CN206252987U - 回收HCl气体的装置 - Google Patents

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许继云
许岩韦
蔡旭
胡利华
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Abstract

本实用新型提供一种回收HCl气体的装置,所述回收HCl气体的装置包括活性炭喷射装置、一级降膜吸收器以及二级降膜吸收器,含有HCl气体的烟气依次经过所述活性炭喷射装置、所述一级降膜吸收器和所述二级降膜吸收器的处理。根据本实用新型,可以将飞灰等离子熔融处理系统产生的HCl气体转化为盐酸,减少二次污染,将二次污染物转化成有价值的产品。

Description

回收HCI气体的装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及垃圾焚烧处理领域,具体而言涉及一种回收HC1气体的装置。
背景技术
[0002] 随着居民生活水平的不断提高,人均生活垃圾产生量也在不断提升,国内垃圾焚 烧电厂的日处理量也在不断上升。对于垃圾焚烧电厂而言,飞灰产生量约占入炉垃圾总量 的2%〜5%,而目前飞灰处理方式主要为安全填埋。
[0003] 通过等离子熔融技术可以将飞灰无害化、减容化、资源化,根据现有的垃圾焚烧处 理工艺,一般情况下,生活垃圾中的氯基本上转移到垃圾焚烧产生的飞灰中,从而使垃圾焚 烧飞灰成为垃圾焚烧产物中毒性最大的物质,被定义为危险废物。飞灰中的氯含量一般在 16%〜28%之间,当采用等离子熔融技术处理飞灰时,飞灰中的氯绝大部分再次转化成HC1 气体,导致二次污染。目前普遍的做法就是采用干法/半千法脱酸的工艺去除HC1气体,由此 产生大量的二次飞灰,造成二次污染,同时增加飞灰的处理成本。 实用新型内容
[0004] 针对现有技术的不足,本实用新型提供一种回收HC1气体的装置,所述回收HC1气 体的装置包括活性炭喷射装置、一级降膜吸收器以及二级降膜吸收器,含有HC1气体的烟气 依次经过所述活性炭喷射装置、所述一级降膜吸收器和所述二级降膜吸收器的处理。
[0005] 在一个示例中,所述活性炭喷射装置连接位于所述回收HC1气体的装置下部一侧 的活性炭喷口。
[0006] 在一个示例中,当所述含有HC1气体的烟气从位于所述回收HC1气体的装置下部另 一侧的烟气入口进入装置内部时,所述活性炭喷射装置向装置内部注入活性炭,通过活性 炭吸附去除所述烟气中的重金属。
[0007] 在一个示例中,所述一级降膜吸收器和所述二级降膜吸收器设置于所述回收HC1 气体的装置内部,所述一级降膜吸收器和所述二级降膜吸收器收集所述HC1气体得到盐酸。
[0008] 在一个示例中,所述含有HC1气体的烟气来自飞灰等离子熔融处理系统中的布袋 除尘器。
[0009] 根据本实用新型,可以将飞灰等离子熔融处理系统产生的HC1气体转化为盐酸,减 少二次污染,将二次污染物转化成有价值的产品。
附图说明
[0010] 本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图 中示出了本实用新型的实施例及其描述,用来解释本实用新型的原理。
[0011] 附图中:
[0012] 图1为本实用新型提供的HC1气体回收装置的示意图; _
[0013] 图2为应用本实用新型提供的HC1气体回收装置的垃圾焚烧飞灰等离子熔融处理 系统的工艺路线示意图。
具体实施方式
[0014] 在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理 解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本实用新型可以无需一个或多个这些细 节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本实用新型发生混淆,对于本领域公知的一些 技术特征未进行描述。
[0015] 为了彻底了解本实用新型,将在下列的描述中提出详细的方法步骤和/或结构。显 然,本实用新型的施行并不限定于本领域的技术人员所熟悉的特殊细节。本实用新型的较 佳实施例详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本实用新型还可以具有其他实施方式。
[0016] 应当理解的是,本实用新型能够以不同形式实施,而不应当解释为局限于这里提 出的实施例。相反地,提供这些实施例将使公开彻底和完全,并且将本实用新型的范围完全 地传递给本领域技术人员。在附图中,为了清楚,层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。 自始至终相同附图标记表示相同的元件。
[0017] 应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在所述 特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、 步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括 复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。
[0018] 垃圾焚烧飞灰是垃圾焚烧过程中排出的微小颗粒,其中含有重金属、二噁英等物 质,属于危险废物。我国的《危险废物污染防治技术政策》(国家环境保护总局,2001)中第9 条对飞灰的规定:不得在产生地长期贮存;不得进行简易处置及排放。垃圾焚烧烟气净化系 统捕集物和烟道沉降的底灰构成飞灰,飞灰在产生地必须进行必要的稳定化和固化处理之 后方可运输,所述稳定化是指利用药剂与飞灰中的重金属等物质发生化学反应(例如溶解、 沉淀、螯合等),将污染物转变成溶解度小和化学性质稳定的物质,所述固化是指利用造粒 设备使稳定化后的飞灰成型并具有一定的强度。
[0019] 垃圾焚烧飞灰的处理技术很多,主要有水泥固化、化学药剂稳定化、酸溶剂提取、 熔融固化等。其中,由于具有化学性质稳定、无二次污染问题等优点,熔融固化技术被认为 是目前最为先进的垃圾焚烧飞灰处理方法,在减量化、无害化、资源化上均有很大优势。该 技术是在1300°C〜150(TC的高温条件下,将飞灰中的有机物分解、气化,而无机物熔融成玻 璃质熔渣。该技术可以最大限度地实现灰渣减容,同时实现重金属稳定化和彻底消除二噁 英污染物,而且玻璃化后的飞灰可以用作建筑或铺路材料,有效地实现了废物的资源化利 用。
[0020]由于熔融固化技术对高温和还原气氛的要求较高,目前广泛采用的技术主要包括 富氧焦炭技术、电熔融技术和等离子熔融技术等。富氧焦炭技术主要来源于钢铁冶金技术, 该技术主要依靠焦炭在富氧环境下产生的高温将飞灰进行熔融,对焦炭的消耗量较高。电 熔融技术采用电加热器替代焦炭产生热源,但存在设备侵蚀、加热元件更换复杂的问题。等 离子熔融技术主要分为炬技术和弧技术,前者主要依靠等离子火炬产生的高温气体对物料 进行加热,后者通过阴阳极间产生的高温电弧对物料进行加热。由于等离子熔融技术具有 能量效率高、生产过程清洁、不使用焦炭等优点,目前正受到越来越多研究者的重视。
[0021]当采用等离子熔融技术处理飞灰时,飞灰中的氯绝大部分再次转化成HC1气体,导 致二次污染。目前普遍的做法就是采用干法/半干法脱酸的工艺去除HC1气体,由于废气中 HC1气体的浓度非常之高,如果采用干法/半干法脱酸的工艺去除HC1气体,一方面使运行成 本增加,另一方面会产生大量的二次飞灰需要重新处理。
[0022]为了减少二次污染物的产生,更彻底地实现对垃圾焚烧飞灰减量化、无害化、资源 化的处理,本实用新型提供一种回收HC1气体的装置,将飞灰等离子熔融处理系统产生的二 次污染物HC1气体制成盐酸产品,减少二次污染,将二次污染物转化成有价值的产品。
[0023]如图1所示,本实用新型提供的回收HC1气体的装置的组成部分包括活性炭喷射装 置、一级降膜吸收器、二级降膜吸收器等。
[0024]含有HC1气体的烟气从位于装置下部一侧的烟气入口进入装置内部,连接位于装 置下部另一侧的活性炭喷口的活性炭喷射装置向装置内部注入活性炭,通过活性炭吸附以 进一步去除烟气中的重金属,保证回收烟气中的HC1气体制得的盐酸的重金属含量达标。 [0025]经过活性炭吸附处理的烟气依次经过位于装置内部的一级降膜吸收器和二级降 膜吸收器,烟气中的HC1气体被一级降膜吸收器和二级降膜吸收器所收集,进而得到盐酸, 盐酸从位于装置底部的盐酸出口排出装置,烟气从位于装置上部的烟气出口排出装置。作 为示例,盐酸的浓度为22%〜31% (wt/wt),其具体数值取决于飞灰中氯元素含量及HC1气 体回收装置的设定值。所述降膜吸收器可以采用化工领域常用的适用于吸收易溶酸性气体 的各种类型的降膜吸收器,在此不做具体限定。
[0026]作为示例,本发明提供的回收HC1气体的装置可以应用于如图2所示的垃圾焚烧飞 灰等离子熔融处理系统,该系统包括:进料装置、等离子溶融炉、二燃室、急冷塔、活性炭喷 射装置、布袋除尘器、HC1气体回收装置、湿法洗涤塔、蒸汽加热器、引风机等。
[0027]通过进料装置将垃圾焚烧过程产生的飞灰和包括诸如沙子在内的添加剂按一定 比例混合均匀后,送入等离子熔融炉。飞灰贮存于飞灰仓,添加剂贮存于添加剂仓,通过卸 料阀将飞灰仓中的飞灰送至飞灰计量装置进行飞灰称重,通过卸料阀和螺旋输送机将添加 剂仓中的添加剂送至添加剂计量装置进行添加剂称重,飞灰计量装置和添加剂计量装置独 芒设置。按一定比例混合均匀后的飞灰和添加剂经由给料机从等离子熔融炉的顶部送入等 离子熔融炉,同时,用于产生还原性气氛的工作气体也由等离子熔融炉的顶部送入等离子 熔融炉,所述工作气体采用氮气。
[0028] 等离子体产生于位于炉子顶部的不断消耗的石墨电极和位于炉子底部的电极之 间,通常氮气作为等离子体工艺气体。等离子熔融炉内为微负压操作,炉内耐火材料被水冷 却,以最大限度降低熔融玻璃液和等离子体对炉内耐火材料的侵蚀。通过进料装置输入的 混和物料被等离子体产生的5〇00°C〜8〇0(TC的高温电弧迅速熔融,形成的熔融玻璃液具有 导电性,产生的电阻热与等离子体共同将炉内熔融玻璃液的温度维持在1450。(:〜1600。(:。
[0029] 熔融玻璃液从等离子熔融炉下部的玻璃渣出口连续溢流出炉外,经冷却获得玻璃 渣。回收的金属通过等离子熔融炉下部的金属渣出口排出炉外,经冷却获得金属合金。飞灰 ,的二噁英被高温等离子体及其产生的紫外射线以及熔融玻璃液几乎全部销毁。等离子熔 融炉产生的烟气的流量非常低,每吨飞灰约产生2〇〇Nm3的烟气,从等离子体炉的上部排出 的烟气的温度在1200°C左右。
[0030]从等离子熔融炉的上部排出的烟气被送入二燃室的下部,在nooc左右的高温下 将烟气中的⑶、CH4等彻底氧化。为避免二噁英的再次生成,从二燃室的顶部排出的烟气将 在急冷塔内迅速降温至180°C〜20(TC。随后,通过活性炭喷射装置将活性碳注入连接急冷 塔和布袋除尘器的烟气管道,以吸收烟气中可能再次形成的微量二噁英。所有的二次飞灰 (包括被烟气携带的没有被熔融的飞灰、挥发的盐等)将被布袋除尘器中的袋式过滤器捕 获,二次飞灰一般可能占投入的飞灰的10%,为了降低二次飞灰的最终处置量,我们需要精 确控制等离子体熔融炉的炉压,同时将部分二次飞灰重新熔融,这样有可能将二次飞灰最 终控制在投入飞灰的3%左右(具体数值与投入飞灰的组分有关)。
[0031] 经过布袋除尘器的过滤,烟气变得洁净,从而有利于用HC1气体回收装置回收烟气 中的11(:1气体。作为示例,通过呢1气体回收装置回收的盐酸浓度为22%〜31%^1:/'\¥1:),其 具体数值取决于飞灰中氯元素含量及HC1气体回收装置的设定值。从HC1气体回收装置上部 排出的烟气进入湿法洗涤塔的下部,烟气中含有的S02和少量未被吸收的HC1气体被NaOH溶 液中和。最后,无尘无酸的洁净烟气先经过蒸汽加热器加热再经由引风机并入垃圾焚烧主 烟气净化系统处理后排放。蒸汽加热器将烟气加热至非饱和温度区间,使烟气不产生白雾。 夏季室外温度较高、湿度小,白雾的浓度和扩散面积有限,可以视情况而定是否使用蒸汽加 热器,通过设置蒸汽换热器旁路阀门来控制蒸汽加热器的开启和关闭。
[0032] 本实用新型已经通过上述实施例进行了说明,但应当理解的是,上述实施例只是 用于举例和说明的目的,而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领 域技术人员可以理解的是,本实用新型并不局限于上述实施例,根据本实用新型的教导还 可以做出更多种的变型和修改,这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以 内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (5)

1. 一种回收HC1气体的装置,其特征在于,所述回收HC1气体的装置包括活性炭喷射装 置、一级降膜吸收器以及二级降膜吸收器,含有HC1气体的烟气依次经过所述活性炭喷射装 置、所述一级降膜吸收器和所述二级降膜吸收器的处理。
2. 根据权利要求1所述的回收HC1气体的装置,其特征在于,所述活性炭喷射装置连接 位于所述回收HC1气体的装置下部一侧的活性炭喷口。
3. 根据权利要求2所述的回收HC1气体的装置,其特征在于,当所述含有HC1气体的烟气 从位于所述回收HC1气体的装置下部另一侧的烟气入口进入装置内部时,所述活性炭喷射 装置向装置内部注入活性炭,通过活性炭吸附去除所述烟气中的重金属。
4.根据权利要求1所述的回收HC1气体的装置,其特征在于,所述一级降膜吸收器和所 述二级降膜吸收器设置于所述回收HC1气体的装置内部,所述一级降膜吸收器和所述二级 降膜吸收器收集所述HC1气体得到盐酸。
5.根据权利要求1所述的回收HC1气体的装置,其特征在于,所述含有HC1气体的烟气来 自飞灰等离子熔融处理系统中的布袋除尘器。
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