[發明專利]分解垃圾焚燒發電產生的二噁英和臭氣及重金屬的裝置和方法

有效

• 申請號: 201610758989.1
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN106180152B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 唐光;唐龍飛;季進軍;唐銀鑫;王媛媛;唐金鑫;苗凡;蔣藝萱
• 申請（專利權）人: 唐龍飛
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;B09B5/00
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務所32110
• 代理人: 韓曉斌

1.分解垃圾焚燒發電產生的二噁英和臭氣及重金屬的裝置，分解裝置與垃圾焚燒裝置連接，垃圾焚燒裝置包括加料斗（1）、垃圾倉（2）、垃圾輸送機（6）、垃圾氣化爐（8）和儲氣罐（19），加料斗（1）安裝在垃圾倉（2）的上方，垃圾倉（2）設多個倉室，儲倉底部設計為斜坡形槽溝，其上有過濾網，垃圾倉內設有分檢機，垃圾氣化爐（8）設爐門（5）、加料口（7）和出灰口（9），垃圾氣化爐（8）底部安裝爐柵，爐柵上部即爐膛，垃圾輸送機（6）一端連接垃圾倉（2），垃圾輸送機（6）另一端通過加料口（7）連接垃圾氣化爐（8），垃圾氣化爐（8）通過輸氣管（10）連接儲氣罐（19）；其特征是：所述的分解裝置包括風機（4）、一號除塵器（11）、焦油罐（12）、脫硫塔（13）、重金屬分離器（14）、二號除塵器（15）和氣水分離器（16），在垃圾倉（2）和垃圾氣化爐（8）之間連接酸臭氣輸氣管（3），酸臭氣輸氣管（3）內安裝風機（4）；垃圾氣化爐（8）和儲氣罐（19）之間依次安裝由氣管相互連通的一號除塵器（11）、焦油罐（12）、脫硫塔（13）、重金屬分離器（14）、二號除塵器（15）和氣水分離器（16），重金屬分離器（14）采用物理和化學吸收法相結合方式，二號除塵器（15）為濕式除塵器，氣水分離器（16）和儲氣罐（19）之間的氣管上安裝吸風機（17）和閥門（18）；儲氣罐（19）經氣管連通燃氣發電機組（21），其氣管上安裝閥門（20）；燃氣發電機組（21）上連接余熱鍋爐（23），余熱鍋爐（23）上設安全閥（26）、排氣口（22）、供氣供暖管（24）和進水管（25）。

2.采用權利要求1所述的分解裝置分解垃圾焚燒發電產生的二噁英和臭氣及重金屬的方法，其特征是分解方法包括以下步驟：

（1）垃圾由加料斗加入垃圾倉，垃圾中酸性臭水從過濾網滲漏到底部槽溝內，由水泵抽出以2kg/cm2壓力噴咀噴出，以霧狀噴入垃圾氣化爐的底部爐柵下和氣化劑一起混合后進入爐膛助燃，同時增加燃氣中氫的含量，二氧化碳與水蒸汽被還原為一氧化碳和氫氣；

（2）垃圾倉形成負壓使臭氣不外泄，垃圾倉內的臭氣由風機抽出，以壓力4-7kpa吹入垃圾氣化爐的爐柵下，臭氣被火焰中心850-1000℃的爐膛高溫分解；

（3）垃圾的分類，城市生活中垃圾存在少量的磚、石、瓷片、玻璃片及金屬物質，設在垃圾倉內的分檢機在輸送過程中將垃圾分類檢出，包含磚、石、瓷片的非金屬雜物被破碎后混合于灰渣中制成道板磚供市政用，金屬則回收再生利用；

（4）分類后的垃圾由置于密封罩內的垃圾輸送機送至垃圾氣化爐的加料口，每小時投料折干基4-5噸；

（5）垃圾熱解氣化反應，垃圾在氣化爐的爐膛內焚燒時火焰中心溫度在850-1000℃，酸性臭水和臭氣被第一次高溫分解，熱氣流繼續上升，其溫度在750-850℃，與上部垃圾可燃部分接觸進行熱化學反應，反應生成的氣體燃燒后由氣化爐上部引出，爐體冷卻水溫由自動控制閥控制在90-95℃，冷卻水套設有安全閥無水或壓力超高自動報警，壓力超限為0.1kg/cm2，平均每噸干基垃圾產燃氣1450m3，熱值1500kcal/m3，甲烷29.43%，氫12.8%，氧1.92%，一氧化碳2.78%，硫化氫0.3%；灰渣由爐柵底部排出制造板磚；燃氣由爐體上部引出，氣流量5800-7250m3，壓力10-15kpa，溫度400-500℃；輸氣管內裝循環水冷卻管，溫度控制在320-380℃；

（6）垃圾氣化爐產生的可燃氣成分除了可供燃燒的甲烷、氫和一氧化碳，還有二噁英、硫化氫有害氣體；燃氣屬于易燃易爆氣體，采用火焰冷壁熄滅阻火、濕式水封阻火、細水霧伴送措施，確保輸氣管線安全運行；

（7）除塵燃氣中顆粒狀微塵含量較大，采用離心式除塵器，同時將燃氣冷卻，溫度降至360-400℃，處理流量5800-7250Nm3/h，除塵率≥90%，除塵臨界直徑6-10.2um，工作溫度320-380℃，工作壓力≤4kpa，壓力損失≤200pa，水封高度600mmH₂O；

（8）燃氣中的焦油霧滴及灰塵被極化，匯集到極管管壁，自流至焦油罐除焦，工藝條件：氣量5800-7250 Nm3/h，氣速1-1.5 m/s，進氣口燃氣溫度80-120℃，電場斷面6 m2，沉淀面積233.8 m2，凈化前燃氣中焦油含量86-180 mg/Nm³，凈化后燃氣中焦油含量8.5-21.5 mg/Nm³，凈化率95-99.5%；

（9）燃氣進入脫硫塔底部與脫硫劑逆流接觸，絕大部分H₂S被脫硫液吸收，燃氣溫度控制在35-45℃，壓力10-15kpa，凈化后燃氣經捕滴器除去液滴，燃氣中H₂S脫硫前0.14% mg/Nm3，脫硫后燃氣中H₂S0.01-0.008%mg/Nm3，脫硫效率達99.5%；

（10）重金屬存在于垃圾中，常見含鉛、鐵、鉻，經焚燒后殘剩的金屬蒸發成氣態微?；祀s在燃氣中，燃氣在離心風機吸引下進入重金屬分離器的塔內與噴淋水霧接觸，降濕和加溫，使之電阻率降低，微粒鉛、鐵、鉻塵增濕后在慣性碰撞及熱效應綜合作用下凝聚成較大的顆粒被去除；處理氣量5800-7250Nm3/h，氣體過濾速度為0.99-1.8m/s，除塵率達95% 以上；

（11）燃氣被風機壓入二號除塵器，處理氣量5800-8500Nm³/h捕集的顆粒含塵氣體流速60-90m/s，直徑0.05-0.1um 液體比0.3-1.5 L/m3，50%分離臨界粒徑0.1um，噴嘴數6個，耗水量0.12 L/s，水泵壓力小，壓力損失570 pa，除塵率99%；

（12）燃氣中殘留的水分采用組合旋風式的氣水分離器進行氣水分離，對5-10um的塵粒和液滴去除效率達99.95%，過濾分離效果對≥0.3um 的固體顆粒去除率達99.9%，分離顆粒大于0.05um的液滴，分離后的壓降小于0.04MPa，濾芯起始壓降小于0.01MPa，設備總的起始壓降小于0.05MPa，濾芯工作允許壓降0.15MPa，濾芯結構強度大于0.5MPa；

（13）凈化后的燃氣由羅茨風機壓入儲氣罐中儲存，燃氣在儲氣罐中進一步得以沉淀，同時也穩定氣源氣壓力，冷卻燃氣溫度，儲氣罐進氣口和排出口皆有閥門控制，儲氣罐容量1000m3×2，罐中氣壓穩定15kpa，壓力變化率≤1kpa/min，變化速率≤5%/min，雜質粒度≤5um，雜質含量≤30mg/Nm3，水分含量≤35mg/Nm3，溫度≤40℃，含H₂S≤20mg/Nm3，焦油含量≤20mg/Nm3。