CN207849386U - 减少垃圾焚烧排放的烟气中二恶英的设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种减少垃圾焚烧排放的烟气中二恶英的设备，包括依次设于焚烧炉出气口和烟囱之间的第一余热回收设备、第一过滤设备和第二余热回收设备；所述第一余热回收设备为对所述焚烧炉烟气进行处理并得到温度为450℃～800℃的第一烟气的余热回收设备；所述第一过滤设备为对所述第一烟气进行过滤并得到飞灰含量≤20mg/Nm3的第二烟气的过滤设备，其过滤材料是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料所构成的薄片；所述第二余热回收设备为对所述第二烟气进行处理并得到温度低于200℃的排放烟气的余热回收设备。本实用新型结构简单，使用寿命长，系统的能耗低且热量回收率高，节能且环保。
Description
技术领域
本发明/实用新型涉及垃圾焚烧烟气处理的技术领域，具体而言，涉及减少垃圾焚烧排放的烟气中二恶英的设备。
背景技术
二恶英是一种含氯有机化合物，即多氯二苯并二恶英、多氯二苯并呋喃及其同系物的总称.其毒性是氰化钾的1000倍。国家标准《危险废物焚烧污染控制标准(GB18484-2001)》规定二恶英排放标准是0.5ng TEQ/Nm3(纳克毒性当量值每标准立方米)。垃圾在较高温度下充分燃烧能使二恶因分解，但有研究表明在燃烧尾部烟气中再合成在温度250℃～300℃范围中，二恶英前驱物质在飞灰的催化作用下会再合成二恶英。因此在烟气净化段采用急冷却办法避开二恶英再合成的温度250℃～300℃。
减少垃圾焚烧发电烟气中而恶因排放的技术措施主要有：
1、做好垃圾的分拣与发酵；
2、提高焚烧温度，加大烟气在焚烧炉内停留时间(大于2s)，焚烧时添加助剂；
3、烟气的高效除尘净化，降低飞灰的催化作用；
4、避开二恶因的再合成温度范围进行飞灰烟气处理。
传统垃圾焚烧烟气处理工艺流程为：首先使垃圾焚烧产生的烟气经余热锅炉余热回收使烟气温度降到450℃左右，再经急冷塔将烟气温度降到250℃以下，以避开二恶英再合成的温度范围，最后经布袋除尘器除尘净化后排放。
该工艺存在以下几个问题：
1、垃圾焚烧烟气中含有大量水蒸汽和二氧化硫，布袋除尘器运行温度通常低于200℃，运行温度低，酸结露现象严重，酸结露不仅造成设备腐蚀，而且滤袋易堵塞糊袋，运行阻力高，能耗高。
2、为避开二恶因再合成的温度范围，烟气温度需要降低到约200℃，烟气中大量的显热得不到合理利用而造成能源浪费。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供减少垃圾焚烧排放的烟气中二恶英的方法和设备，以解决现有技术中设备使用寿命短、能耗高和热量不能合理利用的问题。
为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种减少垃圾焚烧排放的烟气中二恶英的方法。该减少垃圾焚烧排放的烟气中二恶英的方法包括以下步骤：
1)采用第一余热回收设备将烟气的温度降低至450℃～800℃，所述烟气经所述第一余热回收设备处理后得到第一烟气；所述烟气为垃圾在焚烧炉中焚烧所产生的气固混合物；
2)采用第一过滤设备对所述第一烟气进行过滤，过滤温度≥350℃，所述第一烟气穿过所述第一过滤设备的过滤材料得到第二烟气，所述第二烟气中的飞灰含量≤20mg/Nm3；
3)采用第二余热回收设备将所述第二烟气的温度降低至200℃以下，所述第二烟气经所述第二余热回收设备处理后得到可以直接排放的排放烟气；
其中，所述第一过滤设备的过滤材料是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料所构成的薄片。
首先，本实用新型的第一过滤设备的与传统的布袋除尘器相比，具有很明显的优势；其一，由于第一过滤设备的过滤材料为上述材质，因此第一过滤设备具有很强的耐腐蚀性能，即使出现酸结露现象，也不会影响其使用寿命；其二，同样由于第一过滤设备的过滤材料为上述材质，使得第一过滤设备能够承受很高的温度，因此可以在在二恶因再合成的上限温度以上进行过滤，防止二恶英再合成，同时，在此过滤温度下，酸结露量很少；其三，第一过滤设备对第一烟气中的飞灰的拦截率在99.99％以上，所得第二烟气中的飞灰含量≤20mg/Nm3，因此，第二余热回收设备的运行温度范围虽在二恶因再合成温度范围内，但因无飞灰催化作用，所得排放烟气中的二恶英的含量将显著降低。此外，由于采用两步余热回收操作，因此能耗低且热量回收效率高，具有非常好的节能效果。经验证，与现有技术相比，本实用新型的排放烟气中的二恶英含量减少80％以上，且能够回收高于30％的热量。
进一步地，所述第一过滤设备的过滤材料的厚度为0.4～2mm、孔隙度为40～80％、平均孔径为0.05～30μm。具有上述参数的过滤材料将兼具较低的过滤压力、较高的气通量和较高的过滤精度。
进一步地，还包括在所述第一烟气或烟气中通入改性粉，所述改性粉为硅藻土、石灰、粉煤灰中的任意几种。这些改性粉可以吸收烟气中的水蒸汽和二氧化硫，减少酸结露含量，延长后续设备的使用寿命，并且排放烟气中不含有二氧化硫，可以进一步降低对环境的污染。优选往所述烟气中通入所述改性粉，这样可以延长第一余热回收设备的使用寿命。
进一步地，还包括对所述第一烟气进行过滤的第二过滤设备，所述第一烟气穿过所述第二过滤设备的过滤材料后再进入所述第一过滤设备，所述第二过滤设备的过滤材料的孔径大于所述第一过滤设备的过滤材料的孔径。第二过滤设备可以先过滤较大粒度的颗粒物，降低第一过滤设备的能耗。优选采用粒度大于第二过滤设备的过滤材料的孔径的改性粉，这样可以使吸收了水蒸汽和二氧化硫的改性粉被第二过滤设备所截留，降低第一过滤设备的能耗和延长第二余热回收设备的使用寿命，并且排放烟气中不含有二氧化硫，不会破坏生态环境。
进一步地，所述第二过滤设备的过滤材料的材质为金属间化合物、金属陶瓷或金属合金，其孔径为30～50μm。由此，能够承受高温。
进一步地，所述第一烟气的温度为450℃～500℃。若第一烟气的温度过高，则会提升第二余热回收设备的能耗。由此，第一余热回收设备和第二余热回收设备协同作用，可以使能耗最低。
为了实现上述目的，根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种减少垃圾焚烧排放的烟气中二恶英的设备。该减少垃圾焚烧排放的烟气中二恶英的设备包括依次设于焚烧炉出气口和烟囱之间的第一余热回收设备、第一过滤设备和第二余热回收设备；所述第一余热回收设备为对所述焚烧炉烟气进行处理并得到温度为450℃～800℃的第一烟气的余热回收设备；所述第一过滤设备为对所述第一烟气进行过滤并得到飞灰含量≤20mg/Nm3的第二烟气的过滤设备，其过滤材料是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料所构成的薄片；所述第二余热回收设备为对所述第二烟气进行处理并得到温度低于200℃的排放烟气的余热回收设备。
首先，本实用新型的减少垃圾焚烧排放的烟气中二恶英的设备的结构简单，其中，第一过滤设备具有很强的耐腐蚀性能和耐高温性能，可以在在二恶因再合成的上限温度以上进行过滤，防止二恶英再合成，同时，在此过滤温度下，酸结露量很少；同时，第一过滤设备对第一烟气中的飞灰的拦截率在99.99％以上，所得第二烟气中的飞灰含量≤20mg/Nm3，因此，第二余热回收设备的运行温度范围虽在二恶因再合成温度范围内，但因无飞灰催化作用，所得排放烟气中的二恶英的含量将显著降低。此外，由于采用两步余热回收操作，因此能耗低且热量回收效率高，具有非常好的节能效果。
进一步地，还包括设于所述焚烧炉出气口和第一过滤设备之间的添加改性粉的加粉器；所述改性粉为硅藻土、石灰、粉煤灰中的任意几种。该加粉器用于添加吸收水蒸汽和二氧化硫的改性粉，以减少酸结露含量，延长设备的使用寿命。所述改性粉为硅藻土、石灰、粉煤灰中的任意几种。优选在第一余热回收设备之前设置所述加粉器，这样可以延长第一余热回收设备的使用寿命。
进一步地，还包括设于所述第一余热回收设备和第一过滤设备之间的第二过滤设备，所述第二过滤设备的过滤材料的孔径大于所述第一过滤设备的过滤材料的孔径。第二过滤设备可以先过滤较大粒度的颗粒物，降低第一过滤设备的能耗。优选使所添加的改性粉的粒径大于第二过滤设备的过滤材料的孔径，这样可以使吸收了水蒸汽和二氧化硫的改性粉则被第二过滤设备所截留，可以降低第一过滤设备的能耗和延长第二余热回收设备的使用寿命，并且排放烟气中不含有二氧化硫，不会破坏生态环境。
进一步地，所述第一过滤设备的过滤材料的厚度为0.4～2mm、孔隙度为40～80％、平均孔径为0.05～30μm；所述第二过滤设备的过滤材料的材质为金属间化合物、金属陶瓷或金属合金，其孔径为30～50μm。由此，第一过滤设备将兼具较低的过滤压力、较高的气通量和较高的过滤精度，第二过滤设备也可以承受高温。
可见，本实用新型的减少垃圾焚烧排放的烟气中二恶英的方法的工艺简单，设备的结构简单，可以显著减少垃圾焚烧排放烟气中的二恶英含量，并且设备的使用寿命长，系统的能耗低且热量回收率高，节能且环保。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来辅助对本实用新型的理解，附图中所提供的内容及其在本实用新型中有关的说明可用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为实施例1的减少垃圾焚烧排放的烟气中二恶英的设备的结构示意图。
图2为实施例2的减少垃圾焚烧排放的烟气中二恶英的设备的结构示意图。
上述附图中的有关标记为：
11：第一余热回收设备；
12：第二余热回收设备；
21：第一过滤设备；
22：第二过滤设备；
3：加粉器；
4：焚烧炉；
5：烟囱。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本实用新型。在结合附图对本实用新型进行说明前，需要特别指出的是：
本实用新型中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。
此外，下述说明中涉及到的本实用新型的实施例通常仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
关于本实用新型中术语和单位。本实用新型的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
实施例1
如图1所示的减少垃圾焚烧排放的烟气中二恶英的设备，包括依次设于焚烧炉4出气口和烟囱5之间的第一余热回收设备11、第一过滤设备21和第二余热回收设备12。
所述第一余热回收设备11为对所述焚烧炉4烟气进行处理并得到温度为450℃～500℃的第一烟气的余热回收设备。
所述第一过滤设备21的过滤材料是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料所构成的薄片，其厚度为1mm、孔隙度为60％、平均孔径为10μm；所述第一过滤设备21对所述第一烟气进行过滤并得到飞灰含量≤10mg/Nm3的第二烟气。
所述第二余热回收设备12为对所述第二烟气进行处理并得到温度为100℃的排放烟气的余热回收设备。
使用时，首先采用第一余热回收设备11将烟气的温度降低至450℃～500℃，所述烟气经所述第一余热回收设备11处理后得到第一烟气；然后采用第一过滤设备21对所述第一烟气进行过滤，所述第一烟气穿过所述第一过滤设备21的过滤材料得到第二烟气，所述第二烟气中的飞灰含量≤10mg/Nm3；然后采用第二余热回收设备12将所述第二烟气的温度降低至100℃，所述第二烟气经所述第二余热回收设备12处理后得到可以直接排放的排放烟气。
实施例2
如图2所示的减少垃圾焚烧排放的烟气中二恶英的设备，包括依次设于焚烧炉4出气口和烟囱5之间的加粉器3、第一余热回收设备11、第二过滤设备22、第一过滤设备21和第二余热回收设备12。
所述加粉器3的作用是往烟气中添加改性粉，所述改性粉为粒度为40μm的硅藻土。
所述第一余热回收设备11为对所述焚烧炉4烟气进行处理并得到温度为450℃～500℃的第一烟气的余热回收设备。
所述第二过滤设备22的过滤材料为金属合金，其孔径大于所述第一过滤设备21的过滤材料的孔径，并对所述烟气中飞灰的截留率≥85％，对改性粉的截留率≥99％，所述第二过滤设备22的过滤材料的孔径为35μm。
所述第一过滤设备21的过滤材料是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料所构成的薄片，其厚度为1mm、孔隙度为50％、平均孔径为5μm；所述第一过滤设备21为对所述第一烟气进行过滤并得到飞灰含量≤6mg/Nm3的第二烟气。
所述第二余热回收设备12为对所述第二烟气进行处理并得到温度为100℃的排放烟气的余热回收设备。
使用时，首先采用加粉器3往所述烟气中加入粒度为40μm的硅藻土；然后采用第一余热回收设备11将加粉的烟气的温度降低至450℃～500℃，所述烟气经所述第一余热回收设备11处理后得到第一烟气；然后采用第二过滤设备22对所述第一烟气中的改性粉和部分飞灰进行截留，所述第一烟气穿过所述第二过滤设备22的过滤材料后进入所述第一过滤设备21；所述第一烟气穿过所述第一过滤设备21的过滤材料得到第二烟气，所述第二烟气中的飞灰含量≤6mg/Nm3；然后采用第二余热回收设备12将所述第二烟气的温度降低至100℃，所述第二烟气经所述第二余热回收设备12处理后得到可以直接排放的排放烟气。
以上对本实用新型的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本实用新型。基于本实用新型的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
Claims (4)
1.减少垃圾焚烧排放的烟气中二恶英的设备，其特征在于：包括依次设于焚烧炉(4)出气口和烟囱(5)之间的第一余热回收设备(11)、第一过滤设备(21)和第二余热回收设备(12)；所述第一余热回收设备(11)为对所述焚烧炉(4)烟气进行处理并得到温度为450℃～800℃的第一烟气的余热回收设备；所述第一过滤设备(21)为对所述第一烟气进行过滤并得到飞灰含量≤20mg/Nm3的第二烟气的过滤设备，其过滤材料是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料所构成的薄片；所述第二余热回收设备(12)为对所述第二烟气进行处理并得到温度低于200℃的排放烟气的余热回收设备。
2.如权利要求1所述的减少垃圾焚烧排放的烟气中二恶英的设备，其特征在于：还包括设于所述焚烧炉(4)出气口和第一过滤设备(21)之间的添加改性粉的加粉器(3)；所述改性粉为硅藻土、石灰、粉煤灰中的任意几种。
3.如权利要求2所述的减少垃圾焚烧排放的烟气中二恶英的设备，其特征在于：还包括设于所述第一余热回收设备(11)和第一过滤设备(21)之间的第二过滤设备(22)，所述第二过滤设备(22)的过滤材料的孔径大于所述第一过滤设备(21)的过滤材料的孔径。
4.如权利要求3所述的减少垃圾焚烧排放的烟气中二恶英的设备，其特征在于：所述第一过滤设备(21)的过滤材料的厚度为0.4～2mm、孔隙度为40～80％、平均孔径为0.05～30μm；所述第二过滤设备(22)的过滤材料的材质为金属间化合物、金属陶瓷或金属合金，其孔径为30～50μm。
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