專利名稱：一種固體廢物焚燒煙氣中二噁英、重金屬濕法凈化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固體廢物焚燒煙氣中二噁英、重金屬濕法凈化方法。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外公知的固體廢物焚燒煙氣中二噁英、重金屬凈化技術(shù)主要包括濕法洗 滌、干法/半干法石灰脫酸后噴射活性炭等吸附劑再結(jié)合布袋除塵器除塵、以及布袋除塵 器除塵結(jié)合活性炭吸附床等方式。濕法洗滌在瑞典等歐洲國家采用較多，二噁英去除效率非常高，煙氣出口二噁英 濃度可以達(dá)到0. Ing TEQ/Nm3以下、重金屬濃度也低于大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)值；但是該方法 產(chǎn)生大量廢水，廢水的處理工藝復(fù)雜，運(yùn)行成本高。干法/半干法石灰脫酸后噴射活性炭等吸附劑再結(jié)合布袋除塵器除塵工藝在國 內(nèi)外的應(yīng)用非常廣泛。對(duì)于發(fā)達(dá)國家而言，由于垃圾采用分類收集的方式，垃圾含水率25% 左右，明顯低于國產(chǎn)垃圾40 %以上的含水率；而垃圾熱值達(dá)到2500kcal/kg以上，明顯高 于國產(chǎn)垃圾lOOOkcal/kg的垃圾熱值，因此其焚燒工況比較穩(wěn)定，原始煙氣中二噁英和重 金屬的含量均較低。對(duì)于發(fā)達(dá)國家的垃圾焚燒而言，采用活性炭噴射結(jié)合布袋除塵器除塵 的組合工藝通常能夠滿足0. IngTEQ/Nm3的二噁英排放要求，重金屬的煙氣排放濃度也能達(dá) 標(biāo)。對(duì)于中國混合收集的生活垃圾焚燒而言，是很難同時(shí)滿足二噁英和重金屬排放要求的。 我國已有的焚燒爐排放狀況表明，對(duì)于大型的現(xiàn)代化的垃圾焚燒發(fā)電廠，煙氣中二噁英的 排放濃度可以達(dá)到Ing TEQ/Nm3以下，滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB18485-2001的要求，但是對(duì)于0. Ing TEQ/Nm3的二噁英排放要求較難滿足，揮發(fā)性重金屬排放常常超標(biāo)；對(duì)于醫(yī)療廢物焚燒爐和 工業(yè)危險(xiǎn)廢物焚燒爐而言，二噁英排放濃度通常高于Ing TEQ/Nm3，不能滿足GB18484-2001 的污染控制要求，重金屬汞的超標(biāo)也較嚴(yán)重。布袋除塵器除塵結(jié)合活性炭吸附床的組合工藝，其二噁英和重金屬的凈化效果還 不及活性炭噴射結(jié)合布袋除塵器的組合工藝。在國內(nèi)醫(yī)療廢物焚燒場(chǎng)有少數(shù)應(yīng)用，但效果 不是很理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題就在于克服現(xiàn)有固體廢物焚燒煙氣中二噁英、重金屬 凈化方法存在的問題和不足，提供一種固體廢物焚燒煙氣中二噁英、重金屬濕法凈化方法， 它工藝簡單、運(yùn)行費(fèi)用較低，而且能滿足煙氣二噁英排放濃度低于0. Ing TEQ/Nm3要求、重 金屬排放低于相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)限值的要求。為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明一種固體廢物焚燒煙氣中二噁英、重金屬濕法凈化方法，所述方法包括兩 級(jí)鼓泡反應(yīng)和一級(jí)活性炭吸附。具體的，所述方法為固體廢物焚燒爐高溫?zé)煔饨禍睾螅紫冉?jīng)過第一級(jí)鼓泡反應(yīng)器，去除煙氣中60 80%的顆粒物、60 70%的酸性氣體、50 70%的二噁英、50 70%的重金屬，再經(jīng)過第 二級(jí)鼓泡反應(yīng)器，去除煙氣中殘余的顆粒物、重金屬、酸性氣體和二噁英，凈化后的煙氣經(jīng) 除濕器后，經(jīng)活性炭吸附塔凈化，經(jīng)引風(fēng)機(jī)排入大氣；第一級(jí)和第二級(jí)鼓泡反應(yīng)器中均含有 堿性藥劑和硫化物的凈化液。所述鼓泡反應(yīng)器為一個(gè)方形的或圓形的反應(yīng)器，反應(yīng)器設(shè)置有一根主管道，反應(yīng) 器內(nèi)設(shè)置有一個(gè)氣體分布器，所述氣體分布器設(shè)置有4 10排分支管道、每排分支管道設(shè) 置有3 6根支管，每根支管的直徑均為主管道直徑的1/2 1/3 ；每根支管的下部均開設(shè) 有小孔，開孔率為20 50%，孔徑為5 15mm。一級(jí)鼓泡反應(yīng)器內(nèi)的操作壓力為一個(gè)大氣壓，氣體停留時(shí)間為1 2秒，氣體溫度 由 850 1000°C 降低到 550-6500C ο二級(jí)鼓泡反應(yīng)器內(nèi)的操作壓力為一個(gè)大氣壓，氣體停留時(shí)間為2 3秒，氣體溫度 由 550-650°C降低到 70-90°C。所述堿性藥劑為重量濃度為2 20%的氫氧化鈉、生石灰或重量濃度為2 20% 的碳酸鈉溶液。
所述硫化物為10 IOOOppm的硫化鈉或10 IOOOppm的硫化鉀溶液。第一級(jí)鼓泡反應(yīng)器和第二級(jí)鼓泡反應(yīng)器排放的廢液經(jīng)補(bǔ)充藥劑、石灰沉降后再 生，實(shí)現(xiàn)凈化液的循環(huán)利用。所述補(bǔ)充藥劑為堿性藥劑和含硫藥劑；所述堿性藥劑為氫氧化鈉、生石灰或碳酸 鈉，所述含硫藥劑為硫化鈉或硫化鉀。本發(fā)明通過兩級(jí)鼓泡反應(yīng)，通過一根主管道將高溫?zé)煔庖牍呐莘磻?yīng)器，來自主 管道的高溫?zé)煔膺M(jìn)入兩級(jí)鼓泡反應(yīng)器通過氣體分布器、均勻進(jìn)入，再經(jīng)小孔激射出來，與反 應(yīng)器內(nèi)的凈化液高速湍流混合，經(jīng)物理、化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)污染物的凈化，凈化后的煙氣從反應(yīng) 器頂部離開。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果(1)不產(chǎn)生焚燒飛灰?，F(xiàn)在普遍采用的干法/半干法除酸、活性炭噴射結(jié)合布袋除 塵器組合工藝，產(chǎn)生相當(dāng)于原生垃圾總量3 10%的飛灰。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了酸性氣體的高效 水洗脫除，煙氣中的顆粒物進(jìn)入水溶液中經(jīng)石灰沉降去除。(2) 二噁英排放濃度低。本發(fā)明可以確保煙氣二噁英排放濃度低于0. Ing TEQ/ Nm3,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家焚燒標(biāo)準(zhǔn)GB18484-2001及GB18485-2001的二噁英排放限值Ing TEQ/ Nm30對(duì)于中國的垃圾特性而言，采用通常的“活性炭噴射結(jié)合布袋除塵器”組合工藝很難達(dá) 到0. Ing TEQ/Nm3的二噁英排放濃度要求。(3)重金屬排放濃度極低。煙氣中的重金屬經(jīng)水溶液中的硫化物反應(yīng)后轉(zhuǎn)化為穩(wěn) 定的重金屬硫化物而被高效去除。(4)實(shí)現(xiàn)水溶液的循環(huán)利用。鼓泡反應(yīng)器定期排出的廢液經(jīng)石灰反應(yīng)、沉降后，堿 性得到恢復(fù)，可以循環(huán)利用。


圖1為本發(fā)明具體實(shí)施方式
中所述方法的裝置示意圖。圖2是本發(fā)明所述鼓泡反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中1、經(jīng)換熱器降溫后的煙氣；2、一級(jí)鼓泡反應(yīng)器；3、二級(jí)鼓泡反應(yīng)器；4、除 濕器；5、活性炭吸附塔；6、溶液再生池；7、藥劑補(bǔ)充池；8、污泥；9、可循環(huán)使用的再生溶液； 10、補(bǔ)充藥劑。圖2中11、主管道；12、分支管道；13、凈化后的煙氣。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例1如圖1所示，固體廢物焚燒爐高溫?zé)煔饨?jīng)換熱器降溫為溫度為850-1000°C的焚燒 煙氣1，以流速為5-lOm/s的速度進(jìn)入一級(jí)鼓泡反應(yīng)器2，一級(jí)鼓泡反應(yīng)器內(nèi)的操作壓力為 一個(gè)大氣壓，氣體停留時(shí)間為1 2秒，氣體溫度降低到550-650°C，在一級(jí)鼓泡反應(yīng)器中去 除煙氣中60 80%的顆粒物、60 70%的酸性氣體、50 70%的二噁英、50 70%的重 金屬；再經(jīng)過第二級(jí)鼓泡反應(yīng)器3，二級(jí)鼓泡反應(yīng)器內(nèi)的操作壓力為一個(gè)大氣壓，氣體停留 時(shí)間為2 3秒，氣體溫度降低到70-90°C，去除煙氣中殘余的顆粒物、重金屬、酸性氣體和 二噁英。第一級(jí)和第二級(jí)鼓泡反應(yīng)器中均含有堿性藥劑和硫化物的凈化液。堿性藥劑為重量濃度為2 20%的氫氧化鈉、生石灰或重量濃度為2 20%的碳 酸鈉溶液。硫化物為10 IOOOppm的硫化鈉或10 IOOOppm的硫化鉀溶液。一級(jí)和二級(jí)鼓泡反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)如圖2所示，它為一個(gè)圓形或方形反應(yīng)器，反應(yīng)器 設(shè)置有一根主管道11，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有一個(gè)氣體分布器12，所述氣體分布器設(shè)置有4 10 排分支管道、每排分支管道設(shè)置有3 6根支管，每根支管的直徑均為主管道直徑的1/2 1/3 ；每根支管的下部均開設(shè)有小孔，開孔率為20 50%，孔徑為5 15mm。來自主管道的 高溫?zé)煔膺M(jìn)入分支管道，再經(jīng)小孔激射出來，與反應(yīng)器內(nèi)的含有堿性藥劑和硫化物的凈化 液高速湍流混合，經(jīng)物理、化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)污染物的凈化，凈化后的煙氣13從反應(yīng)器頂部離 開。如圖1所示，從二級(jí)鼓泡反應(yīng)器出來的煙氣進(jìn)入除濕器4，去除煙氣中夾帶的霧沫 和水滴；經(jīng)活性炭吸附塔5凈化后，煙氣由引風(fēng)機(jī)經(jīng)煙@排入大氣，其二噁英濃度已經(jīng)低于 0. Ing TEQ/Nm3，重金屬排放濃度低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)。如圖1所示，由一級(jí)鼓泡反應(yīng)器和二級(jí)鼓泡反應(yīng)器排出的廢液流入溶液再生池6， 經(jīng)石灰沉淀，去除廢液中的顆粒物，恢復(fù)溶液堿性；從再生池溢流出來的溶液進(jìn)入藥劑補(bǔ)充 池7，加入補(bǔ)充藥劑10補(bǔ)充溶液中的硫化物濃度，恢復(fù)溶液的重金屬脫除功能，實(shí)現(xiàn)溶液的 循環(huán)利用?？裳h(huán)使用的再生溶液9循環(huán)利用于一級(jí)鼓泡反應(yīng)器和二級(jí)鼓泡反應(yīng)器。從溶 液再生池定期排出污泥8。補(bǔ)充藥劑為氫氧化鈉、生石灰、碳酸鈉等堿性藥劑，以及硫化鈉、硫化鉀等含硫藥 劑。最后應(yīng)說明的是顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并 非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做 出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引 伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
一種固體廢物焚燒煙氣中二噁英、重金屬濕法凈化方法，其特征在于所述方法包括兩級(jí)鼓泡反應(yīng)和一級(jí)活性炭吸附。
2.如權(quán)利要求1所述的固體廢物焚燒煙氣中二噁英、重金屬濕法凈化方法，其特征在 于所述方法為固體廢物焚燒爐高溫?zé)煔饨禍睾?，首先?jīng)過第一級(jí)鼓泡反應(yīng)器，去除煙氣 中60 80 %的顆粒物、60 70 %的酸性氣體、50 70 %的二噁英、50 70 %的重金屬，再 經(jīng)過第二級(jí)鼓泡反應(yīng)器，去除煙氣中殘余的顆粒物、重金屬、酸性氣體和二噁英，凈化后的 煙氣經(jīng)除濕器后，再經(jīng)活性炭吸附塔凈化；第一級(jí)和第二級(jí)鼓泡反應(yīng)器中均含有堿性藥劑 和硫化物的凈化液。
3.如權(quán)利要求2所述的固體廢物焚燒煙氣中二噁英、重金屬濕法凈化方法，其特征在 于所述鼓泡反應(yīng)器為一個(gè)方形的或圓形的反應(yīng)器，反應(yīng)器設(shè)置有一根主管道，反應(yīng)器內(nèi) 設(shè)置有一個(gè)氣體分布器，所述氣體分布器設(shè)置有4 10排分支管道、每排分支管道設(shè)置有 3 6根支管，每根支管的直徑均為主管道直徑的1/2 1/3 ；每根支管的下部均開設(shè)有小 孔，開孔率為20 50%，孔徑為5 15mm。
4.如權(quán)利要求3所述的固體廢物焚燒煙氣中二噁英、重金屬濕法凈化方法，其特征在 于一級(jí)鼓泡反應(yīng)器內(nèi)的操作壓力為一個(gè)大氣壓，氣體停留時(shí)間為1 2秒，氣體溫度降低 到 550 650 0C ο
5.如權(quán)利要求4所述的固體廢物焚燒煙氣中二噁英、重金屬濕法凈化方法，其特征在 于二級(jí)鼓泡反應(yīng)器內(nèi)的操作壓力為一個(gè)大氣壓，氣體停留時(shí)間為2 3秒，氣體溫度降低 到 70 90"C。
6.如權(quán)利要求5所述的固體廢物焚燒煙氣中二噁英、重金屬濕法凈化方法，其特征在 于所述堿性藥劑為重量濃度為2 20%的氫氧化鈉、生石灰或重量濃度為2 20%的碳 酸鈉溶液。
7.如權(quán)利要求6所述的固體廢物焚燒煙氣中二噁英、重金屬濕法凈化方法，其特征在 于所述硫化物為10 IOOOppm的硫化鈉或10 IOOOppm的硫化鉀溶液。
8.如權(quán)利要求7的固體廢物焚燒煙氣中二噁英、重金屬濕法凈化方法，其特征在于第 一級(jí)鼓泡反應(yīng)器和第二級(jí)鼓泡反應(yīng)器排放的廢液經(jīng)補(bǔ)充藥劑、石灰沉降后再生，實(shí)現(xiàn)凈化 液的循環(huán)利用。
9.如權(quán)利要求8所述的固體廢物焚燒煙氣中二噁英、重金屬濕法凈化方法，其特征在 于所述補(bǔ)充藥劑為堿性藥劑和含硫藥劑；所述堿性藥劑為氫氧化鈉、生石灰或碳酸鈉，所 述含硫藥劑為硫化鈉或硫化鉀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種固體廢物焚燒煙氣中二噁英、重金屬濕法凈化方法，所述方法為固體廢物焚燒爐高溫?zé)煔饨禍睾?，首先?jīng)過第一級(jí)鼓泡反應(yīng)器，去除煙氣中60～80％的顆粒物、60～70％的酸性氣體、50～70％的二噁英、50～70％的重金屬，再經(jīng)過第二級(jí)鼓泡反應(yīng)器，去除煙氣中殘余的顆粒物、重金屬、酸性氣體和二噁英，凈化后的煙氣經(jīng)除濕器后，經(jīng)活性炭吸附塔凈化，經(jīng)引風(fēng)機(jī)排入大氣；第一級(jí)和第二級(jí)鼓泡反應(yīng)器中均含有堿性藥劑和硫化物。本發(fā)明工藝簡單、運(yùn)行費(fèi)用較低，而且能滿足煙氣二噁英排放濃度低于0.1ng TEQ/Nm3要求、重金屬排放低于相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)限值的要求。
文檔編號(hào)B01D53/64GK101822942SQ201010182718
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者丁維桂, 劉陽生, 呂夫龍, 王樂民, 耿得喜 申請(qǐng)人:劉陽生;丁維桂