CN206398724U - 一种垃圾热解碳化炉及烟气净化一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种垃圾热解碳化炉及烟气净化一体化装置。针对农村垃圾处理就地焚烧堆放的粗放处理方式，研究出农村垃圾焚烧炉处置生活垃圾，提出在农村实施垃圾无害化处理。本实用新型涉及一种垃圾热解碳化炉及烟气净化一体化装置，其中：炉体由内至外依次由炉体高温耐火层、炉体隔热保温层、炉体钢板保护层组成，净化塔壳体内壁固定设有除雾板、填料层，吸附塔壳体内部由上至下依次固定设有活性炭吸附层、鹅卵石层、导气层。本装置的优点：装置设有焚烧炉、洗涤塔、电除尘装置、活性炭吸附装置等一系列垃圾焚烧及尾气处理装置，垃圾焚烧效率高，尾气处理率高，处理后的尾气对环境不会造成污染，实用新强。

Description

一种垃圾热解碳化炉及烟气净化一体化装置

技术领域

本实用新型涉及垃圾焚烧及尾气处理设备技术领域，尤其是一种垃圾热解碳化炉及烟气净化一体化装置。

背景技术

目前，村容整洁，环境优美，是社会主义新农村建设的主要标志之一，但我国大部分农村环境状况不容乐观，仍然是“垃圾靠风吹，污水靠蒸发”的状况，即使是垃圾拉出去，也是路边乱倒，山坡乱甩，白色污染遍及各地，就是部分条件稍好的农村，也往往是“室内现代化，室外脏乱差”，即使垃圾处理也多采用就地焚烧堆放的粗放式的处理方式，对环境造成污染，针对这一现状，研究出农村垃圾焚烧炉处置生活垃圾，提出在农村实施垃圾无害化处理，这是一个解决农村垃圾突出问题的重要出路，也是倡导科学文明生活方式，改善农村环境，推进新农村和生态文明建设的重要内容和有效途径。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种垃圾热解碳化炉及烟气净化一体化装置，为克服上述的不足，装置设有焚烧炉、洗涤塔、电除尘装置、活性炭吸附装置等一系列垃圾焚烧及尾气处理装置，垃圾焚烧效率高，同时抑制二噁英的生成，尾气处理率高，可对二氧化硫等有害气体进行处理，处理后的尾气对环境不会造成污染，处理效果好，装置适用于现代广大农村使用，实用新强。

本实用新型的技术方案：一种垃圾热解碳化炉及烟气净化一体化装置，包括出灰进风口、炉体底座、燃尽层灰斗、燃烧网格、引火入料口、炉体高温耐火层、炉体隔热保温层、炉体钢板保护层、尾气出口、第一出气管道、风机、观察口、喷头、除雾板、净化塔出气口、净化塔壳体、吸收液出液管道、第二出气管道、电除尘装置、活性炭吸附层、吸附塔壳体、吸附塔出气管道、出气连接口、排污口、鹅卵石层、导气层、第四出气管道、喷淋水泵、吸收液连接管道、填料层、贮液箱、第三出气管道、炉体、燃烧室；其中：炉体由内至外依次由炉体高温耐火层、炉体隔热保温层、炉体钢板保护层组成，出灰进风口底部与炉体底座底部中端固定连接，炉体外壁底部与出灰进风口顶部固定连接，炉体外壁中部固定设有引火入料口，炉体外壁顶部固定设有尾气出口，炉体内部由上至下依次设有燃烧室、燃烧网格、燃尽层灰斗，尾气出口与第一出气管道一端连接，第一出气管道另一端与净化塔壳体底部连通，净化塔壳体底部与贮液箱固定连接，净化塔壳体一侧固定设有观察口，净化塔壳体内壁固定设有除雾板、填料层，吸收液连接管道一端与贮液箱连接，吸收液连接管道另一端通过喷淋水泵与吸收液出液管道一端连接，吸收液出液管道另一端固定安装于净化塔壳体内部，吸收液出液管道一端固定设有喷头，净化塔壳体顶部固定设有净化塔出气口，净化塔出气口与第二出气管道一端连接，第二出气管道另一端与电除尘装置一端连接，电除尘装置另一端与第三出气管道一端连接，第三出气管道另一端与风机一端连接，风机另一端与第四出气管道一端连接，第四出气管道另一端与吸附塔壳体底部连通，吸附塔壳体内部由上至下依次固定设有活性炭吸附层、鹅卵石层、导气层，吸附塔壳体顶部与吸附塔出气管道一端连接，吸附塔出气管道另一端固定设置有出气连接口，吸附塔壳体底部一侧固定设有排污口。

一种垃圾热解碳化炉及烟气净化一体化装置，其中：净化塔壳体通过喷头对高温烟气进行急冷处理。

一种垃圾热解碳化炉及烟气净化一体化装置，其中：电除尘装置采用脉冲电源。

一种垃圾热解碳化炉及烟气净化一体化装置，其中：燃烧室的燃烧温度在850-1000摄氏度。

本实用新型的优点在于：装置设有焚烧炉、洗涤塔、电除尘装置、活性炭吸附装置等一系列垃圾焚烧及尾气处理装置，垃圾焚烧效率高，同时抑制二噁英的生成，尾气处理率高，可对二氧化硫等有害气体进行处理，处理后的尾气对环境不会造成污染，处理效果好，装置适用于现代广大农村使用，实用新强。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意简图。

附图标记：出灰进风口1、炉体底座2、燃尽层灰斗3、燃烧网格4、引火入料口5、炉体高温耐火层6、炉体隔热保温层7、炉体钢板保护层8、尾气出口9、第一出气管道10、风机11、观察口12、喷头13、除雾板14、净化塔出气口15、净化塔壳体16、吸收液出液管道17、第二出气管道18、电除尘装置19、活性炭吸附层20、吸附塔壳体21、吸附塔出气管道22、出气连接口23、排污口24、鹅卵石层25、导气层26、第四出气管道27、喷淋水泵28、吸收液连接管道29、填料层30、贮液箱31、第三出气管道32、炉体33、燃烧室34。

具体实施方式

实施例1、一种垃圾热解碳化炉及烟气净化一体化装置，包括出灰进风口1、炉体底座2、燃尽层灰斗3、燃烧网格4、引火入料口5、炉体高温耐火层6、炉体隔热保温层7、炉体钢板保护层8、尾气出口9、第一出气管道10、风机11、观察口12、喷头13、除雾板14、净化塔出气口15、净化塔壳体16、吸收液出液管道17、第二出气管道18、电除尘装置19、活性炭吸附层20、吸附塔壳体21、吸附塔出气管道22、出气连接口23、排污口24、鹅卵石层25、导气层26、第四出气管道27、喷淋水泵28、吸收液连接管道29、填料层30、贮液箱31、第三出气管道32、炉体33、燃烧室34；其中：炉体33由内至外依次由炉体高温耐火层6、炉体隔热保温层7、炉体钢板保护层8组成，出灰进风口1底部与炉体底座2底部中端固定连接，炉体33外壁底部与出灰进风口1顶部固定连接，炉体33外壁中部固定设有引火入料口5，炉体33外壁顶部固定设有尾气出口9，炉体33内部由上至下依次设有燃烧室34、燃烧网格4、燃尽层灰斗3，尾气出口9与第一出气管道10一端连接，第一出气管道10另一端与净化塔壳体16底部连通，净化塔壳体16底部与贮液箱31固定连接，净化塔壳体16一侧固定设有观察口12，净化塔壳体16内壁固定设有除雾板14、填料层30，吸收液连接管道29一端与贮液箱31连接，吸收液连接管道29另一端通过喷淋水泵28与吸收液出液管道17一端连接，吸收液出液管道17另一端固定安装于净化塔壳体16内部，吸收液出液管道17一端固定设有喷头13，净化塔壳体16顶部固定设有净化塔出气口15，净化塔出气口15与第二出气管道18一端连接，第二出气管道18另一端与电除尘装置19一端连接，电除尘装置19另一端与第三出气管道32一端连接，第三出气管道32另一端与风机11一端连接，风机11另一端与第四出气管道27一端连接，第四出气管道27另一端与吸附塔壳体21底部连通，吸附塔壳体21内部由上至下依次固定设有活性炭吸附层20、鹅卵石层25、导气层26，吸附塔壳体21顶部与吸附塔出气管道22一端连接，吸附塔出气管道22另一端固定设置有出气连接口23，吸附塔壳体21底部一侧固定设有排污口24。

实施例2、一种垃圾热解碳化炉及烟气净化一体化装置，其中：净化塔壳体16通过喷头13对高温烟气进行急冷处理，采用急冷的方式使高温烟气在2秒时间内急速冷却至250℃以下，从而跃过二噁英易形成的温度区。其余同实施例1。

实施例3、一种垃圾热解碳化炉及烟气净化一体化装置，其中：电除尘装置19采用脉冲电源，能够产生流光放电效果，电子获得的能量高，能电离中性分子，产生氧化性强的自由基，氧化脱除烟气中的恶臭气体成分。其余同实施例1。

实施例4、一种垃圾热解碳化炉及烟气净化一体化装置，其中：燃烧室34的燃烧温度在850-1000摄氏度，充分燃烧垃圾中的各种物质，燃烧室34内碳、焦油和氧气发生剧烈的氧化反应，燃烧产生的热量用来提供垃圾还原、热解气化和干燥所需的热量，使得二氧化碳和水被炽热的炭还原，产生一氧化碳、氢气等可燃气体，进入混合烟气中。其余同实施例1。

工作原理：首先，装置大致工作流程为通过引火入料口5将需要处理焚烧的垃圾放入炉体33内进行焚烧处理，焚烧后的残渣通过出灰进风口1清出，同时在实际焚烧过程中出灰进风口1也可作为焚烧进风口，提供燃烧所需要的氧气，燃烧产生的尾气通过尾气出口9、第一出气管道10进入到净化塔壳体16内进行脱硫除尘处理，处理后的尾气经过净化塔出气口15、第二出气管道18进入到电除尘装置19中进行电除尘处理，处理后的尾气在风机11的作用下经过第三出气管道32、第四出气管道27进入吸附塔壳体21内通过活性炭吸附处理，最后处理后的尾气经过吸附塔出气管道22、出气连接口23排除，此时尾气已不具有污染性，可排向空气中。

以上为装置大致工作流程，现对每个流程具体流程及优势进行详细说明。炉体33以高温耐火材料做衬，中间是隔热材料，外层是保温材料，可减少炉体33的热损失，提高焚烧效率，外表用钢板做保护层，防止漏风。垃圾首先在炉体33内干燥，由炉体33膛壁面辐射、高温热解气化烟气对流以及热解气化导流三方作用下干燥，使得垃圾中的水分挥发；干燥后的垃圾在在燃烧过程中的热分解段和气化燃烧段分解成一氧化碳、气态烃类等可燃物进入混合烟气中，热解气化后的残留物（液态焦油、较纯的碳素以及垃圾本身含有的无机灰土和惰性物质）进入燃烧室34充分燃烧，燃烧室34沿高度方向可分为氧化区和还原区，氧化区内发生碳、焦油和氧气发生剧烈的氧化反应，燃烧温度可达到850-1000℃，燃烧产生的热量用来提供还原区、热解气化层和干燥层所需的热量，还原区内二氧化碳和水被炽热的炭还原，产生一氧化碳、氢气等可燃气体，进入混合烟气中，燃烧装置上分布的多个二次风口，使进入的二次空气形成涡流，可燃成分与氧气得到充分的混合，燃烧剧烈，烧室34产生的残渣经过燃尽层继续燃烧完全后、落入燃尽层灰斗3，人工定期排出炉外；助燃空气由炉体33底部和二次送风口送入炉体33内，其中，空气能给燃烧层提供充分的助燃氧，当燃烧过程中消耗了大量氧后，空气在上行至气化段继续提供参与反应的氧，而干燥产生的水蒸气可作为热解气化层的部分气化剂，满足了垃圾在关键的热分解气化阶段温度和反应空气量（欠氧和无氧）的条件，并能使参与反应的垃圾维持在这个环境下足够的时间。

由于炉体33内直接焚烧是一个强氧化过程，焚烧过程中只会产生大量的二氧化硫、氯化氢和氧化氮,垃圾焚烧技术的核心就是抑制二噁英，一、二燃室内，采用过氧燃烧，将温度控制在850-1000℃气体停留时间大于2秒，能使多氯联苯类物质、残炭等完全燃烧分解，使二噁英残留量极少；已分解的多氯联苯类物质在有二氯化铜、碳原子催化的条件下，在250-300℃期间会合成二噁英，但在一燃室内，温度控制在600℃-800℃，控制给氧量成还原气氛，铜、铝、铁不会氧化，没有氧化铜等产生也不会有二氯化铜产生和存在，也就没有使二噁英再合成的催化剂（氧化铜、二氯化铜等化合物），没有了二氯化铜和碳原子的催化，二噁英的合成也就没有了可能。

净化塔主要的运作方式是烟气不断由风机11引入净化塔，经过填料层30，填料层30使得废气上升速度下降，同时喷头13喷出的氢氧化钠中和液可与废气在填料层30充分接触中和，废气与氢氧化钠吸收液进行气液两相充分接触吸收中和反应，烟气经过净化后，再经除雾板14脱水除雾后排入下一个净化装置，吸收液在塔底经喷淋水泵28循环后在塔顶通过喷头13喷淋而下，最后回流至贮藏箱31循环使用，采用急冷的方式使烟气在2秒以内急速冷却至250℃以下，从而跃过二噁英易形成的温度区；采用双碱法（氢氧化钠-氢氧化钙）低浓度净化液对高温烟气（500-750℃）进行喷雾急冷的同时，还使烟气中有害物与氢氧化钠反应，达到一级净化的同时，喷出的碱液与烟气充分接触，除去烟气中颗粒物灰尘，实现了除尘、降温、脱硫、脱酸的功能。

电除尘系统中设置有电除尘装置19，进一步除去烟气中的灰尘，空气分子被电离为正离子和电子，电子奔向正极过程中遇到尘粒，使尘粒带负电吸附到正极板上，从而被捕集下来，流光电晕放电对于恶臭气体净化具有较好的效果，选择脉冲电源作为电源能够产生流光放电效果的电源，电子获得的能量高，能电离中性分子，产生氧化性强的自由基，氧化脱除烟气中的恶臭气体成分。

活性炭吸附塔通过活性炭吸附尾气中的有害气体，吸附作用主要发生在活性炭去除液相和气相中杂质的过程中，通过吸附塔壳体21内的活性炭吸附层20完成吸附作业，导气层26将进入吸附塔壳体21内的气体减速进入鹅卵石层25，从而进入活性炭吸附层20，使得尾气与活性炭吸附层20充分接触吸附，活性炭的多孔结构提供了大量的表面积，从而使其非常容易达到吸收收集杂质的目的；就象磁力一样，所有的分子之间都具有相互引力。正因为如此，活性炭孔壁上的大量的分子可以产生强大的引力，从而达到将介质中的杂质吸引到孔径中的目的。除了物理吸附之外，化学反应也经常发生在活性炭的表面。活性炭不仅含碳，而且在其表面含有少量的化学结合、功能团形式的氧和氢，例如羧基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚类等。这些表面上含有地氧化物或络合物可以与被吸附的物质发生化学反应，从而与被吸附物质结合聚集到活性炭的表面,活性炭的吸附正是上述二种吸附综合作用的结果。

综上所述，经过上述装置处理后的垃圾焚烧尾气达到国家排放标准，最后烟气出口达到生活垃圾焚烧污染控制标准（GB18485-2004），可排放至空气中去，处理效果好，装置适用于现代广大农村使用，实用新强。

Claims (4)

1.一种垃圾热解碳化炉及烟气净化一体化装置，包括出灰进风口（1）、炉体底座（2）、燃尽层灰斗（3）、燃烧网格（4）、引火入料口（5）、炉体高温耐火层（6）、炉体隔热保温层（7）、炉体钢板保护层（8）、尾气出口（9）、第一出气管道（10）、风机（11）、观察口（12）、喷头（13）、除雾板（14）、净化塔出气口（15）、净化塔壳体（16）、吸收液出液管道（17）、第二出气管道（18）、电除尘装置（19）、活性炭吸附层（20）、吸附塔壳体（21）、吸附塔出气管道（22）、出气连接口（23）、排污口（24）、鹅卵石层（25）、导气层（26）、第四出气管道（27）、喷淋水泵（28）、吸收液连接管道（29）、填料层（30）、贮液箱（31）、第三出气管道（32）、炉体（33）、燃烧室（34）；其特征在于：炉体（33）由内至外依次由炉体高温耐火层（6）、炉体隔热保温层（7）、炉体钢板保护层（8）组成，出灰进风口（1）底部与炉体底座（2）底部中端固定连接，炉体（33）外壁底部与出灰进风口（1）顶部固定连接，炉体（33）外壁中部固定设有引火入料口（5），炉体（33）外壁顶部固定设有尾气出口（9），炉体（33）内部由上至下依次设有燃烧室（34）、燃烧网格（4）、燃尽层灰斗（3），尾气出口（9）与第一出气管道（10）一端连接，第一出气管道（10）另一端与净化塔壳体（16）底部连通，净化塔壳体（16）底部与贮液箱（31）固定连接，净化塔壳体（16）一侧固定设有观察口（12），净化塔壳体（16）内壁固定设有除雾板（14）、填料层（30），吸收液连接管道（29）一端与贮液箱（31）连接，吸收液连接管道（29）另一端通过喷淋水泵（28）与吸收液出液管道（17）一端连接，吸收液出液管道（17）另一端固定安装于净化塔壳体（16）内部，吸收液出液管道（17）一端固定设有喷头（13），净化塔壳体（16）顶部固定设有净化塔出气口（15），净化塔出气口（15）与第二出气管道（18）一端连接，第二出气管道（18）另一端与电除尘装置（19）一端连接，电除尘装置（19）另一端与第三出气管道（32）一端连接，第三出气管道（32）另一端与风机（11）一端连接，风机（11）另一端与第四出气管道（27）一端连接，第四出气管道（27）另一端与吸附塔壳体（21）底部连通，吸附塔壳体（21）内部由上至下依次固定设有活性炭吸附层（20）、鹅卵石层（25）、导气层（26），吸附塔壳体（21）顶部与吸附塔出气管道（22）一端连接，吸附塔出气管道（22）另一端固定设置有出气连接口（23），吸附塔壳体（21）底部一侧固定设有排污口（24）。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾热解碳化炉及烟气净化一体化装置，其特征在于：净化塔壳体（16）通过喷头（13）对高温烟气进行急冷处理。

3.根据权利要求1所述的一种垃圾热解碳化炉及烟气净化一体化装置，其特征在于：电除尘装置（19）采用脉冲电源。

4.根据权利要求1所述的一种垃圾热解碳化炉及烟气净化一体化装置，其特征在于：燃烧室（34）的燃烧温度在850-1000摄氏度。