专利名称：干湿混合型固体废弃物焚烧尾气处理装置及处理方法
技术领域：
本发明涉及一种干湿混合型固体废弃物焚烧尾气处理装置及处理方法，属于环保设备制造的技术领域。
背景技术：
随着世界各国的工业化、城市化进程的加快，固体废弃物急剧增加。目前全球排放废弃物总量已达20亿吨/年。固体废弃物无控制堆放、排放、随意填埋和倾倒，不仅占用大量土地，而且污染土壤、水体和大气，破坏生态环境，危害人体健康，固体废弃物特别是有害废物构成的环境公害和潜在的危机，日益成为世界各国最突出的环境问题之一。我国的固体废弃物污染问题也相当突出，全国工业固体废弃物年产生量超过5.8亿吨，累计堆存量达64.8亿吨，城市生活垃圾年产生量达1.5亿吨。焚烧法处理固体废弃物可有效实现其减量化、无害化和资源化，日益成为世界各国特别是发达国家处理固体废弃物的一种主要方法。固体废弃物焚烧后的尾气中含粉尘、酸性气体(HCl、SOx、NOx、HF等)、二恶英(PCDDs/PCDFs)和重金属(Hg、Pb等)，需要采取措施进行尾气处理、使其达到严格的环保排放要求。
美国专利(No.4251236)公开了一种干湿混合型固体废弃物焚烧处理工艺，该工艺为电除尘或袋式除尘器和喷淋洗涤烟气相结合的方法，此种工艺存在着a.干法除尘时相当一部分二恶英和重金属不能随粉尘一起除下，而是在湿式洗涤过程中除下，增加了湿式洗涤废水处理的难度；b.此工艺未涉及尾气中NOx的处理；c.由于需要大量浆液循环喷淋，因而烟气湿式洗涤过程中能耗高等缺点。
发明内容
技术问题本发明旨在提供一种干湿混合型固体废弃物焚烧尾气处理装置及处理方法，解决目前固体废弃物焚烧烟气处理工艺中投资和运行费用高、污染物去除率相对较低的问题，力求在较低的成本下达到严格的环保排放要求。
技术方案本发明采用如下技术方案来实现发明的目的。它是由吸收剂料斗、烟道、蒸发冷却器、袋式过滤反应器、鼓泡流态化反应器和烟气再热器组成。
本发明技术方案的特点在于前部设置的干式设备实施烟气的快速降温，吸附剂吸附二恶英、重金属和烟气精细除尘。设备包括尾部的烟气再热器、吸附剂贮槽、足够长度的烟道、蒸发冷却器和袋式过滤反应器。后部设置湿式洗涤装置，进一步除去烟气中其它污染物，并将烟气升温。设备包括鼓泡流态化反应器、循环泵、沉降池、吸收剂料斗、化浆池和烟气再热器等。
本发明的操作过程是经烟气再热器被降温的烟气在烟道内与喷入的吸附剂充分混合、确保其有2～3秒的混合时间再进蒸发冷却器，在冷却器内被迅速降至110～130℃。雾化喷淋液来自沉降池，由喷射泵提供、烟气再进入袋式反应器被除去烟尘，并进一步脱去重金属和二恶英，蒸发冷却器和袋式反应器除下的灰尘收集在灰贮槽中。经干法净化的烟气进入鼓泡流态化反应器、脱除烟气中的其它污染物，例如SOx、NOx、HCl、HF等酸性气体，出反应器烟气温度为50～60℃，在烟气再热器中被升温至80～90℃后排空。反应器吸收液连续排至沉降池，部分清液流至化浆池补充吸收剂(CaCO3)后泵入反应器、沉降池灰渣定期清出。
含吸附剂的烟气进入蒸发冷却器快速冷却至110℃～130℃，然后进入袋式过滤反应器去除粉尘、重金属和二恶英，再经鼓泡流态化反应器去除酸性气体和剩余粉尘，最后经烟气再热器升温后排放。
本发明的干湿混合型固体废弃物焚烧尾气处理装置，其中蒸发冷却器的进气口与烟气再热器和吸附剂贮槽相接，蒸发冷却器上部的出气口与袋式过滤反应器的进气口相接，蒸发冷却器和袋式过滤反应器的下部与灰贮槽相接，袋式过滤反应器的上部的出气口接鼓泡流态化反应器的进气口，鼓泡流态化反应器上部的出气口接烟气再热器的进气口，鼓泡流态化反应器的下部与沉降池相接，沉降池有两个输出端，其中一个输出端通过的喷射泵接蒸发冷却器中的雾化喷嘴，沉降池中的另一个输出端通过化浆池、循环泵接回到鼓泡流态化反应器。
在鼓泡流态化反应器的下部与循环泵的进端相接，循环泵的出端接鼓泡流态化反应器进气口的浆液喷嘴。鼓泡流态化反应器由反应器壳体、烟气分配器、鼓泡管、降液管、搅拌器、除沫器、水喷淋装置所组成，在反应器壳体的侧壁上设有烟气入口，在烟气入口的入口处设有浆液喷嘴；在反应器壳体内设有烟气分配器、鼓泡管、降液管、搅拌器、氧化器，其中搅拌器位于反应器壳体内的中间，在搅拌器外设有降液管，在降液管外设有鼓泡管，在鼓泡管外设有烟气分配器；在反应器壳体的下部外侧还分别设有浆液进口、浆液出口，在反应器壳体内的底部设有氧化器，在鼓泡管的上部设有挡板；在反应器壳体的上部为上升管，上升管的上部为除沫器，除沫器的上部为水喷淋装置，水喷淋装置的上部为烟气出口。
本发明的干湿混合型固体废弃物焚烧尾气处理装置的处理方法如下a.来自垃圾焚烧炉的烟气先在烟气再热器中加热净化后的烟气，而被初步降温。在其出口的烟道中喷入来自吸附剂贮槽的吸附剂，并保证其有足够停留时间；b.烟气再行进入蒸发冷却器被设在上部的雾化喷嘴喷出的清水快速冷却同时除去部分烟尘后，进入袋式过滤反应器，使烟气完成干式净化过程；c.干式净化后烟气进入鼓泡流态化反应器，在其入口处用循环泵供给的循环液增湿降温，而后在鼓泡流态化反应器内经烟气分配器、鼓泡管、上升管、除沫器完成烟气湿法净化过程。鼓泡流态化反应器中的搅拌器和氧化器完成氧化过程。鼓泡流态化反应器排出的吸收液进入沉降池，清液在化浆池中补充来自料斗的吸收剂后由循环泵泵入鼓泡流态化反应器，从而完成吸收液循环过程；d.鼓泡流态化反应器排出的净化烟气进入烟气再热器，加热后由引风机送入烟囱排空。
所述的蒸发冷却器，设有水雾化喷咀，使烟气快速降温至110℃～130℃，避免了二恶英在250℃～450℃温度区间的再合成。
鼓泡流态化反应器，它能将烟气温度降至50～60℃，高效脱除烟气中有害酸性气体，也进一步去除烟气中烟尘。
袋式过滤反应器，它能将烟气中粉尘、二恶英和重金属高效去除。
烟气再热器，它能将烟气升温至80℃～90℃，便于烟气排放和扩散。
有益效果与现有技术相比，本发明具有如下优点①本发明在烟道前部喷入吸附剂，保证足够的吸附时间，使烟气中的二恶英和重金属被高效吸附。
②本发明中的蒸发冷却器可使烟气快速降温至110～130℃，避免了250～450℃温度区间二恶英的再合成，对抑制二恶英的生成十分有效。
③本发明中的袋式过滤反应器除了能高效去除烟气中的尘粒外，还能高效去除烟气中的二恶英和重金属。
④本发明中的鼓泡流态化反应器由于采用了吸收液喷射降温的办法，可使烟气快速冷却至50～60℃，提高吸收效率，避免了鼓泡管内的结垢现象；同时采用了烟气由管外向管内喷射的方式，烟气中微量的含尘颗粒会在进鼓泡管前先行除去，从而使系统能长期连续稳定运行。
⑤本发明中采用了烟气再热器，使烟气升温后排空，使烟气排空时不会产生因“白色烟雾”而造成的二次污染。
图1是本发明装置总体结构示意图。
图2是本发明装置中鼓泡流态化反应器5的结构示意图。
以上的图中有1.蒸发冷却器；2.袋式过滤反应器；3.灰贮槽；4.循环泵；5.鼓泡流态化反应器；6.沉降池；7.喷射泵；8.化浆池；9.循环泵；10.料斗；11.吸附剂贮槽；12.烟气再热器；13.引风机；14.烟囱；15.雾化喷嘴；16.烟气入口；17.浆液喷嘴；18.烟气分配器；19.上部空间；20.鼓泡管；21.挡板22.上升管；23.除沫器；24.降液管；25.水喷淋装置；26.烟气出口；27.搅拌器；28.氧化器；29.浆液进口；30.浆液出口；51.反应器壳体。
具体实施例方式
下面参照附图对本发明实施方案作一详细描述本发明的干湿混合型固体废弃物焚烧尾气处理装置，包括蒸发冷却器1、袋式过滤反应器2、鼓泡流态化反应器5和烟气再热器12，蒸发冷却器1的进气口与烟气再热器12和吸附剂贮槽11相接，蒸发冷却器1上部的出气口与袋式过滤反应器2的进气口相接，蒸发冷却器1和袋式过滤反应器2的下部与灰贮槽3相接，袋式过滤反应器2的上部的出气口接鼓泡流态化反应器5的进气口，鼓泡流态化反应器5上部的出气口接烟气再热器12的进气口，鼓泡流态化反应器5的下部与沉降池6相接，沉降池6有两个输出端，其中一个输出端通过的喷射泵7接蒸发冷却器1中的雾化喷嘴15，沉降池6中的另一个输出端通过化浆池8、循环泵9接回到鼓泡流态化反应器5。在鼓泡流态化反应器5的下部与循环泵4的进端相接，循环泵4的出端接鼓泡流态化反应器5进气口的浆液喷嘴17。
鼓泡流态化反应器5由反应器壳体51、烟气分配器18、鼓泡管20、降液管24、搅拌器27、除沫器23、水喷淋装置25所组成，在反应器壳体51的侧壁上设有烟气入口16，在烟气入口16的入口处设有浆液喷嘴17；在反应器壳体51内设有烟气分配器18、鼓泡管20、降液管24、搅拌器27、氧化器28，其中搅拌器27位于反应器壳体51内的中间，在搅拌器27外设有降液管24，在降液管24外设有鼓泡管20，在鼓泡管20外设有烟气分配器18；在反应器壳体51的下部外侧还分别设有浆液进口29、浆液出口30，在反应器壳体51内的底部设有氧化器28，在鼓泡管20的上部设有挡板21在反应器壳体51的上部为上升管22，上升管22的上部为除沫器23，除沫器23的上部为水喷淋装置25，水喷淋装置25的上部为烟气出口26。
本发明的干湿混合型固体废弃物焚烧尾气处理装置的处理方法为a.来自垃圾焚烧炉的烟气先在烟气再热器12中加热净化后的烟气，而被初步降温。在其出口的烟道中喷入来自吸附剂贮槽11的吸附剂，并保证其有足够停留时间；b.烟气再行进入蒸发冷却器1被设在上部的雾化喷嘴15喷出的清水快速冷却同时除去部分烟尘后，进入袋式过滤反应器，使烟气完成干式净化过程；c.干式净化后烟气进入鼓泡流态化反应器5，在其入口处用循环泵4供给的循环液增湿降温，而后在鼓泡流态化反应器5内经烟气分配器18、鼓泡管20、上升管22、除沫器23完成烟气湿法净化过程。鼓泡流态化反应器5中的搅拌器27和氧化器28完成氧化过程。鼓泡流态化反应器5排出的吸收液进入沉降池6，清液在化浆池8中补充来自料斗10的吸收剂后由循环泵9泵入鼓泡流态化反应器5，从而完成吸收液循环过程；d.鼓泡流态化反应器5排出的净化烟气进入烟气再热器12，加热后由引风机13送入烟囱14排空。
实例1来自焚烧炉的180℃的烟气进入烟气再热器，温度降至150℃，在烟气再热器出口烟道中，喷入活性炭吸附剂，吸附剂来自吸附剂贮槽11。活性炭与烟气充分混合，经过2～3秒后进入蒸发冷却器1。在蒸发冷却器1内，配置雾化喷嘴15，从沉降池6过来的吸收浆液由喷射泵7进入蒸发冷却器1，雾化后与烟气混合，使得烟气快速降温至125℃，再进入袋式过滤反应器2。蒸发冷却器1和袋式过滤反应器2除下的灰进入灰贮槽3。由袋式过滤反应器2出来的烟气进入鼓泡流态化反应器5。鼓泡流态化反应器5内的吸收液通过循环泵4由浆液喷嘴17喷射到鼓泡流态化反应器的烟气入口16，烟温进一步降低，烟气然后通过烟气分配器18进入吸收液上部空间19，烟气由鼓泡管20外向鼓泡管内喷射，在鼓泡管20内形成鼓泡层，鼓泡管20下端插入吸收液，上端设有挡板21，烟气由鼓泡管出来后遇挡板21去除部分液体经上升管22进入除沫器23，被挡板21除下的吸收液经降液管24落入鼓泡流态化反应器5底部。除沫器上方设有水喷淋装置25，以清洗除沫器。此时，净化的烟气温度降至55℃进入烟气再热器12，烟气温度被升至85℃，经引风机13由烟囱14排空。鼓泡流态化反应器5中设有搅拌器27，鼓泡流态化反应器5下部设有氧化器28，鼓泡流态化反应器5壁上设有浆液进口29和浆液出口30。化浆池8中的吸收剂浆液经循环泵9注入到鼓泡流态化反应器5中，鼓泡流态化反应器5下部浆液出口将浆液排入沉降池6，沉降池6中的清液进入化浆池8，补充来自料斗10经过预处理后的石灰石粉，由循环泵9泵入鼓泡流态化反应器5循环利用浆液。沉降池6的残渣经处理后运至渣场。
实例2来自焚烧炉的160℃的烟气进入烟气再热器，温度降至130℃，在烟气再热器出口烟道中，喷入活性炭吸附剂，吸附剂来自吸附剂贮槽11。活性炭与烟气充分混合，经过2～3秒后进入蒸发冷却器1。在蒸发冷却器1内，配置雾化喷嘴15，从沉降池6过来的吸收浆液由喷射泵7进入蒸发冷却器1，雾化后与烟气混合，使得烟气快速降温至110℃，再进入袋式过滤反应器2。蒸发冷却器1和袋式过滤反应器2除下的灰进入灰贮槽3。由袋式过滤反应器2出来的烟气进入鼓泡流态化反应器5。鼓泡流态化反应器5内的吸收液通过循环泵4由浆液喷嘴17喷射到鼓泡流态化反应器的烟气入口16，烟温进一步降低，烟气然后通过烟气分配器18进入吸收液上部空间19，烟气由鼓泡管20外向鼓泡管内喷射，在鼓泡管20内形成鼓泡层，鼓泡管20下端插入吸收液，上端设有挡板21，烟气由鼓泡管出来后遇挡板21去除部分液体经上升管22进入除沫器23，被挡板21除下的吸收液经降液管24落入鼓泡流态化反应器5底部。除沫器上方设有水喷淋装置25，以清洗除沫器。此时，净化的烟气温度降至52℃进入烟气再热器12，烟气温度被升至82℃，经引风机13由烟囱14排空。鼓泡流态化反应器5中设有搅拌器27，鼓泡流态化反应器5下部设有氧化器28，鼓泡流态化反应器5壁上设有浆液进口29和浆液出口30。化浆池8中的吸收剂浆液经循环泵9注入到鼓泡流态化反应器5中，鼓泡流态化反应器5下部浆液出口将浆液排入沉降池6，沉降池6中的清液进入化浆池8，补充来自料斗10经过预处理后的石灰石粉，由循环泵9泵入鼓泡流态化反应器5循环利用浆液。沉降池6的残渣经处理后运至渣场。
权利要求
1.一种干湿混合型固体废弃物焚烧尾气处理装置，包括蒸发冷却器(1)、袋式过滤反应器(2)、鼓泡流态化反应器(5)和烟气再热器(12)，其特征在于蒸发冷却器(1)的进气口与烟气再热器(12)和吸附剂贮槽(11)相接，蒸发冷却器(1)上部的出气口与袋式过滤反应器(2)的进气口相接，蒸发冷却器(1)和袋式过滤反应器(2)的下部与灰贮槽(3)相接，袋式过滤反应器(2)的上部的出气口接鼓泡流态化反应器(5)的进气口，鼓泡流态化反应器(5)上部的出气口接烟气再热器(12)的进气口，鼓泡流态化反应器(5)的下部与沉降池(6)相接，沉降池(6)有两个输出端，其中一个输出端通过的喷射泵(7)接蒸发冷却器(1)中的雾化喷嘴(15)，沉降池(6)中的另一个输出端通过化浆池(8)、循环泵(9)接回到鼓泡流态化反应器(5)。
2.根据权利要求1所述的干湿混合型固体废弃物焚烧尾气处理装置，其特征在于在鼓泡流态化反应器(5)的下部与循环泵(4)的进端相接，循环泵(4)的出端接鼓泡流态化反应器(5)进气口的浆液喷嘴(17)。
3.根据权利要求1或2所述的于湿混合型固体废弃物焚烧尾气处理装置，其特征在于鼓泡流态化反应器(5)由反应器壳体(51)、烟气分配器(18)、鼓泡管(20)、降液管(24)、搅拌器(27)、除沫器(23)、水喷淋装置(25)所组成，在反应器壳体(51)的侧壁上设有烟气入口(16)，在烟气入口(16)的入口处设有浆液喷嘴(17)；在反应器壳体(51)内设有烟气分配器(18)、鼓泡管(20)、降液管(24)、搅拌器(27)、氧化器(28)，其中搅拌器(27)位于反应器壳体(51)内的中间，在搅拌器(27)外设有降液管(24)，在降液管(24)外设有鼓泡管(20)，在鼓泡管(20)外设有烟气分配器(18)；在反应器壳体(51)的下部外侧还分别设有浆液进口(29)、浆液出口(30)，在反应器壳体(51)内的底部设有氧化器(28)，在鼓泡管(20)的上部设有挡板(21)；在反应器壳体(51)的上部为上升管(22)，上升管(22)的上部为除沫器(23)，除沫器(23)的上部为水喷淋装置(25)，水喷淋装置(25)的上部为烟气出口(26)。
4.一种如权利要求1所述的干湿混合型固体废弃物焚烧尾气处理装置的处理方法，其特征在于a、来自垃圾焚烧炉的烟气先在烟气再热器(12)中加热净化后的烟气，而被初步降温。在其出口的烟道中喷入来自吸附剂贮槽(11)的吸附剂，并保证其有足够停留时间；b、烟气再行进入蒸发冷却器(1)被设在上部的雾化喷嘴(15)喷出的清水快速冷却同时除去部分烟尘后，进入袋式过滤反应器，使烟气完成干式净化过程；c、干式净化后烟气进入鼓泡流态化反应器(5)，在其入口处用循环泵(4)供给的循环液增湿降温，而后在鼓泡流态化反应器(5)内经烟气分配器(18)、鼓泡管(20)、上升管(22)、除沫器(23)完成烟气湿法净化过程。鼓泡流态化反应器(5)中的搅拌器(27)和氧化器(28)完成氧化过程。鼓泡流态化反应器(5)排出的吸收液进入沉降池(6)，清液在化浆池(8)中补充来自料斗(10)的吸收剂后由循环泵(9)泵入鼓泡流态化反应器(5)，从而完成吸收液循环过程；d、鼓泡流态化反应器(5)排出的净化烟气进入烟气再热器(12)，加热后由引风机(13)送入烟囱(14)排空。
5.根据权利要求4所述的干湿混合型固体废弃物焚烧尾气处理装置的处理方法，其特征在于所述的蒸发冷却器(1)设有水雾化喷咀，使烟气快速降温至110℃～130℃，避免了二恶英在250℃～450℃温度区间的再合成。
6.根据权利要求4所述的干湿混合型固体废弃物焚烧尾气处理装置的处理方法，其特征在于烟气再热器(12)将烟气升温至80℃～90℃，便于烟气排放和扩散。
全文摘要
干湿混合型固体废弃物焚烧尾气处理装置及处理方法，涉及一种干湿混合型固体废弃物焚烧尾气处理装置及处理方法，其装置包括蒸发冷却器(1)、袋式过滤反应器(2)、鼓泡流态化反应器(5)和烟气再热器(12)、吸附剂贮槽(11)、灰贮槽(3)，袋式过滤反应器(2)的上部的出气口接鼓泡流态化反应器(5)的进气口，鼓泡流态化反应器(5)上部的出气口接烟气再热器(12)的进气口，鼓泡流态化反应器(5)的下部与沉降池(6)相接；处理的方法为a.来自垃圾焚烧炉的烟气先在烟气再热器(12)中加热净化后的烟气b.烟气再行进入蒸发冷却器(1)使烟气完成干式净化过程；c.干式净化后烟气进入鼓泡流态化反应器(5)完成吸收液循环过程。
文档编号F23J15/02GK1605798SQ20041004193
公开日2005年4月13日 申请日期2004年9月10日 优先权日2004年9月10日
发明者仲兆平, 金保升, 黄亚继, 兰计香 申请人:南京东大能源环保科技有限公司