地,所述真空微波等离子体枪作为加热源,稳定地、长时间地保持在5500度工作。
本发明的有益效果是:本发明采用真空、微波、等离子体加热方式,选择形成二恶英作用最大的碳、铜等元素为对象,选择高于碳元素沸点温度作为设备的工作温度(5500度),彻底分解二恶英的420多种化学形式、物理形式,成为单一的元素排入大气,使它们永远不能在自然条件下回归二恶英气体。
附图说明
图1是发电厂改造部位示意图;
图2是具有真空微波等离子体枪的过道墙体截面图;
图3为真空微波等离子体枪4的示意图;
图中,引风机1、不锈钢板2、烟囱3、真空微波等离子体枪4、电除尘通道5、烟气过道6、循环冷却水7、底部支撑8。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明方法可以应用于各种垃圾发电厂、农药厂、化肥厂、造纸厂、冶金工业厂、发电厂等等。
本发明提供一种彻底分解二恶英的方法,如图1所示,该方法具体为:在发电厂末端从引风机1到烟囱2的烟气过道6内壁以及烟囱3的底部墙体内壁上设有相连通的两层不锈钢板2,两层不锈钢板2内部充满循环冷却水7,烟气过道6处的外层不锈钢板上设有进水口和出水口,构成水冷却系统,如图2所示;在靠近引风机1的内层锈钢板处,左右两边各伸出三把真空微波等离子体枪4,面对面对称排列;如图3所示,所述真空微波等离子体枪4呈喇叭状结构,可以增加真空微波等离子体枪4的辐射范围。六把真空微波等离子体枪4工作时形成一道火墙,即高温的屏障,温度大于5500度;所述火墙为一平面或小于 15°的锥面;从引风机1出来的混合气体,到达火墙后速度降低,经过微波、等离子体的电解、电离、穿透、高温、辐射,二恶英的各种化学分子式、物理分子式纷纷解体成单元素,众多的单元素跟随气流排出烟囱外,这时烟囱冒出的烟是白色的,不再是黑色或深灰色,从而实现二恶英的彻底分解。
其中,优选地,外层不锈钢板的厚度为5cm,内层不锈钢板的厚度为3cm,两层不锈钢板的距离为30cm,外层不锈钢板的外表面覆上保温材料。所述引风机 1到真空微波等离子体枪4的距离为2m,所述引风机1到烟囱3外壁的最远距离为30m。所述烟囱3底部墙体内壁具有双层不锈钢板的高度为3m,以保护烟囱的寿命。所述真空微波等离子体枪4的功率为50KW。上下相邻的真空微波等离子体枪4的距离为0.5m,真空微波等离子体枪4到不锈钢板2的距离大于 0.5m。水冷却系统中产生的热水可供全厂运用。所述引风机1接在电除尘通道5末端。所述真空微波等离子体枪4作为加热源,稳定地、长时间地保持在5500 度工作。从引风机1出来的混合气体经过烟气过道6到达烟囱3的时间为2s-3s。
烟气过道6和烟囱3温度的变化是:引风机1出来的混合气体的温度最高有1300度左右,与5500度混合还有3000多度。(电解、电离、穿透功能不受温度影响)经过30多米庞大的冷却装置,离开烟囱3底部3米处的温度也只有几百度,对烟囱寿命没有影响。
Claims (10)
1.一种彻底分解二恶英的方法,其特征在于,该方法具体为:在发电厂末端从引风机到烟囱的烟气过道内壁以及烟囱的底部墙体内壁上设有相连通的两层不锈钢板,两层不锈钢板内部充满循环冷却水,烟气过道处的外层不锈钢板上设有进水口和出水口,构成水冷却系统;在靠近引风机的内层锈钢板处,左右两边各伸出三把真空微波等离子体枪,面对面对称排列;六把真空微波等离子体枪工作时形成一道火墙,即高温的屏障,温度大于5500度;所述火墙为一平面或小于15°的锥面;从引风机出来的混合气体,到达火墙后速度降低,经过微波、等离子体的电解、电离、穿透、高温、辐射,二恶英的各种化学分子式、物理分子式纷纷解体成单元素,众多的单元素跟随气流排出烟囱外,这时烟囱冒出的烟是白色的,不再是黑色或深灰色,从而实现二恶英的彻底分解。
2.根据权利要求1所述一种彻底分解二恶英的方法,其特征在于,外层不锈钢板的厚度为5cm,内层不锈钢板的厚度为3cm,两层不锈钢板的距离为30cm,外层不锈钢板的外表面覆上保温材料。
3.根据权利要求1所述一种彻底分解二恶英的方法,其特征在于,所述引风机到真空微波等离子体枪的距离为2m,所述引风机到烟囱外壁的最远距离为30m。
4.根据权利要求1所述一种彻底分解二恶英的方法,其特征在于,所述烟囱底部墙体内壁具有双层不锈钢板的高度为3m,以保护烟囱的寿命。
5.根据权利要求1所述一种彻底分解二恶英的方法,其特征在于,所述真空微波等离子体枪的功率为50KW。
6.根据权利要求1所述一种彻底分解二恶英的方法,其特征在于,上下相邻的真空微波等离子体枪的距离为0.5m,真空微波等离子体枪到不锈钢板的距离大于0.5m。
7.根据权利要求1所述一种彻底分解二恶英的方法,其特征在于,水冷却系统中产生的热水可供全厂运用。
8.根据权利要求1所述一种彻底分解二恶英的方法,其特征在于,所述引风机接在电除尘通道末端。
9.根据权利要求1所述一种彻底分解二恶英的方法,其特征在于,从引风机出来的混合气体经过烟气过道到达烟囱的时间为2s-3s。
10.根据权利要求1所述一种彻底分解二恶英的方法,其特征在于,所述真空微波等离子体枪作为加热源,稳定地、长时间地保持在5500度工作。
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