CN113680190A - 一种固体废物焚烧碳捕捉装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种固体废物焚烧碳捕捉装置，包括进口烟道、烟气喇叭口、装置本体、喷淋层、二氧化碳捕捉床、出口烟道和排放口；所述的进口烟道连接进烟气喇叭口，烟气喇叭口连接装置本体，在装置本体内设置喷淋层和二氧化碳捕捉床，其中喷淋层设置在二氧化碳捕捉床上方，所述的二氧化碳捕捉层设有振打系统；所述的装置本体连接出口烟道，所述排放口设置在装置本体下部。本发明利用钢铁冶炼的钢渣中氧化钙以及碱金属对固体废物焚烧的烟气中二氧化碳进行捕捉，捕捉二氧化碳后的钢渣仍可用于原用途的建材行业，以废治废，有益于生态环境保护，提升了钢渣的利用价值。

Description

一种固体废物焚烧碳捕捉装置
技术领域
本发明涉及环保领域，具体涉及一种固体废物焚烧碳捕捉装置。
背景技术
2021年，联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次气候变化评估报告中的第一工作组报告发布。2000年至2030年，大气温室气体浓度已从300ppm上升到500ppm，超过了工业革命前大气温室气体浓度的2倍，全球实际平均温度上升已经达到了2摄氏度的临界值。
CO2作为温室气体的重要组成部分，减少CO2的排放，对温室气体的控制具有重大意义。焚烧作为固体废物处置的重要方式，部分固体废物中含有一定的碳元素，因此焚烧后的废气将产生CO2。
目前常见的CO2处置方式为溶剂吸附，该方式虽然能去除CO2，但是成本较高，部分溶剂具有腐蚀性，影响设备的稳定运行。
因此本发明提出一种固体废物焚烧碳捕捉装置，装置内的CO2捕捉床以钢铁冶炼的钢渣为原料。钢渣中的CaO浓度可达40～50％，CaO在湿式的条件下能够与CO2发生反应，生成CaCO3，且钢渣中含有MgO类的碱金属，能够与CO2反应，生成MgCO3。因此钢渣中的CaO、MgO均能与CO2反应，从而达到捕捉去除废气中CO2的目的。
捕捉CO2的钢渣仍用于建材行业，以废治废，并使钢渣具备了更多的经济价值。
发明内容
本发明的目的是提出一种固体废物焚烧碳捕捉装置，利用钢铁冶炼的钢渣中氧化钙以及碱金属对固体废物焚烧的烟气中二氧化碳进行捕捉，捕捉二氧化碳后的钢渣仍可用于原用途的建材行业，以废治废，有益于生态环境保护，提升了钢渣的利用价值。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种固体废物焚烧碳捕捉装置，包括进口烟道、烟气喇叭口、装置本体、喷淋层、二氧化碳捕捉床、出口烟道和排放口；所述的进口烟道连接进烟气喇叭口，烟气喇叭口连接装置本体，在装置本体内设置喷淋层和二氧化碳捕捉床，其中喷淋层设置在二氧化碳捕捉床上方，所述的二氧化碳捕捉层设有振打系统；所述的装置本体连接出口烟道，所述排放口设置在装置本体下部。
该装置设置在原烟气除尘、脱硫设备后，废气从进口烟道进入装置，经由进烟气喇叭口进入装置本体。
进一步的，所述的进烟气喇叭口内设置有整流板，以减少废气的紊流；整流板的孔板开孔率为0.45，孔径为70mm；所述的进烟气喇叭口及其内设的整流板均采用防腐耐磨材质。
进一步的，在所述的进口烟道与所述的出口烟道处设置压力计，在所述的进口烟道处设湿度计，压力计与湿度计的数据实时接入装置的控制系统。
进一步的，所述的装置本体下部成45°斜角，并在其下端设置排放口，排放口处设置有电动阀，喷淋后的废水经排放口排放至废水处理系统。
进一步的，所述的喷淋层材质为不锈钢，喷淋范围为整个装置本体；作为优选的方案，所述的二氧化碳捕捉床采用井字形的框架梁固定，包括竖梁与横梁，均为防腐耐磨材质的不锈钢材质。
作为优选的方案，所述二氧化碳捕捉床内设填料模块，填料模块与框架梁连接件为伸缩性连接，填料模块四壁为防腐耐磨的不锈钢材质；所述填料模块内布置长方体钢渣填料柱，填料柱之间以及填料柱与填料模块之间为卡扣连接，填料柱上下端面为网状截面。
作为优选的方案，所述的振打系统包括振打锤与传动杆，振打的动力由电机提供，振打系统的启停由进口烟道与出口烟道压力计的压差决定，压差过高时，自动启动，将二氧化碳捕捉床中的粉尘振打下落。
作为优选的方案，所述喷淋层的启停由进口烟道的湿度计数据形成联动，当湿度计提示烟气湿度过低时，则自动开启，喷淋时间由事先根据工况条件计算的公式控制。
进一步的，所述填料模块的填料柱中为钢铁冶炼的钢渣中的氧化钙以及碱金属。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明以钢铁冶炼的钢渣作为二氧化碳，以废治废。
2.本发明的装置在原有系统的脱硫装置后，对原系统不会产生负面影响。
3.本发明捕捉二氧化碳后的钢渣仍可用于原用途，不会影响其二次利用的价值。
附图说明
图1为本发明的一种固体废物焚烧碳捕捉装置示意图。
图2为本发明的一种固体废物焚烧碳捕捉装置二氧化碳捕捉床平面示意图。
图3为本发明的一种固体废物焚烧碳捕捉装置振打系统示意图。
附图标记：1-进口烟道，2-进烟气喇叭口，3-装置本体，4-出口烟道，5-装置本体下部，6-排放口，7-喷淋层，8-二氧化碳捕捉床，9-竖梁，10-横梁，11-填料模块，12-填料柱，13-框架梁连接件，14-振打锤，15-传动杆。
具体实施方式
以下通过实施例的形式对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
如图1所示的一种固体废物焚烧碳捕捉装置，包括进口烟道1自上而下依次设置的进烟气喇叭口2、装置本体3、喷淋层7、二氧化碳捕捉床8和出口烟道4，进口烟道1连接进烟气喇叭口2，烟气喇叭口2连接装置本体3，在装置本体3内设置喷淋层7和二氧化碳捕捉床8，其中喷淋层7设置在二氧化碳捕捉床8上方，二氧化碳捕捉层8设有振打系统；装置本体3连接出口烟道4，排放口6设置在装置本体下部5。
该装置设置在原烟气除尘、脱硫设备后，废气从进口烟道1进入装置，经由进烟气喇叭口2进入装置本体3。
进烟气喇叭口2内设置有整流板，以减少废气的紊流；整流板的孔板开孔率为0.45，孔径为70mm；进烟气喇叭口2及其内设的整流板均采用防腐耐磨材质。
在进口烟道1与出口烟道4处设置压力计，在进口烟道1处设湿度计，压力计与湿度计的数据实时接入装置的控制系统。
装置本体下部5成45°斜角，以便与喷淋过多的水或者飞灰收集，并在其下端设置排放口6，排放口6处设置有电动阀，喷淋后的废水经排放口6排放至废水处理系统。
喷淋层7材质为不锈钢，喷淋范围为整个装置本体3；二氧化碳捕捉床8采用井字形的框架梁固定，包括竖梁9与横梁10，均为防腐耐磨材质的不锈钢材质。
二氧化碳捕捉床8内设填料模块11，填料模块11与框架梁连接件13为伸缩性连接，填料模块11四壁为防腐耐磨的不锈钢材质；填料模块11内布置长方体钢渣填料柱12，填料柱12之间以及填料柱12与填料模块11之间为卡扣连接，填料柱12上下端面为网状截面。
所述填料模块11的填料柱12中为钢铁冶炼的钢渣中的氧化钙以及碱金属。渣填料柱12的钢渣CaO＞45％，MgO＞10％，粒径＞15mm，填料柱12上下端面为网状截面，截面开孔10mm，从而在实现烟气流过的同时避免钢渣填料的洒落；
振打系统包括振打锤14与传动杆15，振打的动力由电机提供，振打系统的启停由进口烟道1与出口烟道4压力计的压差决定，压差过高时，自动启动，将二氧化碳捕捉床8中的粉尘振打下落。
喷淋层7的启停由进口烟道1的湿度计数据形成联动，当湿度计提示烟气湿度过低时，则自动开启，喷淋时间由事先根据工况条件计算的公式控制。
装置设在固体废物焚烧废气脱硫处置的后，废气由进口烟道1进入，经进烟气喇叭口2的整流板，减少废气进入的紊流，尽可能实现废气在装置本体3呈现内均流状态，提高后续的处理效率。
因钢渣中的CaO在有水的环境下可以与废气中的CO2发生反应，因此在装置运行过程中，会根据废气工况条件开启喷淋层7。
喷淋层7为自动启停，喷淋时间由口烟道1处湿度计反馈的烟气实时含湿量、二氧化碳去除效率以及装置工况等条件计算后得出。
废气进入二氧化碳捕捉床8，废气中的CO2与填料柱12发生反应，根据装置本体1进出口的压差，自动振打系统。
因废气在脱硫前有除尘设施，废气在本装置中的颗粒物较低，喷淋过程中形成的废水能够实现对装置本体下部5的尘的冲刷，从而一并由排出口6进入到废水处理系统。
当CO2去除效率明显下降时，可由人孔进入，在喷淋层7与二氧化碳捕捉层8之间预留的空间进行填料柱12的更换。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种固体废物焚烧碳捕捉装置，其特征在于：包括进口烟道(1)、烟气喇叭口(2)、装置本体(3)、喷淋层(7)、二氧化碳捕捉床(8)、出口烟道(4)和排放口(6)；所述的进口烟道(1)连接进烟气喇叭口(2)，烟气喇叭口(2)连接装置本体(3)，在装置本体(3)内设置喷淋层(7)和二氧化碳捕捉床(8)，其中喷淋层(7)设置在二氧化碳捕捉床(8)上方，所述的二氧化碳捕捉层(8)设有振打系统；所述的装置本体(3)连接出口烟道(4)，所述排放口(6)设置在装置本体下部(5)。
2.根据权利要求1所述的固体废物焚烧碳捕捉装置，其特征在于：该装置设置在原烟气除尘、脱硫设备后，废气从进口烟道(1)进入装置，经由进烟气喇叭口(2)进入装置本体(3)。
3.根据权利要求1所述的固体废物焚烧碳捕捉装置，其特征在于：所述的进烟气喇叭口(2)内设置有整流板，以减少废气的紊流；整流板的孔板开孔率为0.45，孔径为70mm；所述的进烟气喇叭口(2)及其内设的整流板均采用防腐耐磨材质。
4.根据权利要求1所述的固体废物焚烧碳捕捉装置，其特征在于：在所述的进口烟道(1)与所述的出口烟道(4)处设置压力计，在所述的进口烟道(1)处设湿度计，压力计与湿度计的数据实时接入装置的控制系统。
5.根据权利要求1所述的固体废物焚烧碳捕捉装置，其特征在于：所述的装置本体下部(5)成45°斜角，并在其下端设置排放口(6)，排放口(6)处设置有电动阀，喷淋后的废水经排放口(6)排放至废水处理系统。
6.根据权利要求1所述的固体废物焚烧碳捕捉装置，其特征在于：所述的喷淋层(7)材质为不锈钢，喷淋范围为整个装置本体(3)；所述的二氧化碳捕捉床(8)采用井字形的框架梁固定，包括竖梁(9)与横梁(10)，均为防腐耐磨材质的不锈钢材质。
7.根据权利要求6所述的固体废物焚烧碳捕捉装置，其特征在于：所述二氧化碳捕捉床(8)内设填料模块(11)，填料模块(11)与框架梁连接件(13)为伸缩性连接，填料模块(11)四壁为防腐耐磨的不锈钢材质；所述填料模块(11)内布置长方体钢渣填料柱(12)，填料柱(12)之间以及填料柱(12)与填料模块(11)之间为卡扣连接，填料柱(12)上下端面为网状截面。
8.根据权利要求4所述的固体废物焚烧碳捕捉装置，其特征在于：所述的振打系统包括振打锤(14)与传动杆(15)，振打的动力由电机提供，振打系统的启停由进口烟道(1)与出口烟道(4)压力计的压差决定，压差过高时，自动启动，将二氧化碳捕捉床(8)中的粉尘振打下落。
9.根据权利要求4所述的固体废物焚烧碳捕捉装置，其特征在于：所述喷淋层(7)的启停由进口烟道(1)的湿度计数据形成联动，当湿度计提示烟气湿度过低时，则自动开启，喷淋时间由事先根据工况条件计算的公式控制。
10.根据权利要求7所述的固体废物焚烧碳捕捉装置，其特征在于：所述填料模块(11)的填料柱(12)中为钢铁冶炼的钢渣中的氧化钙以及碱金属。
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