一种飞灰脱除二噁英设备的制作方法

1.本实用新型涉及生活垃圾焚烧飞灰处理技术领域，具体涉及一种飞灰脱除二噁英设备。


背景技术：

2.生活垃圾焚烧飞灰(以下简称“飞灰”)是生活垃圾焚烧设施的烟气净化系统捕集物和烟道及烟囱底部沉降的底灰。飞灰中富集了多种有毒有害物质如重金属、二噁英类、氯盐等，因此被列入《国家危险废物名录》，其废物类别为hw18，废物编号为772
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002
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18。gb/t1134
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2020《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范(试行)》中规定：“应控制飞灰处理产物中的二噁英类含量，可采用低温热分解、高温烧结和高温熔融等二噁英类分解技术，处理产物中二噁英类残留的总量应不超过50ng
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teq/kg(以飞灰干重计)。”3.目前我国焚烧飞灰的处置受到处置成本的限制，高温熔融、机械球磨、气相化学还原、等离子体、超临界水氧化等高处置成本的技术很难在短期内推广应用。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于：针对上述存在的问题，本实用新型提供一飞灰脱除二噁英设备，通过在飞灰脱除二噁英系统中设置催化剂混合装置，使得飞灰与催化剂充分混合后通过绝氧加热进行高效低温热解，获得解毒飞灰。本实用新型提供的工艺系统简洁、高效，装置少，可低成本的实现焚烧飞灰中二噁英去除要求。
5.本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种飞灰脱除二噁英设备，包括顺次连接的飞灰料仓、二噁英脱除装置、出料输送装置和解毒飞灰料仓，还包括设置于飞灰料仓与二噁英脱除装置之间的催化剂混合装置，所述催化剂混合装置包括壳体、转轴和搅拌碎料部，所述转轴竖直设置于壳体内，所述搅拌碎料部沿转轴长度方向设置。
7.由于采用了上述技术方案，通过在飞灰脱除二噁英设备中设置催化剂混合装置，将飞灰与催化剂充分混合，在二噁英脱除装置内催化剂可以为二噁英脱除反应提供活性物质促进飞灰脱氯和缩合反应，从而使飞灰能够进行高效低温热解，获得解毒飞灰；由于飞灰在运输过程中可能凝结成飞灰块，导致催化剂无法与飞灰充分混合，影响二噁英脱除效率，用转轴带动搅拌碎料部，将进入催化剂混合装置内的飞灰块打散，使得飞灰能够与催化剂充分混合。
8.所述搅拌碎料部包括叶片和若干连接杆，若干所述连接杆沿转轴长度方向均匀设置，所述叶片为双螺旋结构，并通过连接杆与转轴固定连接。
9.由于采用了上述技术方案，连接杆可以使叶片相距转轴一定的距离，增大搅拌碎料部的作用区域范围，同时飞灰沿叶片和转轴之间的间隙下降时，转动的连接杆也可发挥打散飞灰块和搅拌的作用，确保飞灰与催化剂混合充分；叶片为双螺旋结构可提高搅拌效率。
10.所述催化剂混合装置还包括若干催化剂喷洒口，所述催化剂喷洒口设置于壳体的中上部并沿壳体周向均匀分布，所述催化剂喷洒口向壳体内均匀喷洒催化剂。
11.由于采用了上述技术方案，防止催化剂喷洒不均影响后序反应中二噁英的脱除效率。
12.所述催化剂混合装置还包括飞灰导板，所述飞灰导板设置于飞灰进料口与搅拌碎料部之间，所述飞灰导板沿壳体周向环绕，并与水平方向形成向下的倾角。
13.由于采用了上述技术方案，飞灰导板将飞灰沿倾角导向搅拌碎料部，避免大量飞灰沿壳体滑落，无法进入搅拌碎料部的作用范围；同时飞灰导板还能起到防止飞灰倒流的现象。
14.所述二噁英脱除装置的烟气出口处设有旋风分离器，所述旋风分离器的烟气出口连接烟气进化系统、物料出口连接并返回二噁英脱除装置。
15.由于采用了上述技术方案，通过旋风分离器对二噁英脱除装置产生的烟气进行分离，分离后的气体通过旋风分离器的烟气出口进入烟气进化系统、分离后的固体颗粒通过旋风分离器的物料出口返回二噁英脱除装置，使得固体颗粒可以被二次热解，且排出得废气含烟量少，避免对环境造成污染。
16.所述旋风分离器的物料出口下方连接有氮气增压装置，所述氮气增压装置与物料出口之间设有阀门a、与二噁英脱除装置之间设有阀门b；所述二噁英脱除装置、旋风分离器和氮气增压装置之间形成自回流回路。
17.由于采用了上述技术方案，飞灰在无法自回流时，关闭阀门a，通入氮气增加氮气增压装置内的压力，使飞灰回流到二噁英脱除装置中；同时，氮气一同进入二噁英脱除装置中作为绝氧的载气。
18.所述二噁英脱除装置的入料口和出料口处分别设有进料气锁阀和出料气锁阀，所述进料气锁阀与出料气锁阀之间为绝氧环境。
19.由于采用了上述技术方案，通过设置进料气锁阀和出料气锁阀，保证二噁英脱除装置内为绝氧状态。
20.所述二噁英脱除装置包括外壳体和内腔，所述入料口和出料口分别设置于内腔两端，所述外壳体和内腔之间形成加热通道，加热气体通过加热通道绝氧加热内腔。
21.由于采用了上述技术方案，使得二噁英脱除装置为绝氧式加热，有效提高飞灰二噁英脱除的效率。
22.所述出料输送装置为出料螺旋输送机。
23.由于采用了上述技术方案，使用出料螺旋输送机，结构简单、密封性好、操作方便、维修容易、便于封闭运输，避免解毒飞灰在运输过程中泄漏，污染环境。
24.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
25.1、本实用新型的催化剂混合装置使飞灰与催化剂能够充分混合，实现高效低温热解，获得解毒飞灰。
26.2、本实用新型提供的工艺系统简洁、高效，装置少，可低成本的实现焚烧飞灰中二噁英去除要求。
27.3、本实用新型保证二噁英脱除装置内为绝氧状态，有效提高飞灰二噁英脱除的效率。
28.4、本实用新型使得固体颗粒可以被二次热解，且排出得废气含烟量少，避免对环境造成污染。
29.5、本实用新型通入氮气确保旋风分离器中的固体颗粒能够自回流，氮气一同进入二噁英脱除装置中作为绝氧的载气。
附图说明
30.图1是本实用新型的飞灰脱除二噁英系统工艺流程图；
31.图2是本实用新型的飞灰脱除二噁英系统结构示意图；
32.图3是本实用新型催化剂混合装置结构示意图。
33.图中标记：1
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搅拌碎料部，2
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催化剂喷洒口，3
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飞灰导板，4
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飞灰进料口， 5
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飞灰料仓，6
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二噁英脱除装置，7
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出料输送装置，8
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解毒飞灰料仓，9
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催化剂混合装置，10
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烟气进化系统，11
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旋风分离器，12
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氮气增压装置，13
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阀门a，14
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阀门b，15
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进料气锁阀，16
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出料气锁阀，101
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连接杆，102
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叶片，601
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外壳体，602
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内腔，603
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加热通道。
具体实施方式
34.下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
35.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
36.实施例1
37.一种飞灰脱除二噁英设备，如图1
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3所示，包括顺次连接的飞灰料仓5、二噁英脱除装置6、出料输送装置7和解毒飞灰料仓8，还包括设置于飞灰料仓与二噁英脱除装置之间的催化剂混合装置9，所述催化剂混合装置9包括壳体、转轴和搅拌碎料部1，所述转轴竖直设置于壳体内，所述搅拌碎料部1沿转轴长度方向设置。具体地说，通过在飞灰脱除二噁英设备中设置催化剂混合装置，将飞灰与催化剂充分混合，优选地，催化剂中包含有脱硫石灰粉cao、 ca(oh)2和caco3、mgo、二氧化锰、二氧化硅、na2co3和柠檬酸钠，含脱硫石灰粉cao、ca(oh)2和caco3作为含ca化合物，包含mgo、二氧化锰、二氧化硅作为过渡金属氧化物，na2co3、柠檬酸钠作为碱性物质，催化剂中的含ca 化合物及过渡金属氧化物等作为二噁英脱除反应的活性物质，催化剂中的碱性物质可以促进飞灰脱氯和缩合反应，从而使飞灰能够进行高效低温热解，获得解毒飞灰；由于飞灰在运输过程中可能凝结成飞灰块，导致催化剂无法与飞灰充分混合，影响二噁英脱除效率，用转轴带动搅拌碎料部1，将进入催化剂混合装置9内的飞灰块打散，使得飞灰能够与催化剂充分混合。
38.所述搅拌碎料部1包括叶片102和若干连接杆101，若干所述连接杆101 沿转轴长度方向均匀设置，所述叶片102为双螺旋结构，并通过连接杆101与转轴固定连接。具体地说，连接杆101可以使叶片102相距转轴一定的距离，增大搅拌碎料部1的作用区域范围，同时飞灰沿叶片102和转轴之间的间隙下降时，转动的连接杆101也可发挥打散飞灰块和搅拌的作用，确保飞灰与催化剂混合充分；叶片102为双螺旋结构可提高搅拌效率。
39.所述催化剂混合装置还包括若干催化剂喷洒口2，所述催化剂喷洒口2设置于壳体的中上部并沿壳体周向均匀分布，所述催化剂喷洒口2向壳体内均匀喷洒催化剂。防止催化
剂喷洒不均影响后序反应中二噁英的脱除效率。
40.所述催化剂混合装置还包括飞灰导板3，所述飞灰导板3设置于飞灰进料口4与搅拌碎料部1之间，所述飞灰导板3沿壳体周向环绕，并与水平方向形成向下的倾角。具体地说，飞灰导板3将飞灰沿倾角导向搅拌碎料部1，避免大量飞灰沿壳体滑落，无法进入搅拌碎料部1的作用范围；同时飞灰导板3还能起到防止飞灰倒流的现象。
41.所述二噁英脱除装置的烟气出口处设有旋风分离器11，所述旋风分离器 11的烟气出口连接烟气进化系统10、物料出口连接并返回二噁英脱除装置6。具体地说，通过旋风分离器11对二噁英脱除装置6产生的烟气进行分离，分离后的气体通过旋风分离器11的烟气出口进入烟气进化系统10、分离后的固体颗粒通过旋风分离器11的物料出口返回二噁英脱除装置6，使得固体颗粒可以被二次热解，且排出得废气含烟量少，避免对环境造成污染。
42.所述旋风分离器11的物料出口下方连接有氮气增压装置12，所述氮气增压装置12与物料出口之间设有阀门a13、与二噁英脱除装置6之间设有阀门 b14；所述二噁英脱除装置6、旋风分离器11和氮气增压装置12之间形成自回流回路。具体地说，飞灰在无法自回流时，关闭阀门a13，通入氮气增加氮气增压装置12内的压力，使飞灰回流到二噁英脱除装置6中；同时，氮气一同进入二噁英脱除装置6中作为绝氧的载气。
43.所述二噁英脱除装置6的入料口和出料口处分别设有进料气锁阀15和出料气锁阀16，所述进料气锁阀15与出料气锁阀16之间为绝氧环境。保证二噁英脱除装置6内为绝氧状态。
44.所述二噁英脱除装置6包括外壳体601和内腔602，所述入料口和出料口分别设置于内腔602两端，所述外壳体601和内腔602之间形成加热通道603，加热气体通过加热通道603绝氧加热内腔602。具体地说，二噁英脱除装置6 为绝氧式加热，可有效提高飞灰二噁英脱除的效率。
45.所述出料输送装置7为出料螺旋输送机。使用出料螺旋输送机，结构简单、密封性好、操作方便、维修容易、便于封闭运输，避免解毒飞灰在运输过程中泄漏，污染环境。
46.相应的，本实施例还公开了一种飞灰脱除二噁英方法，包括以下步骤：
47.a.将氮气通入二噁英脱除装置6内，在二噁英脱除装置6内部形成绝氧环境；
48.b.将飞灰料仓5储存的飞灰给入催化剂混合装置9中，与催化剂按照4:1的比例充分混合后得到飞灰混合物，通过进料气锁阀15给入二噁英脱除装置6；
49.c.在二噁英脱除装置6中，通过外热绝氧式加热将飞灰混合物加热至450℃，反应时间为15min，使二噁英脱除，获得解毒飞灰；
50.d.解毒飞灰通过出料气锁阀16进入出料螺旋输送机中，经出料螺旋输送机输送至解毒飞灰料仓8。
51.处理后二噁英类残留的总量为6ng
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teq/kg(以飞灰干重计)。
52.本文中应用了具体的实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
53.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者
是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。
54.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。