CN215314669U

CN215314669U - 垃圾飞灰热解脱除二噁英系统

Info

Publication number: CN215314669U
Application number: CN202121296729.XU
Authority: CN
Inventors: 罗天翔; 楼振纲; 袁细宁
Original assignee: Jiangsu Xiangle Environmental Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Xiangle Environmental Technology Co ltd
Priority date: 2021-06-10
Filing date: 2021-06-10
Publication date: 2021-12-28
Anticipated expiration: 2031-06-10

Abstract

本实用新型公开了垃圾飞灰热解脱除二噁英系统包括供料单元、热解单元和冷却单元，所述热解单元包括热解炉、第一搅拌器、第一陶瓷管除尘器和高温介质发生器，所述第一搅拌器安装在热解炉内，所述热解炉上设有高温介质输入口和高温介质输出口，所述高温介质输入口与高温介质发生器相连接，所述热解炉的顶部设有第一入料口和第一排气口，所述第一入料口与供料单元相连通，所述第一排气口与第一陶瓷管除尘器相连接，所述热解炉的底部设有第一出料管，所述第一出料管与冷却单元相连通，所述第一出料管和第一陶瓷管除尘器上均连接有惰性气体进气管，大大提高二噁英的脱除率，避免二次反应重新生成二噁英。

Description

垃圾飞灰热解脱除二噁英系统

技术领域

本实用新型涉及垃圾处理技术领域，具体指垃圾飞灰热解脱除二噁英系统。

背景技术

垃圾的处理常见于焚烧方式。由于垃圾富含烃类、有机氯化物及铜等重金属，在焚烧过程中，烃类物与有机氯化物会在280-450℃时经化学反应生成二噁英。

二噁英类(Dioxins)是PCDDS和PSDFS二类化学构造上类似的化学物质总称，据新近研究结果认为，它们分别有75、135和209个异构体，是在人类生存环境中较为普遍存在的，毒性较大的、超痕量的物质。作为监测对象的分别有7、10和12种，毒性最大的是2，3，7，8-TCDD。二噁英类有多种产生途径，均与人类生产活动密切相关，垃圾焚烧是二噁英的主要来源之一。烟气中二噁英类以固态存在，大多吸附在微小颗粒物上。它对人类有发癌性、催畸形性和免疫毒性等危害，是一种毒性极强的有害物质，因此必须予以彻底治理。

目前，垃圾焚烧发电厂广泛采用喷射活性炭使烟气中的二噁英排放达标，而吸附在活性炭上的二噁英经布袋除尘器的阻拦，转移到了飞灰中，虽然企业运营中采取了飞灰稳定化技术来处理飞灰，但飞灰中的二噁英并没有彻底消除。

因此，国内居民对垃圾焚烧电厂的排斥心理日益加剧，归根结底是由于谈之色变的二噁英排放问题，欧盟各国相同的也正在加紧制定更加严格的二噁英排放新标准。在上述背景下，垃圾焚烧电厂亟需一种二噁英脱除工艺，能够提高二噁英的脱除率，同时运行成本降低。

实用新型内容

本实用新型根据现有技术的不足，提出一种垃圾飞灰热解脱除二噁英系统，大大提高了二噁英的脱除率，不仅效率高，并且运行成本也有所降低。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种垃圾飞灰热解脱除二噁英系统，包括供料单元、热解单元和冷却单元，所述热解单元包括热解炉、第一搅拌器、第一陶瓷管除尘器和高温介质发生器，所述第一搅拌器安装在热解炉内，所述热解炉上设有高温介质输入口和高温介质输出口，所述高温介质输入口与高温介质发生器相连接，所述热解炉的顶部设有第一入料口和第一排气口，所述第一入料口与供料单元相连通，所述第一排气口与第一陶瓷管除尘器相连接，所述热解炉的底部设有第一出料管，所述第一出料管与冷却单元相连通，所述第一出料管和第一陶瓷管除尘器上均连接有惰性气体进气管。

作为优选，所述热解炉包括外炉体和内炉体，所述内炉体的内部为密封结构，所述外炉体与内炉体之间形成一个密封的导热腔，所述高温介质输入口和高温介质输出口连通至导热腔内。

作为优选，所述导热腔内设置有螺旋形的导流板，所述导流板的内侧边与内炉体的外壁固定连接，所述导流板的外侧边与外炉体的内壁固定连接，所述导热腔通过导流板形成一个螺旋型的导流通道，所述导流通道的两端分别与高温介质输入口、高温介质输出口相连接。

作为优选，所述热解炉由310S不锈钢材料制成。

作为优选，所述外炉体的外壁包覆有隔温保护层，所述隔温保护层由硅酸铝棉制成，所述隔温保护层的厚度为250～300mm。

作为优选，所述第一搅拌器包括驱动电机、旋转轴和搅拌横杆，所述驱动电机安装在热解炉的外部，所述驱动电机的输出端与旋转轴的一端固定连接，所述旋转轴上固定由若干水平设置的搅拌横杆，所述旋转轴的外壁设置有螺旋筋，所述旋转轴的另一端延申至第一出料管。

作为优选，所述搅拌横杆上固定有若干月牙形搅拌叶，所述旋转轴上固定有弧形的搅拌刮板，所述搅拌刮板的底部的弧形面与内炉体的底侧相对应。

作为优选，所述供料单元包括飞灰缓存仓、第二搅拌器和螺旋给料机，所述第二搅拌器安装在飞灰缓存仓内，所述飞灰缓存仓底部设置有出料口，所述出料口与螺旋给料机的进料口相连接，所述螺旋给料机的出料口与热解炉顶部的第一入料口相连接。

作为优选，所述冷却单元包括冷却炉、第三搅拌器、第二陶瓷管除尘器，所述第三搅拌器安装在冷却炉内，所述冷却炉上设有冷却介质输入口和冷却介质输出口，所述冷却炉的顶部设有第二入料口和第二排气口，所述第二入料口与第一出料管的底端相连通，所述第二排气口与第二陶瓷管除尘器相连接，所述冷却炉的底部设有第二出料管，所述第二出料管和第二陶瓷管除尘器上均连接有惰性气体进气管。

作为优选，所述冷却炉的结构与热解炉的结构相同。

本实用新型具有以下的特点和有益效果：

采用上述技术方案，结构简单，技术合理，操作简单，通过热传导使得飞灰加热均匀，进而大大提高二噁英的脱除率，另外，通过增设冷却单元对脱除二噁英后的飞灰进行快速冷却，从而避免二次反应重新生成二噁英。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的原理示意图。

图2为图1中热解炉的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了一种垃圾飞灰热解脱除二噁英系统，如图1所示，包括供料单元1、热解单元2和冷却单元3，所述热解单元2包括热解炉206、第一搅拌器204、第一陶瓷管除尘器201和高温介质发生器208，所述第一搅拌器204安装在热解炉206内，所述热解炉206上设有高温介质输入口207和高温介质输出口203，所述高温介质输入口207与高温介质发生器208相连接，所述热解炉206的顶部设有第一入料口202和第一排气口209，所述第一入料口202与供料单元1相连通，所述第一排气口202与第一陶瓷管除尘器201相连接，所述热解炉206的底部设有第一出料管205，所述第一出料管205与冷却单元3相连通，所述第一出料管205和第一陶瓷管除尘器201上均连接有惰性气体进气管4。

具体的，如图2所示，所述热解炉206包括外炉体206B和内炉体206D，所述内炉体的内部为密封结构，所述外炉体与内炉体之间形成一个密封的导热腔206C，所述高温介质输入口和高温介质输出口连通至导热腔206C内。

上述技术方案的工作原理，供料单元将垃圾焚烧后产生的飞灰通过第一入料口202输送至内炉体206D内；第二步、通过惰性气体进气管4向内炉体206D以及第一陶瓷除尘器201输入惰性气体，使得内炉体206D以及第一陶瓷除尘器201内处于绝氧状态；第三步，通过高温介质发生器208输出高温介质持续通过高温介质输入口207输入至导热腔206C，并通过高温介质输出口排出，导热腔206C内的高温介质与内炉体内的惰性气体进行热传导，使得内炉体内的温度达到300-420℃，诱导二噁英等有机污染物分解，实现对持续性有机污染物脱毒(具体的：

苯基母体通过脱氯/缩合反应使C-Cl键断裂分解，二噁英等持久性有机污染物降解生成的高聚产物(最终为无定形碳)无毒无害，安全性高，解决了持久性有机污染物对环境的影响。同时，热解炉内的碱性气氛，对分解生成的HF、HC1、SOx等挥发性酸性气体有很强的中和作用。反应生成的氯化盐更易被浸出分离)；第四步、待脱氯反应完毕的产物输送至冷却单元快速降温至150℃以下，进而有效遏制二噁英的重新合成。

其中，高温介质发生器208为液化天然气燃烧器，高温介质为热空气，从而为导热腔内提供热源(热空气)，加热用燃料气为液化天然气，满负荷下天然气设计消耗总量约65m3/h，技术成熟，耗能低，降低成本。惰性气体则优选氮气。氮气稳定性好，并且成本低。

可以理解的，热解炉升温燃料气为液化天然气，天然气为清洁能源，其燃烧尾气可直接排放。

可以理解的，热解炉在升温反应过程中，有少量工艺排放气需连续外排。由于热解炉排放气随炉料升温反应过程中，其组份有较大变化。在低温反应段，热解炉排放气中主要组份为水蒸汽、易挥发组份和灰分；在高温反应段，热解炉排放气组份主要为有机组分和固卤反应产生的HCl、Cl2以及少量粉尘。为适应上述热解炉升温反应排放气特性，设置有第一陶瓷管除尘器以有效降低排放气中粉尘含量，除尘后的尾气进入后续净化处理装置，从而达到环保的效果。

本实用新型实施例的进一步设置，所述导热腔206C内设置有螺旋形的导流板206E，所述导流板206E的内侧边与内炉体的外壁固定连接，所述导流板的外侧边与外炉体的内壁固定连接，所述导热腔通过导流板形成一个螺旋型的导流通道，所述导流通道的两端分别与高温介质输入口、高温介质输出口相连接。

上述技术方案中，通过在导热腔内增设导流板，从而将导热腔分隔成螺旋型的导流通道，进而热空气进入导热腔内后的流经的路径增长，使得与内炉体内的惰性气体热传导更加完全，快速达到热解温度的同时，避免热能的损耗。

进一步的，所述热解炉由310S不锈钢材料制成。所述外炉体的外壁包覆有隔温保护层206A，所述隔温保护层由硅酸铝棉制成，所述隔温保护层的厚度为250～300mm。

上述技术方案中，通过310S不锈钢材料制成制成热解炉，该材料稳定高，耐高温，并且导热性好，能够快速的使得高温介质与惰性气体进行热传导。另外，通过增设隔温保护层，不仅能够减少热空气中热能的损耗，并且对工作人员起到很好的保护作用，避免出现烫伤的情况。

本实用新型实施例的进一步设置，所述第一搅拌器包括驱动电机204A、旋转轴204D和搅拌横杆204C，所述驱动电机安装在热解炉的外部，所述驱动电机的输出端与旋转轴的一端固定连接，所述旋转轴上固定由若干水平设置的搅拌横杆，所述旋转轴的外壁设置有螺旋筋204E，所述旋转轴的另一端延申至第一出料管205。

上述技术方案中，通过在旋转轴上增设螺旋筋以及搅拌横杆，从而使得飞灰搅拌更加均匀，进而飞灰加热更加均匀，二噁英分解更加完全。

另外，驱动电机为伺服电机，该电机能够实现正反转动。当驱动电机正转时，对内炉体内的物料进行搅拌，并且第一出料管内的螺旋筋能够很好的组织物料进而第一出料管，从而避免飞灰进入第一出料管导致加热不均匀，而无法对二噁英进行彻底的脱除。当热解完毕后，驱动电机反转，第一出料管内的螺旋筋能够起到推料的作用，从而能够将完成热解后的飞灰能够快速推送至冷却单元进行冷却，进而避免二噁英重新合成。

进一步的，所述搅拌横杆上固定有若干月牙形搅拌叶204B，所述旋转轴上固定有弧形的搅拌刮板204F，所述搅拌刮板的底部的弧形面与内炉体的底侧相对应。

上述技术方案中，通过设置若干月牙形搅拌叶204B，能够达到高效混合，从而使得飞灰加热更加均匀，二噁英脱除率大大提高，有效克服了干灰热传导性差的特性，在保证合理的温升速率的条件下，实现了节能降耗。另外，搅拌刮板204F与内炉体的底侧贴合。可以理解的，飞灰在热解过程中，会产生大量盐类，进而贴敷在内炉体的表面，从而导致飞灰吸附在盐类表面，最终将会导致二噁英脱除不完全，因此通过搅拌刮板204F刮除盐类，进而有效提高二噁英的脱除。另外，还能很好的避免内炉体内壁残留物过多，导致设备无法使用。

进一步的，所述供料单元1包括飞灰缓存仓102、第二搅拌器101和螺旋给料机103，所述第二搅拌器安装在飞灰缓存仓内，所述飞灰缓存仓底部设置有出料口，所述出料口与螺旋给料机的进料口相连接，所述螺旋给料机的出料口与热解炉顶部的第一入料口相连接。

进一步的，所述冷却单元3包括冷却炉304、第三搅拌器306、第二陶瓷管除尘器301，所述第三搅拌器306安装在冷却炉304内，所述冷却炉304上设有冷却介质输入口308和冷却介质输出口303，所述冷却炉的顶部设有第二入料口302和第二排气口307，所述第二入料口与第一出料管的底端相连通，所述第二排气口与第二陶瓷管除尘器相连接，所述冷却炉的底部设有第二出料管305，所述第二出料管和第二陶瓷管除尘器上均连接有惰性气体进气管。所述冷却炉的结构与热解炉的结构相同。

上述技术方案中，热解反应后干灰需冷却至低于二噁英再生温度后排入后续处理工序，冷却后排灰温度为70℃，从而避免二噁英再生。冷却炉尾气设置了第二陶瓷管除尘器，以降低冷却炉落料排放气中粉尘含量，除尘后的尾气进入后续净化处理装置。

其中，优选的冷却介质为水，从而实现循环冷却。另外，惰性气体为氮气。冷却炉在生产过程中需要持续通氮气，氮气消耗量约10m3/h，控制氧含量小于0.5％。冷却炉设置了第二搅拌器，用以将炉内粉料充分搅拌均匀。

通过上述技术方案飞灰热解去除二噁英，可达到一下标准：

热解炉处理量3t/批次，≤3h每批次。

热解炉内气氛：氮气保护。

热解温度：300-420℃无氧1-2小时。

飞灰冷却温度：在氮气气氛中冷却降温至低于70℃以下卸料。

热解炉尾气温度：热解炉尾气冷却至小于150℃。

加热方式：液化天然气间接加热。

飞灰出料温度＜70℃。

处理后烟气经过烟气陶瓷过滤器净化装置处理后，排放烟气中颗粒物＜200mg/m3。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式包括部件进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种垃圾飞灰热解脱除二噁英系统，其特征在于，包括供料单元、热解单元和冷却单元，所述热解单元包括热解炉、第一搅拌器、第一陶瓷管除尘器和高温介质发生器，所述第一搅拌器安装在热解炉内，所述热解炉上设有高温介质输入口和高温介质输出口，所述高温介质输入口与高温介质发生器相连接，所述热解炉的顶部设有第一入料口和第一排气口，所述第一入料口与供料单元相连通，所述第一排气口与第一陶瓷管除尘器相连接，所述热解炉的底部设有第一出料管，所述第一出料管与冷却单元相连通，所述第一出料管和第一陶瓷管除尘器上均连接有惰性气体进气管。

2.根据权利要求1所述的垃圾飞灰热解脱除二噁英系统，其特征在于，所述热解炉包括外炉体和内炉体，所述内炉体的内部为密封结构，所述外炉体与内炉体之间形成一个密封的导热腔，所述高温介质输入口和高温介质输出口连通至导热腔内。

3.根据权利要求2所述的垃圾飞灰热解脱除二噁英系统，其特征在于，所述导热腔内设置有螺旋形的导流板，所述导流板的内侧边与内炉体的外壁固定连接，所述导流板的外侧边与外炉体的内壁固定连接，所述导热腔通过导流板形成一个螺旋型的导流通道，所述导流通道的两端分别与高温介质输入口、高温介质输出口相连接。

4.根据权利要求2所述的垃圾飞灰热解脱除二噁英系统，其特征在于，所述热解炉由310S不锈钢材料制成。

5.根据权利要求2所述的垃圾飞灰热解脱除二噁英系统，其特征在于，所述外炉体的外壁包覆有隔温保护层，所述隔温保护层由硅酸铝棉制成，所述隔温保护层的厚度为250～300mm。

6.根据权利要求1所述的垃圾飞灰热解脱除二噁英系统，其特征在于，所述第一搅拌器包括驱动电机、旋转轴和搅拌横杆，所述驱动电机安装在热解炉的外部，所述驱动电机的输出端与旋转轴的一端固定连接，所述旋转轴上固定由若干水平设置的搅拌横杆，所述旋转轴的外壁设置有螺旋筋，所述旋转轴的另一端延申至第一出料管。

7.根据权利要求6所述的垃圾飞灰热解脱除二噁英系统，其特征在于，所述搅拌横杆上固定有若干月牙形搅拌叶，所述旋转轴上固定有弧形的搅拌刮板，所述搅拌刮板的底部的弧形面与内炉体的底侧相对应。

8.根据权利要求1所述的垃圾飞灰热解脱除二噁英系统，其特征在于，所述供料单元包括飞灰缓存仓、第二搅拌器和螺旋给料机，所述第二搅拌器安装在飞灰缓存仓内，所述飞灰缓存仓底部设置有出料口，所述出料口与螺旋给料机的进料口相连接，所述螺旋给料机的出料口与热解炉顶部的第一入料口相连接。

9.根据权利要求2-5任意一项所述的垃圾飞灰热解脱除二噁英系统，其特征在于，所述冷却单元包括冷却炉、第三搅拌器、第二陶瓷管除尘器，所述第三搅拌器安装在冷却炉内，所述冷却炉上设有冷却介质输入口和冷却介质输出口，所述冷却炉的顶部设有第二入料口和第二排气口，所述第二入料口与第一出料管的底端相连通，所述第二排气口与第二陶瓷管除尘器相连接，所述冷却炉的底部设有第二出料管，所述第二出料管和第二陶瓷管除尘器上均连接有惰性气体进气管。

10.根据权利要求9所述的垃圾飞灰热解脱除二噁英系统，其特征在于，所述冷却炉的结构与热解炉的结构相同。