专利名称：基于干式布袋反应器的焚烧尾气净化方法及其净化设备的制作方法
技术领域：
本发明属于固体废物焚烧处理技术领域，特别涉及适用于生活垃圾、医疗垃圾及工业固体废物等焚烧炉排放烟气中含有挥发性重金属污染物(包括Hg、Cd、Pb等)和剧毒物质二恶英类污染物的一种净化技术。
背景技术：
随着城市化进程的加快以及经济的不断发展，生活垃圾、医疗垃圾及工业固体废物(后简称垃圾)产生量日益增加，给生态环境带来很大压力。焚烧法由于具有减量化、无害化和能量回收等优点逐渐得到广泛应用。然而，垃圾焚烧产生二次污染的问题不容忽视。垃圾焚烧产生的二次污染物主要集中在酸性气体HCl、重金属和二恶英类污染物。酸性气体一般采用湿法、半干法的方法进行去除，因为气液反应速率快，去除效果好，而且酸碱中和反应能够保证酸性气体的排放浓度降低到限值。湿法只能把溶解性重金属转移到废液中去，还需进行妥善处理，另一方面，二恶英类污染物的水溶性甚低，湿法对其去除效果不大。而半干法制浆系统复杂，输送线路容易出故障，如果喷雾效果不佳，布袋除尘器滤布受到湿废气而降低使用寿命，因此对重金属和二恶英类污染物的去除存在与湿法类似的缺陷。
实践证明，垃圾焚烧过程中，挥发态的重金属(包括Hg、Cd、Pb等)及二恶英类污染物等容易富集在飞灰等亚微米颗粒上，通过干法能有效地去除。理论上，把活性炭等固体吸附剂喷入烟道之后，亚微米颗粒将会通过物理吸附与化学反应等作用形成粗颗粒，再进入布袋除尘器而被有效捕获。但活性炭的价格比较昂贵，处理成本较高。人们试图利用石灰、高岭土、白云石、方解石等廉价吸附剂进行替代实验，结果发现，由于固体与气体的接触时间有限且传质效果不佳，常须超量加药，药剂的消耗量大，整体的去除效率也较低。
发明内容
本发明的目的是为克服已有干法处理效果低的缺点，解决固—固颗粒之间的接触时间有限且传质效果不佳，无法充分发挥吸附剂的吸附作用的问题，提供了一种基于干式布袋反应器的焚烧尾气净化方法和净化装置，具有投资费用低、处理效率高、操作简单、管理方便等优点。
本发明提出的一种基于干式布袋反应器的焚烧尾气净化方法，包括以下步骤1)待净化的高温烟气通过急冷塔把温度降低到200℃以下，以避免二恶英类污染物的再合成；
2)将降温后的烟气与粉体吸附剂充分混和，使其中的酸性气体被中和，重金属和二恶英类污染物被吸附；3)被吸附的产物被布袋除尘器拦截和过滤，净化后的尾气从布袋除尘器中排出。
本发明实现上述净化方法设计了一种基于干式布袋反应器的焚烧尾气净化装置，其特征在于，包括高温烟气急冷塔、喷粉装置、吸附塔和布袋除尘系统四个部分；各部分的连接关系为高温烟气急冷塔的排出管道与吸附塔底部相连，其中该排出管道的下部水平管段与喷粉装置的垂直输出管道连接，吸附塔排出管道与布袋除尘器的进口相连。布袋除尘器的出口的尾气可经相连的烟囱排出，布袋除尘器底部设置储灰斗。
上述喷粉装置由储粉槽和输粉风机构成，该储粉槽底部设置有螺旋给料器。
上述布袋除尘器下部出口不还可与引风机相连；在布袋除尘器的上部进口、下部出口处还可分别安装有气体质量流量计。
本发明的上述各组成部分的装置均为常规产品。
本发明的工作原理为高温烟气经过喷水急冷塔(内部设置雾化效果良好的喷头)，可以充分降温至200℃以下，粉体发射器采用压缩空气，将储粉槽中的吸附剂(如钙基吸附剂)喷入吸附塔中，吸附塔内径为吸附塔底部进口管径的3倍，根据公式Q=14πd2v]]>(其中Q为气体流量，d为内径，v为气体流速)，当流量一定时，气体流速与管径平方成反比，因此烟气速度进入吸附塔之后降为原来的1/9，烟气在吸附塔的停留时间增长为原来的9倍，粉体颗粒与烟气在短时间内得以充分混合，而且粉体颗粒处于流化状态，能与酸性气体进行快速中和反应，与重金属和二恶英类污染物发生吸附作用，布袋除尘器由于截留、惯性碰撞，静电、扩散等作用可以进一步截留吸附剂颗粒以及吸附于其上的重金属和二恶英类污染物。气体质量流量计可以用来控制烟气流量，确定吸附剂用量以及检查系统气密性。布袋除尘器拦截的飞灰经过脉冲振荡之后，进入储灰斗，进行处理。
本发明在有效地对高浓度酸性气体进行中和的同时，还有效提高布袋除尘器的使用寿命和净化效率，从而得以高效地去除焚烧烟气中的重金属和二恶英类污染物。具有投资费用低、处理效率高、操作简单、管理方便等优点。
图1为本发明的基于干式布袋反应器的焚烧尾气净化设备实施例结构示意图。
具体实施例方式
本发明的基于干式布袋反应器的焚烧尾气净化设备结合实施例及附图详细说明如下本实施例的基于干式布袋反应器的焚烧尾气净化设备的结构如图1所示。它包括高温烟气急冷塔1、吸附塔2、由输粉风机3和与其相连的储粉槽4构成的喷粉装置，以及布袋除尘系统5四个部分；其中，急冷塔1的上部出口通过设有法兰K1的排出管道与吸附塔2底部进口相连，其中该排出管道下部水平输送管段与喷粉装置的垂直输出管道连接，喷粉装置中输粉风机3采用压缩空气，储粉槽4底部设置螺旋给料器8，吸附塔顶部出口通过设有法兰K2的排出管道与布袋除尘器5的上部进口相连，布袋除尘器5底部出口设置储灰斗9，布袋除尘器5下部出口与引风机6相连；在布袋除尘器5的上部进口及下部出口处还分别安装有气体质量流量计10。
采用本实施例的净化方法为高温烟气经过喷水急冷塔1，利用雾化水的汽化热充分降温至200℃以下，输粉风机3将储粉槽4中的固体吸附剂喷入水平输送管进入吸附塔2，吸附塔位于急冷塔2和布袋除尘器5之间，增强了粉体吸附剂与烟气的接触，强化了粉体颗粒与酸性气体的中和反应以及对重金属和二恶英类污染物的吸附效果，另外由于亚微米级灰颗粒与吸附剂碰撞吸附成粗颗粒，很难穿过布袋表面，因此强化了布袋除尘器5的分离效果，烟气最终经过引风机6排出。气体质量流量计10可以用以烟气流量控制，确定吸附剂用量以及检查系统气密性。布袋除尘器5拦截的飞灰经过脉冲振荡之后，进入储灰斗9，进行处理。
本发明与现有焚烧烟气处理系统相比，具有以下优点(1)在急冷塔和布袋除尘器之间加入了管径由小变大的吸附塔，烟气流速变为原来的1/9，停留时间为原来的9倍，有利于烟气在吸附塔上升过程中粉体颗粒和酸性气体和重金属充分碰撞和吸附，具有同时去除多种污染物的功能，对酸性气体和重金属、二恶英类污染物的去除率均到99.9％以上。
(2)由于烟气与吸附剂之间的接触时间增长，吸附剂利用效率增大，大大减少了实际的吸附剂投加量，较好地降低了处理成本。
(3)由于湿废气在吸附塔中得以充分去除，保证了干式布袋反应器滤布不受湿废气的影响，使用寿命增长。
权利要求
1.一种基于干式布袋反应器的焚烧尾气净化方法，包括以下步骤1)待净化的高温烟气通过水冷把温度降低到200℃以下，以避免二恶英类污染物的再合成；2)将降温后的烟气与粉体吸附剂充分混和，使其中的酸性气体被中和，重金属和二恶英类污染物被吸附；3)被吸附的产物被布袋除尘器拦截和过滤，净化后的尾气从布袋除尘器中排出。
2.一种基于干式布袋反应器的焚烧尾气净化装置，其特征在于，包括高温烟气急冷塔、喷粉装置、吸附塔和布袋除尘系统四个部分；各部分的连接关系为高温烟气急冷塔的排出管道与吸附塔底部相连，其中该排出管道的下部水平管段与喷粉装置的垂直输出管道连接，吸附塔排出管道与布袋除尘器的进口相连。
3.如权利要求1所述的净化装置，其特征在于，所述喷粉装置由储粉槽和输粉风机构成，该储粉槽底部设置有螺旋给料器。
4.如权利要求1所述的净化装置，其特征在于，所述布袋除尘器下部出口与引风机相连。
5.如权利要求1所述的净化装置，其特征在于，所述布袋除尘器的上部进口、下部出口处分别安装有气体质量流量计。
全文摘要
本发明属于固体废物焚烧处理技术领域，涉及基于干式布袋反应器的焚烧尾气净化方法及其净化设备。本方法为待净化的高温烟气通过急冷塔把温度降低到200℃以下，再与粉体吸附剂充分混和，使酸性气体被中和，重金属和二恶英类污染物被吸附；产物被布袋除尘器拦截和过滤，净化后的尾气从布袋除尘器中排出。本装置包括高温烟气急冷塔、喷粉装置、吸附塔和布袋除尘系统四个部分；各部分的连接关系为高温烟气急冷塔的排出管道与吸附塔底部相连，其中该排出管道的下部水平管段与喷粉装置的垂直输出管道连接，吸附塔排出管道与布袋除尘器的进口相连。本发明可在有效地对高浓度酸性气体进行中和的同时，还有效提高布袋除尘器的使用寿命和净化效率。
文档编号F23J15/02GK1603687SQ200410086709
公开日2005年4月6日 申请日期2004年10月29日 优先权日2004年10月29日
发明者王伟, 卢欢亮, 李明 申请人:清华大学