CN106439831A - 一种抑制垃圾焚烧中二噁英产生的方法 - Google Patents

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马随涛
周亮
夏观强
雷福星
谭美玲
甘林
颜德兴
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
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    • F23G5/04Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment drying

Abstract

本发明属于垃圾处理资源化利用领域,具体涉及一种抑制垃圾焚烧中二噁英的方法,热解和氧化是在低氧的状态下进行,从源头上抑制了二恶英的生成,不依靠烟气温度和停留时间去实现控制二恶英的形成,从而实现抑制二噁英生产的目的。

Description

一种抑制垃圾焚烧中二噁英产生的方法
技术领域
[0001] 本发明属于垃圾处理资源化利用领域,具体涉及一种抑制垃圾焚烧中二噁英的方法。
背景技术
[0002] 随着城市生活垃圾的逐年递增,垃圾处理要求也越来越高,相对于填埋、堆肥等传统垃圾处理技术而言,垃圾焚烧技术以其无害化、减量化和资源化的特点,越来越受到人们的重视。通常垃圾焚烧技术可使处理的生活垃圾减重80%和减容90%以上。由于垃圾成分的复杂性、多样性,在焚烧过程中会发生许多化学反应,生成各种污染物,包括颗粒物、S02、HC1、N0X、重金属和二噁英等,其中二噁英是毒性最强的物质,它是多氯代二苯并恶英简称和多氯代二苯并吠喃简称的通俗名称,被列为一级致癌物,但在垃圾焚烧过程中尚无有效的处理手段。因此,在垃圾焚烧过程中如何有效抑制二噁英类物质的生成,是发展垃圾焚烧技术迫切需要解决的问题。
由于垃圾成分的复杂性,在焚烧过程中不可避免会产生二噁英。要减少二噁英对环境的污染,必须从人炉垃圾的源头开始进行控制,对垃圾进行分类处理,这样可以减少垃圾焚烧过程中有机氯和无机氯的含量,达到减少二噁英生成的目的。
[0003]因此,现有的垃圾焚烧和热解炉还不能处理含水量较大的生活垃圾等废弃物,需要劳动量较大的筛检及脱水作业,并且需要消耗大量的煤、油、电等能源资源,处理温度低,容易产生剧毒污染物,其烟气的处理费用较高,无法满足现有有机垃圾处理的需要。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种抑制垃圾热解燃中二噁英产生的方法。二噁英生成有最基本的四个条件:氯、氧、温度、催化剂。本发明从原理上控制了二噁英产生的因素:垃圾在热解阶段和氧化阶段始终处于缺氧状态(还原气氛),仅有的氧化原子优先与C、H结合,Cu、AL、Fe等不易被氧化,而二噁英的形成需要铜化合物一类的重金属催化剂,从而削弱了二噁英的生成环境。
[0005] 本发明通过以下技术方案来实现:
垃圾在热解燃烧需要依次经过预烘干、烘干、干馏热解、氧化和燃烬五个连续过程,最终产生少量的灰渣排出炉外。垃圾碳化热解过程中产生的烟气部分进入预干燥层,将垃圾适当烘干,产生的水气经除湿器脱除后再与烟气混合一起排出;预烘干的垃圾进入炉内再通过炉内的热量进行二次烘干,预烘干和烘干主要是为干燥阶段,将垃圾中的水分去除。垃圾中的某些有机物质,比如纸张和橡胶,在200¾左右便开始热解,释放出小分子气体,如CH4, CO等;但对含水率很高的有机物,如动植物残渣等,物料的原始分子结构仅受到有限的热作用,主要完成脱水反应,这一过程进行得非常缓慢。热分解阶段,以解聚和分解反应为主,经过脱水后的有机物在这阶段被大部分分解掉,由于是在低氧的条件下反应,生成不完全的氧化物,主要是CO,同时产生大量的碳颗粒。在氧化层,通过磁芯组件的作用,达到900〜1200¾高温,将热解后的产物充分氧化分解,产生少量的灰渣。在干馏热解和氧化的过程中有一个中间阶段,即还原层,氧化过程中产生的CO2与干馏热解产生的碳发生还原反应,生成CO,这一过程取决于烟气温度,过程极其短暂。燃烬阶段主要针对氧化过程中产生的灰渣而言,灰渣在炉膛底部继续氧化,其中的碳含量会逐渐减少到最低,最后排出炉膛。由于燃烬过程较长,灰渣里面的残碳基本完全燃尽,炉渣热灼减率<3.0%。
[0006] 所述的一种抑制垃圾焚烧中二噁英产生的方法,其特征是依次经过预烘干、烘干、干馏热解、氧化和燃烬五个连续过程。
[0007] 所述的预烘干过程,其特征是需要热解过程产生的烟气部分进入预干燥层作为热源进行烘干。
[0008] 所述的氧化过程,其特征是在氧化层,通过磁芯组件的作用,达到900〜1200%高温,将热解后的产物充分氧化分解。
[0009] 所述的燃烬过程,其特征是氧化过程中产生的灰渣在炉膛底部继续氧化,渣里面的残碳基本完全燃尽,炉渣热灼减率<3.0%。
[0010] 普通工艺方法为了控制二恶英的生成,要求焚烧烟气温度必须达到8501以上,并停留时间达到2S以上。本发明的热解和氧化是在低氧的状态下进行,从源头上抑制了二恶英的生成,不依靠烟气温度和停留时间去实现控制二恶英的形成,从而实现抑制二噁英生产的目的。
[0011] 本发明实现了垃圾热解过程在低氧与无氧的状态下进行,没有明火产生,抑制了各种有害气体的产生,产生的NOx、S0x、HCl等较少,排气量也少,可减轻对大气的二次污染,尤其是对“二噁英”的抑制。采用逆流式物流方向,上升气流的阻力大,流速相对较低,烟气中夹带的颗粒物也较少。有益于垃圾“减量化、无害化、资源化”推广与实施。
具体实施方式
[0012]垃圾在热解燃烧需要依次经过预烘干、烘干、干馏热解、氧化和燃烬五个连续过程,最终产生少量的灰渣排出炉外。垃圾碳化热解过程中产生的烟气部分进入预干燥层,将垃圾适当烘干,产生的水气经除湿器脱除后再与烟气混合一起排出;预烘干的垃圾进入炉内再通过炉内的热量进行二次烘干,预烘干和烘干主要是为干燥阶段,将垃圾中的水分去除。干燥后的垃圾进入热分解阶段,以解聚和分解反应为主,经过脱水后的有机物在这阶段被大部分分解掉,由于是在低氧的条件下反应,生成不完全的氧化物,主要是CO,同时产生大量的碳颗粒。在氧化层,将热解后的产物充分氧化分解,产生少量的灰渣。垃圾经过前几个阶段后产生少量的灰渣,燃烬阶段主要针对氧化过程中产生的灰渣而言,灰渣在炉膛底部继续氧化,其中的碳含量会逐渐减少到最低,最后排出炉膛。由于燃烬过程较长,灰渣里面的残碳基本完全燃尽,炉渣热灼减率<3.0%。经检测,垃圾在经过热解一个周期的反应,产生的烟气中二噁英类物质的含量远远低于普通工艺烟气中的含量,烟气进入后续的净化工艺进行深度净化可达标排放,极大的降低了热解烟气处理成本,对垃圾热解燃烧技术应用的推广具有重要的推进意义。

Claims (4)

1.一种抑制垃圾焚烧中二噁英产生的方法,其特征是依次经过预烘干、烘干、干馏热解、氧化和燃烬五个连续过程。
2.根据权利要求1所述的预烘干过程,其特征是需要热解过程产生的烟气部分进入预干燥层作为热源进行烘干。
3.根据权利要求1所述的氧化过程,其特征是在氧化层,通过磁芯组件的作用,达到900〜1200¾高温,将热解后的产物充分氧化分解。
4.根据权利要求1所述的燃烬过程,其特征是氧化过程中产生的灰渣在炉膛底部继续氧化,渣里面的残碳基本完全燃尽,炉渣热灼减率<3.0%。
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