CN202024338U - 可实现二噁英零排放的垃圾焚烧炉及烟气净化处理设备 - Google Patents

Abstract

一种可实现二噁英零排放的垃圾焚烧炉及烟气净化处理设备，属于垃圾无害化处理领域，其包括：焚烧炉体、烟道、紊流除尘室、袋式除尘器、化学反应室、活性炭纤维吸附室、引风机、二燃室以及冷却箱。该实用新型能有效提高焚烧炉的燃烧效率，经过多级除尘和污染物处理吸附措施，以及专用的二噁英处理设备，形成了一个完善的有毒烟气净化设施。该设备工艺简单、投入少、用地少、运营费用较低、并且能实现二噁英和有毒烟气的零排放。

Description

可实现二噁英零排放的垃圾焚烧炉及烟气净化处理设备

技术领域

本实用新型属于垃圾无害化处理领域。特别是垃圾焚烧中有多级减少二噁英生成的装置。 

背景技术

随着经济的发展，生活垃圾越来越多，原有的填埋处理法由于占地多，并且渗滤液的处理难度大、对周边环境影响大等因素制约了其发展。垃圾焚烧处理由于能很好实现“减量化、无害化和资源化”，近年来发展很迅速，但是容易引起二次污染，对环境造成灾难性破坏。如何有效减少垃圾焚烧烟气中的多种有毒污染物特别是二噁英的排放，成为近年来的研究热点。二噁英类主要来源于燃烧过程中，垃圾焚烧的过程中不可避免会产生二噁英类，建造垃圾焚烧处理设备是就必须考虑二噁英类的污染控制问题。能否有效解决垃圾焚烧过程中二噁英类的排放直接关系到垃圾焚烧技术的推广。 

垃圾焚烧过程中二噁英产生过程主要包括高温生成、低温再合成等。高温生成指垃圾中含氯高分子化合物如聚氯乙烯、氯代苯、五氯苯酚等二噁英类前物质，在适宜的温度和金属的催化作用下与氧气及氯化氢发生反应，通过重排、自由基缩合、脱氯等过程生成二噁英类，但是在高温＞800℃，且持续时间达到2s以上，绝大部分二噁英类物质会分解掉；低温再合成指已经被高温分解掉的二噁英类在烟气中含金属氯化物的灰尘的催化作用下与烟气中的氯化氢在200℃-500℃温度区间内会迅速重新生成二噁英类。因此要有效控制二噁英类物质的排放，必须抑制二噁英的高温生成和低温再合成。 

在垃圾处理领域中，目前已经有许多关于垃圾焚烧设备及烟气处理装置申请了专利，主要涉及降低能耗、减少污染物排放、余热利用等。 

发明内容

本实用新型的目的是针对垃圾焚烧过程中二噁英的生成机理，提供一种可实现二噁英零排放二噁英生成的垃圾焚烧炉和烟气处理设备。垃圾焚烧的烟气经过多种处理方式，可以有效降低烟气中的各种污染物及剧毒的二噁英类。 

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种可实现二噁英零排放的垃圾焚烧炉及烟气净化处理设备，它包括焚烧炉体、烟道、紊流除尘室、化学反应室、活性炭纤维吸附室、袋式除尘器、引风机、二燃室以及冷却箱。 

本实用新型还提供了下面更详尽、具体的技术方案，更好实现发明的目的，更充分体现本实用新型的实用性及创新性。 

铸铁焚烧炉炉体的技术方案为：焚烧炉体内壁为铸铁炉体，炉体内设有二燃室、预埋加热铜水管、氧气管道、氧气喷口、保温材料；在所述的预埋加热铜水管预埋在保温材料中，并与冷水进口和热水箱相通。由于垃圾焚烧炉炉体采用铸铁一次性铸造，内壁衬耐火泥以及防腐蚀涂料，保证炉体寿命，炉体壁内设置有预埋加热铜水管、氧气管道、氧气喷口等设施，可以氧气可以提高燃烧效率、提高燃烧温度，预埋水管能利用余热，可以产生一定经济效益。焚烧产生的烟气经过烟气管道与紊流除尘室相连。 

紊流除尘室的技术方案为：紊流除尘室内设有多层紊流态构件、多层高压旋喷头、循环水池，在所述的紊流态构件中，设置有朝向不同的钢板条，每层钢板条的方向相反；循环水池与高压水箱通过管道相连。由于垃圾焚烧炉的烟气管道与紊流除尘室的下边缘相接，在除尘室的内部设置了多排紊流态构件，其朝向相反，增加了烟气在除尘室内的滞留时间，保证烟气在除尘室内滞留大于2秒，同时在除尘室内布置连接多排全方位高压旋喷喷头的水管，水管同高压水箱进行连接，对烟气进行全方位喷淋，以达到除尘的目的。在紊流除尘室底部设有循环水池，此处的水由水泵抽往高压水箱。在紊流除尘室的上方有烟道与化学反应室相连接。 

化学反应室的技术方案为：化学反应室内设有高压旋喷头和循环石灰浆池；循环石灰浆池与石灰浆箱通过管道相连；用袋式除尘器联系着 紊流除尘室和化学反应室。烟气从化学反应室下方进入，化学反应室内布置连接多排全方位高压旋转喷雾器的石灰浆水管，水管同高压石灰浆水箱进行连接，对烟气进行全方位喷淋洗涤，以达到中和HCL、SO₂等有毒化学物如的目的。在化学反应室底部设有循环石灰浆池，此处的石灰浆由水泵抽往高压石灰浆水箱。在化学反应室的上方有烟道与活性炭纤维吸附室相连接。 

活性炭纤维吸附室的技术方案为：活性炭纤维吸附室由方便可拆卸的多层活性炭过滤纤维组成；活性炭纤维吸附室的出口和引风机相连通，烟气从化学反应室进入活性炭纤维吸附室，吸附室内放置多排由可以方便抽出更换的活性炭纤维。烟气经过活性炭纤维的物理吸附和化学吸附后，能有效去除烟气中的SO₂、NOx、烟尘粒子、二噁英、呋喃、重金属、挥发性有机物及其他微量元素。在活性炭纤维吸附室的下方有烟道与袋式除尘器相连接。 

袋式除尘器的技术方案为：袋式除尘器由上部箱体、中部箱体、下部箱体(灰斗)、清灰系统和排灰机构组成，烟气由袋式除尘器下半部进入，然后由下向上流动，当含尘烟气流经滤袋时，重金属、二噁英、飞灰等被滤布过滤，并附着在滤布上，滤袋通过清灰，清除下来的粉尘掉落至灰斗。袋式除尘器有烟道与引风机及二燃室相连接。 

冷却箱技术方案为：冷却箱内设有多排U型冷却金属管、冷却水入口、冷却水出口，所述的冷却箱联系着二燃室和烟囱。冷却箱位于烟囱的下部，箱体内有数条U型冷却水管，箱体外部有温度观测仪，通过控制冷水流动速度来控制排放的烟气温度，确保烟气温度迅速从850℃降低到200℃以下，避免二噁英在200℃-500℃温度区间再合成，确保二噁英的排放能达标。 

本实用新型的有益效果为：不需要煤、柴油等燃料，通过多道烟气处理措施能有效去除有毒烟气、重金属、二噁英等，并避免了二噁英在低温下再合成，具有低碳、环保、节能、减排等优点。 

附图说明

图1为本实用新型所述能实现二噁英零排放的垃圾焚烧炉及烟气净化处理设备结构示意图； 

图2为紊流态构件细部详图； 

图3为活性炭纤维吸附室详图； 

图4为冷却箱详图。 

图中：1.铸铁焚烧炉炉体，2.二燃室，3.冷水进口，4.预埋加热铜水管，5.热水箱，6.鼓风机，7.氧气管道，8.氧气喷口，9.保温材料，10.炉台，11.炉渣出口，12.烟气出口，13.紊流态构件，14.高压旋喷头，15.循环水池，16.高压水箱，17.烟道，18.袋式除尘器，19.循环石灰浆池，20.石灰浆箱，21.活性炭纤维吸附室，22.引风机，23.冷却水入口，24.冷却水出口，25.U型铜管，26.冷却箱，27.烟囱，28.粉尘出口，29.紊流除尘室，30.化学反应室，31.钢板条，32.温度观测仪，33.活性炭纤维，34活性炭纤维支架，35盖板，36流量控制阀。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。 

如图1所示的一种能实现二噁英零排放的垃圾焚烧炉及烟气净化处理设备，其中烟气处理流程为：烟气经过紊流除尘室13的高压水旋喷，能够达到清除大部分灰尘的效果；经过化学反应室30的石灰浆喷淋，能中和掉烟气中的大部分HCL、SO₂等有毒烟气；烟气经过活性炭纤维吸附室21的物理吸附和化学吸附后，能有效去除烟气中的SO₂、NOx、烟尘粒子、二噁英、呋喃、重金属、挥发性有机物及其他微量元素；烟气经过袋式除尘器18后没有被活性炭纤维吸附的部分重金属、二噁英、、呋喃、飞灰、金属化合物等能附着在滤布上，通过清灰系统清除掉；烟气经过二燃室加温到800℃以上并经过冷却箱26后，温度迅速降低到200℃以内，二噁英无法再合成；洁净的烟气通过烟囱27排入大气。 

一.铸铁焚烧炉体1设置氧气管道和预埋加热铜水管的实施方式： 

如图1所示，焚烧炉炉体由铸铁一次性铸造而成，铸铁焚烧炉炉体具有整体性好、耐久性好、防腐蚀性能好等优点。炉体内壁衬耐火泥和防腐涂料，能有效保温和防腐蚀。炉体内设置了二燃室、加热铜水管、氧气管道、氧气喷口、保温材料。加热铜水管沿着炉壁螺旋形布置于保温材料内，垃圾燃烧产生的热量能被铜水管内的水吸收，最终汇集到热 水箱内。氧气管道与鼓风机相连，在炉体内埋置于保温管内，氧气能有效预热，在炉壁上开4个氧气喷口，并与水平面成45°，将预热的氧气输送到火焰最旺处，加快燃烧速度、提高燃烧温度使垃圾充分燃烧。 

二.紊流除尘室实施方式： 

如图2所示，紊流除尘室29设置有紊流态构件13，其由钢板条31与水平面夹角为45°，两端焊接在箱体上，沿着箱体高度方向布置，相邻两个紊流态构件的钢板条方向相反，烟气从紊流除尘室的下部进入，经过紊流态构件后，其运动路径改变为S型，有利于提高烟气在紊流除尘室内的滞留时间和运动路径长度，从除尘室的上部通过烟道与化学反应室相连。紊流除尘室内同时设置有多排高压旋喷头14，高压旋喷头从多个方向喷高压水对烟气进行喷淋洗涤并配合紊流态构件的作用，将烟气中的烟尘除掉。紊流除尘室下设有循环水池，循环水池中的水能通过泵管抽到高压水箱16循环利用，水池中的沉淀的灰，定期清除。 

三.化学反应室的实施方式： 

如图1所示，化学反应室30内部设置有2排高压旋喷头14，其与石灰浆箱20相连，高压旋喷头从多个方向喷石灰浆，石灰浆与烟气中的有毒烟气如HCL、NO₂、SO₂等进行化学反应，以达到去除有毒烟气的目的。循环石灰浆池19通过泵管抽到石灰浆箱循环利用，循环石灰浆池内的化学反应沉淀物，定期清除。 

四.活性炭纤维吸附室的实施方式： 

如图3所示，活性炭纤维吸附室20内部在水平方向设置有多排活性炭纤维支架34，在竖向设置两排活性炭纤维支架，活性炭纤维33由活性炭纤维支架固定，吸附室上部设置可翻转的盖板35，能够方便更换的活性炭纤维。能有效去除SO₂、NOx、烟尘粒子、二噁英、呋喃、重金属、挥发性有机物及其他微量元素。 

五.袋式除尘器的实施方式： 

如图1所示，袋式除尘器由箱体、滤袋、清灰系统等组成，烟气通过滤袋的过滤，将其中的重金属、二噁英、呋喃、飞灰、金属化合物等颗粒较大物质清除掉。 

六.冷却箱的实施方式： 

如图4所示，冷却箱26内部设置有多排U型铜管25，箱体26上设 置有温度观测仪32观测排放烟气的温度，U型铜管与冷却水相连，通过与水进行热交换降低烟气温度，通过流量控制阀36控制水流量，使烟气温度迅速降低到200℃以下，避免二噁英再次生成。 

本实用新型，无需助燃燃料，烟气通过湿式洗涤、化学反应、活性炭纤维吸附、袋式除尘器除尘、冷却箱急冷等，能保证二噁英零排放，又能将烟气中的其他有害物质清除，向大气排放达标烟气，兼具节能、环保、低碳等优点。 

以上所述的实施例，只是本实用新型具体实施的一种，本实用新型的具体实现不受上述方式的限制，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应该包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (7)

1.一种可实现二噁英零排放的垃圾焚烧炉及烟气净化处理设备，它包括焚烧炉体(1)、烟道(17)、紊流除尘室(29)、袋式除尘器(18)、化学反应室(30)、活性炭纤维吸附室(21)、引风机(22)、二燃室(2)以及冷却箱(26)。

2.按照权利要求1所述的可实现二噁英零排放的垃圾焚烧炉及烟气净化处理设备，其特征在于：所述的焚烧炉体(1)内壁为铸铁炉体，炉体内设有二燃室(2)、预埋加热铜水管(4)、氧气管道(7)、氧气喷口(8)、保温材料(9)；在所述的预埋加热铜水管(4)埋在保温材料(9)中，并与冷水进口(3)和热水箱(5)相通。

3.按照权利要求1或2所述的可实现二噁英零排放的垃圾焚烧炉及烟气净化处理设备，其特征在于：紊流除尘室(29)内设有多层紊流态构件(13)、多层高压旋喷头(14)、循环水池(15)，在所述的紊流态构件(13)中，设置有朝向不同的钢板条(31)，每层钢板条的方向相反；循环水池(15)与高压水箱(16)通过管道相连。

4.按照权利要求1或2所述的可实现二噁英零排放的垃圾焚烧炉及烟气净化处理设备，其特征在于：化学反应室(30)内设有高压旋喷头(14)和循环石灰浆池(19)；循环石灰浆池(19)与石灰浆箱(20)通过管道相连。

5.按照权利要求1或2所述的可实现二噁英零排放的垃圾焚烧炉及烟气净化处理设备，其特征在于：活性炭纤维吸附室(21)由方便可拆卸的多层活性炭纤维过滤层组成；活性炭纤维吸附室(21)的进口和化学反应室(30)相连；活性炭纤维吸附室(21)的出口与袋式除尘器(18)相连。

6.按照权利要求1或2所述的可实现二噁英零排放的垃圾焚烧炉及烟气净化处理设备，其特征在于：袋式除尘器(18)与二燃室(2)相连。

7.按照权利要求1或2所述的可实现二噁英零排放的垃圾焚烧炉及烟气净化处理设备，其特征在于：冷却箱(26)内设有多排U型铜管(25)、冷却水入口(23)、冷却水出口(24)，所述的冷却箱(26)联系着二燃室(2)和烟囱(27)。 

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