专利名称：一种垃圾焚烧尾气全面净化的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及燃烧炉尾气净化和除尘技术领域，尤其涉及垃圾焚烧尾气的干法脱硫、脱氯以及细颗粒、重金属、二恶英等的吸附脱除方法及其装置。
大气污染一直是世界许多国家环境保护的工作重点，各国先后开发的烟气脱硫技术已达200多种。但是，能够工业应用的只有十多种。对于垃圾焚烧产生的尾气，除含有常规燃煤烟气污染物如氮氧化物、硫氧化物、细颗粒和重金属外，还含有更大量的单质氯、氯化氢、二恶英等有害物质，常规的脱硫除尘技术不能满足垃圾焚烧尾气严格净化要求。现有国外垃圾焚烧尾气净化技术大都采用湿法，如美国专利US4789532是采用常规喷石灰浆液吸收尾气中的酸性气体，如二氧化硫、氯化氢、单质氯等，然后在反应器后接袋式除尘器除尘。上述方法虽然可去除尾气中的酸性气体和飞灰，但存在着设备投资及运行费用高、占地面积大、不能有效去除垃圾焚烧产生的重金属和二恶英细颗粒的问题。
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种垃圾焚烧尾气全面净化的方法及其装置。使用该方法，可使工艺步骤简单、不仅净化尾气中酸性气体和飞灰的效果显著，更为突出的是可有效去除垃圾焚烧产生的重金属和二恶英细颗粒。为实施该方法的装置，其结构紧凑、占地面积小、投资运行费用低。
为了达到上述的发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现一种垃圾焚烧尾气全面净化的方法，其步骤为①将燃烧设备排出的烟气经过缩放喷管加速后喷入以钙基脱除剂和吸附剂为床料的流化床净化器内并带动床料一起流化；②在尾气与床料共流化的过程中发生气、液、固强烈混合与充分的传热和传质，使尾气中的酸性气体如二氧化硫、三氧化硫、氯化氢、单质氯和氮氧化物等与钙基脱除剂床料发生中和反应，并使尾气中重金属和二恶英等超细颗粒在传质过程中被床料中吸附剂吸附；③反应和吸附后形成的物料留在脱除剂中以固体形式和未完全反应的床料一道随烟气进入气固分离器；④经气固分离器后，固体颗粒进入缓冲仓中，使90％以上的固体颗粒进入混合造粒器并与新鲜石灰粉、活性炭和少量水混合造粒，缓冲仓中多余的物料排出。净化后的洁净烟气通过引风机由烟囱达标排放；⑤混合造粒后的颗粒再进入流化床净化器中循环使用。
实现上述发明目的垃圾焚烧尾气全面净化方法的装置，它包括以钙基脱除剂和吸附剂为床料的流化床净化器，以高效旋风除尘器、静电除尘器、布袋除尘器或它们有机结合组成的气固分离器，带有给料与排料装置的缓冲仓和混合造粒器。其结构特点是所述流化床净化器的入口端设有可使尾气加速的缩放喷管及床料入口。缩放喷管另一端与垃圾焚烧尾气入口相接。床料入口与混合造粒器的出口相接。混合造粒器置有多个配料入口并与给料机相接。给料机另一端与缓冲仓相接。缓冲仓上方及侧上方置有气固分离器及排料机。气固分离器上方及侧上方置有净化气出口及水平连接管。水平连接管另一端与流化床净化器的出口端相接。
按照上述的技术方案，所述混合造粒器的多个配料入口为给水口，活性炭给料口及石灰粉给料口；所述缩放喷管的形状呈中间细、两端粗的双曲线圆管。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和积极效果(1)在传统干式循环流化床烟气净化技术基础上，根据垃圾焚烧尾气污染物的特点和净化要求，通过循环流化床净化器、气固分离器和混合造粒器有机结合为一体化，利用钙基脱除剂反应去除尾气中的酸性气体，同时添加飞灰和活性炭等吸附剂有效去除重金属和二恶英。不仅工艺简单，设备结构紧凑，节省投资和占地面积，而且尾气净化效果好，完全满足环保要求，实现垃圾焚烧尾气达标排放。
(2)使用混合造粒器进行造粒，能根据尾气温度、污染物浓度和气流速度，来及时调节新鲜物料的加入量，加入速度，造粒大小等参数，形成具有丰富活性吸附位和孔隙结构的颗粒，有利于保证系统运行的最佳状态和最佳净化效率，同时提高添加剂的利用率，降低其运行成本。
(3)在脱除污染物的过程中，床料保持相对干燥状态，有效避免了湿法净化系统中的管道腐蚀和堵塞问题。
(4)由于采用干式循环流化床尾气净化技术，系统所需水分极少，而且产物为干态，减少了用水量，避免了湿法中的水污染问题，并降低了产物的处理成本。
下面结合附图
及具体的实施方式对本发明作进一步的详细说明。
附图是本发明方法步骤及其装置连接原理图。
参看附图从燃烧设备出来的垃圾焚烧尾气，由尾气入口13，经过中间细、两端粗的双曲线圆管为缩放喷管1加速后，进入流化床净化器2。尾气在流化床净化器2中带动由钙基脱除剂和飞灰、活性炭吸附剂组成的床料一起流化，流化速度高达5-10米/秒，同时进行充分传热和传质。在此过程中，尾气中酸性气体如二氧化硫、三氧化硫、氯化氢、单质氯和氮氧化物等与钙基碱性化合物发生中和反应，生成固体钙盐。同时尾气中的重金属和二恶英等超细颗粒在与床料充分混合过程中被吸附剂飞灰和活性炭所吸附而去除。反应和吸附后的固体颗粒随气流经过水平过渡管3进入气固分离器4，在气固分离器4中用除尘器，该除尘器可以是布袋除尘器、旋风除尘器、静电除尘器或者是它们的有机组合体实现气体和固体颗粒的高效分离，除尘率高达99.9％，并进一步脱除烟气中的酸性气体、二恶英和重金属。本发明脱硫效率可达95％以上，脱氯效率大于97％，重金属及二恶英脱除率均大于90％。净化后的气体由净化气出口14经引风机排往烟囱。气固分离器4脱除下来的固体颗粒、已经完全反应的脱除剂颗粒以及还没有完全反应的脱除剂颗粒进入缓冲仓5。缓冲仓5中的固体物料90％以上通过给料机7进入混合造粒器8，其余不循环的物料由排料机6排出灰仓进一步处理。进入混合造粒器8中的循环物料与来自石灰粉给料口9的石灰粉、活性炭给料口10的活性炭以及给水口11的水充分混合造粒，粒度范围为200—300um，最大不超过500um。造粒后的混合物料作为循环流化床净化器2的床料，并通过混合造粒器8经由床料入口12进入流化床净化器2中循环使用。
权利要求
1.一种垃圾焚烧尾气全面净化的方法，其步骤为①将燃烧设备排出的尾气经过缩放喷管加速后喷入以钙基脱除剂和吸附剂为床料的流化床净化器内并带动床料一起流化；②在尾气与床料共流化的过程中发生气、液、固强烈混合与充分的传热和传质，使尾气中的酸性气体如二氧化硫、三氧化硫、氯化氢、单质氯和氮氧化物等与钙基脱除剂床料发生中和反应，并使尾气中重金属和二恶英等超细颗粒在传质过程中被床料中吸附剂吸附；③反应和吸附后形成的物料留在脱除剂中以固体形式和未完全反应的床料一道随烟气送入气固分离器；④经气固分离器后，固体颗粒进入缓冲仓中，使90％以上的固体颗粒进入混合造粒器并与新鲜石灰粉、活性炭和少量水混合造粒，缓冲仓中多余的物体排出，净化后的洁净烟气通过引风机由烟囱达标排放；⑤混合造粒后的颗粒再进入流化床净化器中循环使用。
2.按照权利要求1所述的垃圾焚烧尾气全面净化的方法，其特征在于所述燃烧设备排出的烟气在流化床净化器中与床料流化速度设计为5-10m/s。
3.按照权利要求2所述的垃圾焚烧尾气全面净化的方法，其特征在于所述吸附剂为多孔物质，包括飞灰、活性炭及焦炭。
4.按照权利要求3所述的垃圾焚烧尾气全面净化的方法，其特征在于所述混合选粒直径范围为200um-500um。
5.一种实现权利要求1或4所述的垃圾焚烧尾气全面净化方法的装置，它包括以钙其脱除剂和吸附剂为床料的流化床净化器(2)、气固分离器(4)、缓冲仓(5)及混合造粒器(8)，其特征在于所述流化床净化器(2)的入口端设有可使尾气加速的缩放喷管(1)及床料入口(12)，缩放喷管(1)另一端与垃圾焚烧尾气入口(13)相接，床料入口(12)与混合造粒器(8)的出口相接，混合造粒器(8)置有多个配料入口并与给料机(7)相接，给料机(7)另一端与缓冲仓(5)相接，缓冲仓(5)上方及侧上方置有气固分离器(4)及排料机(6)，气固分离器(4)上方及侧上方置有净化气出口(14)及水平连接管(3)，水平连接管(3)另一端与流化床净化器(2)的出口端相接。
6.按照权利要求5所述的垃圾焚烧尾气全面净化方法的装置，其特征在于所述水平连接管(3)与气固分离器(4)连接处之间设有除尘器，该除尘器可以是布袋除尘器、旋风除尘器、静电除尘器或者是它们的有机组合体；所述净化气出口(14)中设有引风机。
7.按照权利要求6所述的垃圾焚烧尾气全面净化方法的装置，其特征在于所述混合造粒器(8)的多个配料入口为给水口(11)、活性炭给料口(10)及石灰粉给料口(9)
8.按照权利要求7所述的垃圾焚烧尾气全面净化方法的装置，其特征在于所述缩放喷管(1)的形状呈中间细、两端粗的双曲线圆管。
全文摘要
本发明公开了一种垃圾焚烧尾气全面净化的方法及其装置,它是将垃圾焚烧尾气经缩放喷管加速后喷入以钙基脱除剂和吸附剂为床料的循环流化床净化器内并带动床料一起流化,发生气、液、固强烈混合与充分的传热和传质,使尾气中的酸性气体及重金属和二恶英等超细颗粒在传质过程中发生中和反应及被吸附剂吸附。同现有技术相比,本发明工艺步骤简单,易于实现,净化效果显著,其装置结构紧凑,占地面积小,投资运行费用低。
文档编号C04B18/04GK1332334SQ0010987
公开日2002年1月23日 申请日期2000年7月10日 优先权日2000年7月10日
发明者姚强, 项光明, 廖洪强, 张金成, 刘惠永, 郑跃红, 孙俊民, 李定凯, 徐旭常 申请人:清华大学, 清华同方股份有限公司