CN105797530B - 等离子体危险废物气化后烟气净化方法与净化设备及其使用方法 - Google Patents

等离子体危险废物气化后烟气净化方法与净化设备及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种等离子体危险废物气化后烟气净化方法与净化设备及其使用方法，其特征在于：其中等离子体危险废物气化后烟气净化设备，其特征在于：包括依次连接的急冷塔、涡流除尘器和活性焦吸附脱附装置。本发明的有益效果：烟气净化工艺路线短.设备空间小、设备投资少极适合等离子体垃圾裂解的烟气净化及其它小烟气量的净化。

Description

等离子体危险废物气化后烟气净化方法与净化设备及其使用 方法
技术领域：
本发明涉及一种等离子体危险废物气化后烟气净化方法与净化设备及其使用方法。
背景技术：
等离子体垃圾裂解后烟气净化采用垃圾焚烧的烟气净化工艺，目前对大部分烟气污染物的处理已经有成熟的处理处理系统及相应设备，按照产生废水的特性，可分为干式净化工艺、半干式净化工艺、湿式净化工艺。
干式净化工艺：干式净化工艺是指采用干式洗气塔-布袋除尘器的组合净化处理系统。其特点是工艺过程比较简单，投资费用和运行费用均较低，无需废水处理系统。但其净化效率低，达到污染控制指标要求的性能较差，对于烟气变化时的适应性也较差。目前主要有炉内喷钙、电子束辐照烟气脱硫、脱氨。
半干式净化工艺：半干式净化工艺是指采用半式洗气塔-静电除尘器或布袋除尘器组合而成净化处理系统。其同时具备净化效率高，其投资费用低运行管，理费用少等优点。但是这种组合处理方法的技术要求高，操作控制和管理的过程参数较为苛刻。
湿式式净化工艺：湿式式净化工艺采用文丘里洗涤器-湿式洗气塔或静电除尘器-填料吸收塔的净化处理组合系统。其特点是污染物净化效率高，排放达到指标好。但其工艺过程较为复杂，投资费用较高。
这三种处理方式应用适合处理量大，烟气净化量大的净化工艺（N~10N万立方/小时）。
等离子体危险废物裂解处理的量一般较少（一般每天处理量在10吨以下），并且其烟气量为一般燃烧热解工艺的五分之一至十分之一，净化烟气量小（N×10百立方/小时）、其烟气特性：①不完全燃烧物极少②粉尘少③有机污染物少④酸性气体属正常指标⑤重金属污染物属正常指标；根据等离子体垃圾裂解的烟气特性，其垃圾焚烧的烟气净化工艺上述几种均不适合。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种等离子体危险废物气化后烟气净化方法与净化设备及其使用方法，该等离子体危险废物气化后烟气净化设备有利于简化设备、降低成本；该净化方法和设备使用方法方便，有利于保证整套设备工作的持续进行。
本发明等离子体危险废物气化后烟气净化方法，其特征在于：将等离子体危险废物气化后的烟气，依次经冷却系统进行冷却和经活性焦净化系统净化。
进一步的，上述的冷却系统中包括急冷塔的冷却和涡流除尘器的除尘处理。
进一步的，上述活性焦净化系统可自动转换在线解析。
本发明等离子体危险废物气化后烟气净化设备，其特征在于：包括依次连接的急冷塔、涡流除尘器和活性焦吸附脱附装置。
进一步的，上述急冷塔包括第一罐体和设在第一罐体上部的进气冷却套，所述进气冷却套的出气口通入第一罐体内，所述进气冷却套的出气口设有一冷却液雾化输入口，所述第一罐体的侧部设有烟气出口，所述第一罐体底部设有出灰口。
进一步的，上述进气冷却套包括外套体和设在外套体内用于通烟气的内管，所述内管的出气口即为进气冷却套的出气口。
进一步的，上述第一罐体的下部呈锥斗状，出灰口位于锥斗状的下部，所述雾化的冷却液计量输入。
进一步的，上述涡流除尘器包括容器罐和设在容器罐上部的工作罐，所述工作罐的上部具有烟气进口，工作罐的上部侧边设有切向循环水进口，所述工作罐出烟气口设有气液分离器，以分离烟气和冷却水，所述冷却水通入容器罐中，所述烟气通过输送管输送到容器罐体外。
进一步的，上述气液分离器包括设在工作罐下端部内周壁上的多个斜置叶片。
进一步的，上述工作罐体内设有螺旋叶组环，其为一柱形框架，在柱形框架周壁设有多个螺旋状叶片。
进一步的，上述工作罐出烟气口的下方设有凹型板，在凹型板底面布设有通往容器罐内部的通孔。
进一步的，上述容器罐内设有换热器，所述容器罐下侧部设有出水口，所述容器罐底部设有排污口。
进一步的，上述活性焦吸附脱附装置包括两组并联设置的活性焦吸附脱附塔，每组活性焦吸附脱附塔的烟气进口和烟气出口均设有控制阀，且烟气进口的两个控制阀相互联动，烟气出口的两个控制阀相互联动互锁。
进一步的，上述两烟气出口另外盘接有两解析气出管口，所述两解析气出管口上均设有解析气控制阀，所述两解析气控制阀相互联动互锁。
进一步的，上述两活性焦吸附脱附塔相叠置，所述活性焦吸附脱附塔内设有加热器和高温热蒸汽输入口。
本发明等离子体危险废物气化后烟气净化设备的使用方法，其特征在于：所述等离子体危险废物气化后烟气净化设备包括依次连接的急冷塔、涡流除尘器和活性焦吸附脱附装置，烟气经过急冷塔进行冷却，通过涡流除尘器进行除尘，通过活性焦吸附脱附装置进行过滤处理。
进一步的，使用活性焦吸附脱附装置进行过滤处理时，使用其中第一组的活性焦吸附脱附塔进行过滤处理，第二组进行解析处理；而当第一组的活性焦吸附脱附塔无法再过滤时，关闭第一组的活性焦吸附脱附塔的过滤，进行解析处理，启动第二组进行过滤。
本发明的有益效果：
1.烟气净化工艺路线短.设备空间小、设备投资少极适合等离子体垃圾裂解的烟气净化及其它小烟气量的净化。
2. 烟气的污染物净化效率高、达到污染控制指标要求的性能好、对于烟气变化时的适应性强、本发明方法的技术要求不高，操作控制和管理的过程参数较简单。集中干式净化工艺、半干式净化工艺、湿式式净化工艺的优点。
3.运行费用低，净化后的烟气质量达到欧盟２０００排放标准。
附图说明：
图1是本发明净化工艺的流程图；
图2是本发明急冷塔的构造示意图；
图3是图2的局部视图；
图4是涡流除尘器的构造示意图；
图5是活性焦吸附脱附装置的构造示意图；
图6是图5的局部视图。
具体实施方式:
本发明等离子体危险废物气化后烟气净化方法，将等离子体危险废物气化后的烟气，依次经冷却系统进行冷却和经活性焦净化系统净化。
进一步的，上述的冷却系统中包括急冷塔A的冷却和涡流除尘器B的除尘处理。
进一步的，为了进一步净化，上述活性焦净化系统可自动转换在线解析。
本发明等离子体危险废物气化后烟气净化设备，包括依次连接的急冷塔A、涡流除尘器B和活性焦吸附脱附装置C。
进一步的，上述急冷塔A包括第一罐体A1和设在第一罐体A1上部的进气冷却套A2，所述进气冷却套A2的出气口A3通入第一罐体A1内，所述进气冷却套A2的出气口A3设有一冷却液雾化输入口A4，所述第一罐体的侧部设有烟气出口A5，所述第一罐体底部设有出灰口A6。工作时，高温烟气由急冷塔顶端成螺旋状进入，烟气与喷入液体（水）同时向流或逆向流方式充分接触，气液接触面大可有效降低气体温度，喷入水量是精确控制在急冷塔内完全蒸发，不产生废水，反应后所产生的固体残渣由塔底收集从出灰口A6排出；冷却的烟气从烟气出口A5排出。
进气冷却套A2的出气口A3具有缩径部A7，冷却液雾化输入口A4位于缩径部A7上方，该设计有利于烟气的冷却。
进一步的，为了设计合理，上述进气冷却套A2包括外套体A21和设在外套体内用于通烟气的内管A22，所述内管的出气口即为进气冷却套的出气口，内管用于通过烟气，内管与外套体之间的空隙来通冷却水，来实现内管烟气的冷却。
进一步的，上述第一罐体A1的下部呈锥斗状，出灰口位于锥斗状的下部，所述雾化的冷却液计量输入，通过冷却液计量输入可以确保不产生废水。
急冷塔实际是喷雾干燥系统的逆用，利用高效雾化器将液体喷入急冷塔内，高温烟气由急冷塔顶端成螺旋状进入，烟气与喷入液体同时向流或逆向流方式充分接触，气液接触面大可有效降低气体温度，喷入水量是精确控制在急冷塔内完全蒸发，不产生废水。反应后所产生的固体残渣由塔底收集排出；设计操作温度高于气体的饱和温度，该工艺设计急冷塔主要功能为烟气降温作为涡流除尘器前置级降低涡流除尘器热负荷；同时兼有除尘除酸功能，本工艺不做为主要功能利用，主要考虑到等离子体炉烟气特性和运行成本。
进一步的，上述涡流除尘器B包括容器罐B1和设在容器罐上部的工作罐B2，所述工作罐B2的上部具有烟气进口B3，工作罐的上部侧边设有切向循环水进口B4，所述工作罐出烟气口B5设有气液分离器B6，以分离烟气和冷却水，所述冷却水通入容器罐中，所述烟气通过输送管B7输送到容器罐B1体外。
进一步的，为了设计合理，上述气液分离器B6包括设在工作罐B2下端部内周壁上的多个斜置叶片B8。
进一步的，为了设计合理，上述工作罐体内设有螺旋叶组环B9，其为一柱形框架，在柱形框架周壁设有多个螺旋状叶片B10，螺旋状叶片B10有利于实现水流的螺旋状。
进一步的，上述工作罐出烟气口B5的下方设有凹型板B11，在凹型板底面布设有通往容器罐内部的通孔B12，该通孔B12是用于过水的，输送管B7设在凹型板B11侧壁上，以让烟气从该管体输出。
进一步的，上述容器罐内设有换热器B13，换热器B13作用是使在容器罐中的热水得到热传递到该换热器管中的水，换热器B13结构为迂回设置的导热管，所述容器罐下侧部设有出水口B14，所述容器罐底部设有排污口B15。
烟气进入涡流除尘器B（从B3进入）后与切向进入的循环水（B4进入）交融混合，液气相充分接触，液气相进入螺旋叶组环B9后，液气相高速旋转，侵韵后微小粒状污染物在离心力作用下被分离除掉；液气相经气液分离器B6、气液分离栅(凹型板B11)气液分离，净化后烟气从烟气出口B16排出，换热器B13调节循环水温度；聚集污染物定期从循环水中(B14、B15)排出。
涡流除尘器用不锈钢材质（316L）,具有抗酸性能。处理烟气量1000~2200m3/h、除尘效率99%、循环水量15~25m3/h、扬程20m、循环水温控制在30-50℃、用强制循环方式。
进一步的，上述活性焦吸附脱附装置C包括两组并联设置的活性焦吸附脱附塔C1，每组活性焦吸附脱附塔的烟气进口C2和烟气出口C3均设有控制阀C4，且烟气进口的两个控制阀相互联动，烟气出口的两个控制阀相互联动互锁；该烟气进口的两个控制阀相互联动，烟气出口的两个控制阀相互联动互锁有利于避免过滤、解析工作的重复。
进一步的，上述两烟气出口C3另外盘接有两解析气出管口C5，所述两解析气出管口上均设有解析气控制阀C6，所述两解析气控制阀相互联动互锁，该烟气进口的两个控制阀相互联动，烟气出口的两个控制阀相互联动互锁有利于避免过滤、解析工作的重复。
进一步的，上述两活性焦吸附脱附塔相叠置，所述活性焦吸附脱附塔内设有加热器C7和高温热蒸汽输入口C8，通过加热器C7的加热和高温热蒸汽输入口C8通入高温热蒸汽，从而有利于实现失效的活性焦重新使用。
在活性焦吸附脱附塔C1内位于过滤材料的上方设有盖板C10，在盖板C10穿设有多个孔道，在各孔道上设有倒锥形管C9，各倒锥形管C9自进气端往出气端的高度越来越低，越低的倒锥形管C9入气量越多，从而使确保整个活性焦吸附脱附塔内的滤料工作均衡。
使用时，开启第一组活性焦吸附脱附塔烟气进、出口端的控制阀C4（此时该第一组的解析气控制阀C6是关闭的，同时加热器C7是关闭的和高温热蒸汽输入口C8是关闭的），关闭第二组活性焦吸附脱附塔烟气进、出口端的控制阀C4（此时该第二组的解析气控制阀C6是开启的，同时加热器C7是开启的和高温热蒸汽输入口C8是开启的），第一组的活性焦吸附脱附塔即进行过滤处理，第二组活性焦吸附脱附塔即进行解析处理；而当第一组的活性焦吸附脱附塔无法再过滤时（即该组滤料已经失效），关闭第一组的活性焦吸附脱附塔的过滤，进行解析处理，启动第二组进行过滤。通过上述两组活性焦吸附脱附塔的并联等设计，使的活性焦可连续重复不间断使用，避免了工作的间断。
本发明活性焦利用活性吸附特性和催化特性使烟气中SO2与烟气中的水蒸气和氧生成H2SO4吸附在活性焦表面，（1） SO2→SO2（ads） (2)SO2(ads)+O2→SO3(ads) (3)SO3(ads)+H2O→aq-H2SO4；硫酸存在于活性焦的微孔中。吸附二氧化硫的活性焦被加热到400℃时酸或硫酸盐分解脱附，产生主要分解物是SO2、N2、CO2、H2O，其物理形态为富二氧化硫，高浓度二氧化硫气体，用柠檬酸钠溶液吸收，解析后活性焦循环利用。
（4）活性焦控制工艺参数
◆根据有关研究烟气中水蒸汽、氧气体积百分数均为6%时活性焦吸附性能最佳。
◆根据有关研究烟气温度在120℃~180时活性焦吸附性能最佳。
活性焦烟气脱硫特点：
◆脱硫效率高 ◆无二次污染 ◆可脱硝30% ◆脱硫剂可循环利用
◆活性焦脱硫技术不仅仅是一项新的脱硫技术，还可以同时脱除烟气中的HCL、HF、尘、汞、砷等重金属和二噁英等大分子有机物，本系统加入喷氨装置可以脱除NOX，可以说是一种高效的烟气洁净方式。
（5）活性焦在线解析
能在烟气正常净化时，同时对活性焦另区域在线解析，从而实现活性焦连续重复不间断使用。
本发明等离子体危险废物气化后烟气净化设备的使用方法，所述等离子体危险废物气化后烟气净化设备包括依次连接的急冷塔、涡流除尘器和活性焦吸附脱附装置，烟气经过急冷塔进行冷却，通过涡流除尘器进行除尘，通过活性焦吸附脱附装置进行过滤处理。
进一步的，使用活性焦吸附脱附装置进行过滤处理时，使用其中第一组的活性焦吸附脱附塔进行过滤处理，第二组进行解析处理；而当第一组的活性焦吸附脱附塔无法再过滤时，关闭第一组的活性焦吸附脱附塔的过滤，进行解析处理，启动第二组进行过滤。
急冷塔A、涡流除尘器B和活性焦吸附脱附装置C的依次连接是急冷塔A的烟气出口A5连接涡流除尘器B的烟气进口B3，涡流除尘器B的烟气出口B16连接C4、C2。
本发明的有益效果：
1.烟气净化工艺路线短.设备空间小、设备投资少极适合等离子体垃圾裂解的烟气净化及其它小烟气量的净化。
2. 烟气的污染物净化效率高、达到污染控制指标要求的性能好、对于烟气变化时的适应性强、本发明方法的技术要求不高，操作控制和管理的过程参数较简单。集中干式净化工艺、半干式净化工艺、湿式式净化工艺的优点。
3.运行费用低，净化后的烟气质量达到欧盟２０００排放标准。

Claims (1)

1.一种等离子体危险废物气化后烟气净化设备的使用方法，其特征在于：所述等离子体危险废物气化后烟气净化设备包括依次连接的急冷塔、涡流除尘器和活性焦吸附脱附装置，所述急冷塔包括第一罐体和设在第一罐体上部的进气冷却套，所述进气冷却套的出气口通入第一罐体内，所述进气冷却套的出气口设有一冷却液雾化输入口，所述第一罐体的侧部设有烟气出口，所述第一罐体底部设有出灰口；所述进气冷却套包括外套体和设在外套体内用于通烟气的内管，所述内管的出气口即为进气冷却套的出气口；所述第一罐体的下部呈锥斗状，出灰口位于锥斗状的下部，雾化的冷却液计量输入；所述涡流除尘器包括容器罐和设在容器罐上部的工作罐，所述工作罐的上部具有烟气进口，工作罐的上部侧边设有切向循环水进口，所述工作罐出烟气口设有气液分离器，以分离烟气和冷却水，所述冷却水通入容器罐中，所述烟气通过输送管输送到容器罐外；所述气液分离器包括设在工作罐下端部内周壁上的多个斜置叶片；所述工作罐内设有螺旋叶组环，其为一柱形框架，在柱形框架周壁设有多个螺旋状叶片；所述工作罐出烟气口的下方设有凹型板，在凹型板底面布设有通往容器罐内部的通孔；所述容器罐内设有换热器，所述容器罐下侧部设有出水口，所述容器罐底部设有排污口；所述活性焦吸附脱附装置包括两组并联设置的活性焦吸附脱附塔，每组活性焦吸附脱附塔的烟气进口和烟气出口均设有控制阀，且烟气进口的两个控制阀相互联动，烟气出口的两个控制阀相互联动互锁；两烟气出口另外盘接有两解析气出管口，所述两解析气出管口上均设有解析气控制阀，两解析气控制阀相互联动互锁；两活性焦吸附脱附塔相叠置，所述活性焦吸附脱附塔内设有加热器和高温热蒸汽输入口；烟气经过急冷塔进行冷却，通过涡流除尘器进行除尘，通过活性焦吸附脱附装置进行过滤处理；使用活性焦吸附脱附装置进行过滤处理时，使用其中第一组的活性焦吸附脱附塔进行过滤处理，第二组的活性焦吸附脱附塔进行解析处理；而当第一组的活性焦吸附脱附塔无法再过滤时，关闭第一组的活性焦吸附脱附塔的过滤，进行解析处理，启动第二组的活性焦吸附脱附塔进行过滤。
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