CN212701351U - 一种垃圾焚烧烟气脱除二噁英装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种垃圾焚烧烟气脱除二噁英装置，所要解决的问题：现有脱除二噁英装置反应不充分，脱除效率较低，运行成本高的问题；其包括：反应器，所述反应器内安装有催化剂层；入口烟道，所述入口烟道连接于所述反应器前端；出口烟道，所述出口烟道沿烟气流向连接于所述反应器后端；臭氧喷射装置，所述臭氧喷射装置连接于所述入口烟道内部。本实用新型具有的有益效果有：实现了二噁英的充分催化氧化，分解温度低，脱除效果好，装置空间占用小，可靠性高，降低了运行维护成本。

Description

一种垃圾焚烧烟气脱除二噁英装置

技术领域

本实用新型涉及烟气净化技术领域，具体地说，涉及一种垃圾焚烧烟气脱除二噁英装置。

背景技术

焚烧法作为一种有效减容和减量的垃圾处理手段得到了日益广泛的运用，但在焚烧过程中，不可避免的产生了二次污染，如颗粒物、酸性气体、重金属以及二噁英。二噁英是一类无色无味、毒性巨大的脂溶性物质，化学性质非常稳定，具有很强的致癌性。烟气中二噁英排放控制已受到国内外普遍重视，脱除二噁英的常用方法为吸附法和催化净化法，单一的吸附法运行成本较高，吸附的二噁英并未彻底脱除；催化净化法在催化剂反应时需要维持较高温度，催化效果受催化剂寿命严重制约。目前低温条件下二噁英的分解技术的研究已逐步展开。现有低温二噁英分解技术主要为强氧化剂配合催化剂进行分解，强氧化剂通常置于催化反应器内部，与催化剂间隔较小，不能充分氧化，或单独设置氧化反应器，空间占用较大，成本较高，因此，如何优化现有脱除二噁英装置，提高脱除效率，降低运行成本是目前亟需解决的技术问题。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型公开了一种垃圾焚烧烟气脱除二噁英装置，采用臭氧结合催化剂的分解技术，实现了二噁英的充分催化氧化，分解温度低，脱除效果好，装置空间占用小，可靠性高，降低了运行维护成本；其包括：

反应器，所述反应器内安装有催化剂层；

入口烟道，所述入口烟道连接于所述反应器前端；

出口烟道，所述出口烟道连接于所述反应器后端；

臭氧喷射装置，所述臭氧喷射装置连接于所述入口烟道内部；

臭氧发生器，所述臭氧发生器与所述臭氧喷射装置连接。

优选的，若干所述催化剂层沿烟气流向间隔布置于所述反应器内部。

优选的，所述臭氧喷射装置包括：

入氧口、格栅装置和出氧喷口，所述入氧口、格栅装置和出氧喷口沿臭氧流入方向依次连接。

优选的，所述格栅装置包括：

固定环和气体管路，所述固定环为中空结构，所述固定环连接于入口烟道内，若干所述气体管路横纵排列呈栅格状连通于固定环内环端，所述出氧喷口与气体管路连通，所述入氧口穿设入口烟道与所述固定环外环端连接。

优选的，所述的一种垃圾焚烧烟气脱除二噁英装置，还包括：

臭氧管，所述臭氧发生器通过所述臭氧管与所述臭氧喷射装置连接。

优选的，所述催化剂层包括：

框体和催化剂单元，若干所述催化剂单元放置于所述框体形成的腔室内，所述框体连接于反应器内壁上。

优选的，所述入口烟道呈S型蜿蜒状设置，所述入口烟道和出口烟道的口径小于所述反应器的口径，所述出口烟道与所述入口烟道平行，布置于所述入口烟道下方。

优选的，所述反应器内还设置活性炭层，所述活性炭层与所述催化剂层平行，并靠近所述反应器出口端设置。

优选的，所述入口烟道内还设置气体混合装置，所述气体混合装置9与所臭氧喷射装置4平行，并靠近所述入口烟道2出口端设置。

优选的，所述气体混合装置包括：

支架、转轴、叶片和锥形板，所述支架固定连接于所述入口烟道内壁，所述转轴与所述支架铰接，若干所述叶片布置于所述支架上方，与所述转轴固定连接，所述锥形板与叶片固定连接。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型臭氧喷射装置结构示意图；

图3为本实用新型催化剂层结构示意图；

图4为本实用气体混合装置结构示意图。

图中：1.反应器；2.入口烟道；3.出口烟道；4.臭氧喷射装置；4-1.入氧口；4-2.格栅装置；4-2-1.固定环；4-2-2.气体管路；4-3.出氧喷口；5.臭氧发生器；6.催化剂层；6-1.框体；6-2.催化剂单元；7.臭氧管；8.活性炭层；9.气体混合装置；9-1.支架；9-2.转轴；9-3.叶片；9-4.锥形板。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

下面将结合附图对本实用新型做进一步描述。

如图1所示，本实施例提供的一种垃圾焚烧烟气脱除二噁英装置，包括：

反应器1，所述反应器1内安装有催化剂层6；

入口烟道2，所述入口烟道2连接于所述反应器1前端；

出口烟道3，所述出口烟道3连接于所述反应器1后端；

臭氧喷射装置4，所述臭氧喷射装置4连接于所述入口烟道2内部；

臭氧发生器5，所述臭氧发生器5与所述臭氧喷射装置4连接。

本实用新型的工作原理和有益效果为：

本实用新型提供一种垃圾焚烧烟气脱除二噁英装置，含有二噁英的烟气从所述入口烟道2进入装置，经过所述臭氧喷射装置4，二噁英与臭氧接触氧化后进入所述反应器1，在所述反应器1内经过一系列催化和吸附作用后，经所述出口烟道3排出装置。烟气通过装置时主要经过氧化和催化两个阶段，烟气脱除过程在较低温下即可进行，在催化环节之前设置氧化环节，降低了催化剂的负担，延长了催化剂的寿命，使烟气中二噁英脱除更彻底。所述臭氧喷射装置4连接于所述入口烟道2内部，远离所述催化剂层6，延长氧化路径，保证了烟气与臭氧充分混合，有效提高催化氧化的效率。

在一个实施例中，若干所述催化剂层6沿烟气流向间隔布置于所述反应器1内部。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

含有二噁英的烟气在与臭氧接触氧化后进入所述反应器1，在所述反应器1内部设置催化剂层6，所述催化剂层6共设置多层，烟气经过多层催化后，二噁英的催化分解更完全，二噁英的脱除效率更高。

如图2所示，在一个实施例中，所述臭氧喷射装置4包括：

入氧口4-1、格栅装置4-2和出氧喷口4-3，所述入氧口4-1、格栅装置4-2和出氧喷口4-3沿臭氧流入方向依次连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

臭氧从所述入氧口4-1进入，通过所述格栅装置4-2，经所述出氧喷口4-3喷出，臭氧喷出方向与烟气流向一致，臭氧与烟气中的二噁英混合氧化后进入所述反应器1；若干个所述出氧喷口4-3同时喷射臭氧，保证了所述臭氧喷射装置4的出氧效率和可靠性，增加了臭氧与烟气的接触面积，有利于臭氧与二噁英的充分混合，提高氧化效果。

在一个实施例中，所述格栅装置4-2包括：

固定环4-2-1和气体管路4-2-2，所述固定环4-2-1为中空结构，所述固定环4-2-1连接于入口烟道2内，若干所述气体管路4-2-2横纵排列呈栅格状连通于固定环4-2-1内环端，所述出氧喷口4-3与气体管路4-2-2连通，所述入氧口4-1穿设入口烟道2与所述固定环4-2-1外环端连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

所述格栅装置4-2为中空连通装置，臭氧经所述固定环4-2-1和气体管路4-2-2输送到所述出氧喷口4-3，实现了臭氧从若干所述出氧喷口4-3同时喷射，所述气体管路4-2-2横纵布置，提高了臭氧在所述格栅装置4-2中流通的可靠性，同时保证了所述栅格状装置4-2的强度，装置安装牢固。

在一个实施例中，所述的一种垃圾焚烧烟气脱除二噁英装置还包括：臭氧管7，所述臭氧发生器5通过所述臭氧管7与所述臭氧喷射装置4连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

所述臭氧发生器5产生臭氧后，通过臭氧管7分配到所述臭氧喷射装置4内，与所述入氧口4-1连接。所述臭氧管7上连接加压装置，可对臭氧实现加压喷射，增加所述出氧喷口4-3的喷射力度。所述臭氧发生器5可连接多根臭氧管7，根据设计需要可在所述入口烟道2内布置一个或多个所述臭氧喷射装置4，确保二噁英氧化完全，也可将一个所述臭氧发生器5与多个脱除二噁英装置的臭氧喷射装置4连接，实现装置并行。

如图3所示，在一个实施例中，所述催化剂层6包括：框体6-1和催化剂单元6-2，若干所述催化剂单元6-2放置于所述框体6-1形成的腔室内，所述框体6-1连接于反应器1内壁上。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

所述若干催化剂单元6-2为蜂窝式结构，有序布置于所述框体6-1内，形成所述催化剂层6；所述框体6-1作为催化剂单元6-2的支撑和安装组件，既保证了催化剂层4的结构强度，又保证了催化效率；所述框体6-1的截面形状与所述反应器1内部截面结构一致，连接紧密，保证了烟气进入所述反应器1时均经过所述催化剂层6进行催化反应。所述催化剂单元6-2的截面形状为三角形、矩形、正六边形、圆形中的任意一种，与所述框体6-1形成的若干腔室截面形状一致。

所述催化剂单元6-2采用V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂制成。二噁英是由两个苯环通过氧原子连接而生成的芳香烃族化合物，二噁英催化指在有氧的环境下，二噁英吸附在催化剂的表面上，在催化剂活性位置发生催化氧化反应，使二噁英被分解生成CO₂、H₂O、HCl、H₂O等无机产物的过程。所述催化剂单元6-2采用V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂，以TiO₂为载体，以V₂O₅-WO₃为活性成分辅以多种助剂制备而成。在臭氧和温度的促进下，V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂表面活性物质含量较多，催化性能强，可以高效氧化分解二噁英。

在一个实施例中，所述入口烟道2呈S型蜿蜒状设置，所述入口烟道2和出口烟道3的口径小于所述反应器1的口径，所述出口烟道3与所述入口烟道2平行，布置于所述入口烟道2下方。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

所述入口烟道2和出口烟道3为卧式结构，所述反应器1为立式结构，占用空间小，所述反应器1顶端和低端均采用锥形结构与所述入口烟道2和出口烟道3连接，所述入口烟道2呈S型蜿蜒状设置，延长了烟气在管道内的流动路径，从而增加烟气与臭氧的接触时间，使二噁英氧化地更彻底，所述入口烟道2与出口烟道3平行上下布置，使烟气的流动具有一定的高度差，便于脱除二噁英后烟气的排出。

在一个实施例中，所述反应器1内还设置活性炭层8，所述活性炭层8与所述催化剂层6平行，并靠近所述反应器1出口端设置。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

为防止烟气中的二噁英未完全脱除，靠近所述反应器1出口端设置活性炭层8，与所述催化剂层6平行，所述活性炭层8结构与所述催化剂层6结构相同，所述活性炭层8对二噁英具有吸附作用，可以有效遏制剩余二噁英的逸出。活性炭具有发达的孔隙结构、较大的比表面积和丰富的表面化学基团，特异性吸附能力较强。使用时采用改性活性炭，提高含氧官能团的含量，吸附效率远高于普通活性炭的吸附效率，将所述活性炭层8置于最后环节，可大幅延长活性炭的使用寿命，缩减运行成本。

在一个实施例中，所述入口烟道2内还设置气体混合装置9，所述气体混合装置9与所臭氧喷射装置4平行，并靠近所述入口烟道2出口端设置。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

在所述入口烟道2内设置气体混合装置9，臭氧喷出后，与所述入口烟道2内烟气接触，然后通过所述气体混合装置9，所述气体混合装置9转动将臭氧和烟气的充分混合，使臭氧和二噁英分布均匀，二噁英氧化更彻底。

如图4所示，在一个实施例中，所述气体混合装置9包括：

支架9-1、转轴9-2、叶片9-3和锥形板9-4，所述支架9-1固定连接于所述入口烟道2内壁，所述转轴9-2与所述支架9-1铰接，若干所述叶片9-3布置于所述支架9-1上方，与所述转轴9-2固定连接，所述锥形板9-4与叶片9-3固定连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

所述支架9-1为圆形结构，固定连接于所述入口烟道2内壁，所述转轴9-2布置于所述支架9-1的圆心，与所述支架9-1铰接，所述叶片9-3为螺旋形结构，数量为三到六个，以所述转轴9-2为中心均匀布置，若干所述叶片9-3布置于所述支架9-1上方，与所述转轴9-2固定连接，所述锥形板9-4中心线与所述转轴9-2中心线重合，与所述叶片9-3连接，所述锥形板9-4大端朝上，小端朝下布置。所述锥形板9-4与所述叶片9-3围设成的空隙，形成环形路径，引导气体流向。喷射出的臭氧和烟气带动所述叶片9-3进行转动，所述叶片9-3产生转向力，对气体进行搅拌混合，混合后的气体沿所述入口烟道2进入所述反应器1内，所述叶片9-3通过流动的气体即可自动驱动，装置简单易实现，提高了臭氧与烟气混合均匀性，有助于二噁英的催化。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种垃圾焚烧烟气脱除二噁英装置，其特征在于，包括：

反应器(1)，所述反应器(1)内安装有催化剂层(6)；

入口烟道(2)，所述入口烟道(2)连接于所述反应器(1)前端；

出口烟道(3)，所述出口烟道(3)连接于所述反应器(1)后端；

臭氧喷射装置(4)，所述臭氧喷射装置(4)连接于所述入口烟道(2)内部；

臭氧发生器(5)，所述臭氧发生器(5)与所述臭氧喷射装置(4)连接；

所述入口烟道(2)内还设置气体混合装置(9)，所述气体混合装置(9)与所臭氧喷射装置(4)平行，并靠近所述入口烟道(2)出口端设置；

所述气体混合装置(9)包括：支架(9-1)、转轴(9-2)、叶片(9-3)和锥形板(9-4)，所述支架(9-1)固定连接于所述入口烟道(2)内壁，所述转轴(9-2)与所述支架(9-1)铰接，若干所述叶片(9-3)布置于所述支架(9-1)上方，与所述转轴(9-2)固定连接，所述锥形板(9-4)与叶片(9-3)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧烟气脱除二噁英装置，其特征在于，若干所述催化剂层(6)沿烟气流向间隔布置于所述反应器(1)内部。

3.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧烟气脱除二噁英装置，其特征在于，所述臭氧喷射装置(4)包括：入氧口(4-1)、格栅装置(4-2)和出氧喷口(4-3)，所述入氧口(4-1)、格栅装置(4-2)和出氧喷口(4-3)沿臭氧流入方向依次连接。

4.根据权利要求3所述的一种垃圾焚烧烟气脱除二噁英装置，其特征在于，所述格栅装置(4-2)包括：固定环(4-2-1)和气体管路(4-2-2)，所述固定环(4-2-1)为中空结构，所述固定环(4-2-1)连接于入口烟道(2)内，若干所述气体管路(4-2-2)横纵排列呈栅格状连通于固定环(4-2-1)内环端，所述出氧喷口(4-3)与气体管路(4-2-2)连通，所述入氧口(4-1)穿设入口烟道(2)与所述固定环(4-2-1)外环端连接。

5.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧烟气脱除二噁英装置，其特征在于，还包括：臭氧管(7)，所述臭氧发生器(5)通过所述臭氧管(7)与所述臭氧喷射装置(4)连接。

6.根据权利要求2所述的一种垃圾焚烧烟气脱除二噁英装置，其特征在于，所述催化剂层(6)包括：框体(6-1)和催化剂单元(6-2)，若干所述催化剂单元(6-2)放置于所述框体(6-1)形成的腔室内，所述框体(6-1)连接于反应器(1)内壁上。

7.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧烟气脱除二噁英装置，其特征在于，所述入口烟道(2)呈S型蜿蜒状设置，所述入口烟道(2)和出口烟道(3)的口径小于所述反应器(1)的口径，所述出口烟道(3)与所述入口烟道(2)平行，布置于所述入口烟道(2)下方。

8.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧烟气脱除二噁英装置，其特征在于，所述反应器(1)内还设置活性炭层(8)，所述活性炭层(8)与所述催化剂层(6)平行，并靠近所述反应器(1)出口端设置。

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