首页 / 专利库 / 炉窑 / 工业窑炉 / 阻滞二恶英类物质生成的阻滞剂加入系统和方法

阻滞二恶英类物质生成的阻滞剂加入系统和方法

阅读:12发布:2021-09-25

专利汇可以提供阻滞二恶英类物质生成的阻滞剂加入系统和方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种垃圾焚烧系统阻滞二恶英类物质生成的阻滞剂加入系统和方法,所述阻滞剂加入系统包括阻滞剂加入装置和控制装置,阻滞剂加入装置设置有料仓、防结拱单元和输送单元,料仓用于存储阻滞剂,防结拱单元用于防止阻滞剂在料仓内架桥或结拱,输送单元用于将料仓中的阻滞剂输送至垃圾焚烧系统相应的阻滞剂加入点;控制装置用于对阻滞剂加入装置的所有单元及阻滞剂的工况进行监控,并采集相关的压 力 参数、 温度 参数和/或流量参数,为监控过程提供运行依据和反馈。本发明方案可在垃圾焚烧系统的多个阻滞剂加入点以多种形式投加阻滞剂,因此可适用于各类不同的垃圾焚烧系统,对于阻滞剂的形态、加入量、种类也有很好的适应性。,下面是阻滞二恶英类物质生成的阻滞剂加入系统和方法专利的具体信息内容。

1.一种垃圾焚烧系统阻滞二恶英类物质生成的阻滞剂加入系统,其特征在于,所述阻滞剂加入系统包括阻滞剂加入装置和控制装置,其中:
所述阻滞剂加入装置设置有料仓、防结拱单元和输送单元,所述料仓用于存储所述阻滞剂;所述防结拱单元用于防止所述阻滞剂在料仓内架桥或结拱;所述输送单元用于将所述料仓中的阻滞剂输送至所述垃圾焚烧系统相应的阻滞剂加入点;
所述控制装置设置有工作站和监控仪表,所述工作站用于对所述阻滞剂加入装置的所有单元以及所述阻滞剂的投加工况进行监控,并实时显示所述阻滞剂加入装置的运行状况以及监控仪表的信号;所述监控仪表用于监控所述阻滞剂加入装置的压参数、温度参数和/或流量参数,为所述工作站提供运行依据和反馈。
2.如权利要求1所述的阻滞剂加入系统,其特征在于,所述阻滞剂加入系统包括一套控制装置以及一套或一套以上的阻滞剂加入装置,并由该控制装置监控所有阻滞剂加入装置的运行。
3.如权利要求2所述的阻滞剂加入系统,其特征在于:
所述料仓为全封闭设计,容量为能够保存2~10天用量的阻滞剂;和/或
所述防结拱单元为搅拌器、流化空气设备、机械振打设备或空气炮设备。
4.如权利要求2所述的阻滞剂加入系统,其特征在于:
所述输送单元为给料部件,所述给料部件的出口直接设置于所述垃圾焚烧系统相应的阻滞剂加入点;或
所述输送单元设置有给料部件和传输部件,所述给料部件用于将所述料仓出口的阻滞剂传递至所述传输部件;所述传输部件用于将所述给料部件输出的阻滞剂传输至所述垃圾焚烧系统相应的阻滞剂加入点。
5.如权利要求4所述的阻滞剂加入系统,其特征在于:
所述给料部件为容积式给料机,其中,所述容积式给料机为螺旋给料机、圆盘给料机、称重给料机或星型给料机;
所述传输部件为气力输送部件或机械输送部件;其中,所述气力输送部件为机、压缩空气或所述垃圾焚烧系统的负压吸送部件。
6.如权利要求1或2所述的阻滞剂加入系统,其特征在于:
所述阻滞剂为硫基阻滞剂或基阻滞剂;其中,所述硫基阻滞剂为硫磺或高硫;所述钙基阻滞剂为化钙、氢氧化钙或酸钙;和/或
所述垃圾焚烧系统为循环流化床垃圾焚烧系统、炉排炉回转窑炉或热解炉;和/或
所述垃圾焚烧系统的焚烧对象为生活垃圾、工业垃圾、医疗垃圾和/或危险废弃物。
7.如权利要求6所述的阻滞剂加入系统,其特征在于,所述垃圾焚烧系统为循环流化床垃圾焚烧系统;所述垃圾焚烧系统相应的阻滞剂加入点为所述垃圾焚烧系统的垃圾给料装置、燃烧室、外置式换热器、旋风分离器和/或尾部烟道。
8.一种垃圾焚烧系统阻滞二恶英类物质生成的阻滞剂加入方法,其特征在于,包括:
根据所述垃圾焚烧系统及其焚烧对象的种类,确定阻滞剂的种类及其在垃圾焚烧系统的加入点;
调节阻滞剂加入系统的输送部件,将预定数量的阻滞剂从料仓中均匀地加入到所述垃圾焚烧系统的加入点。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述确定阻滞剂的种类及其在垃圾焚烧系统的投加点的方法具体为:
根据垃圾焚烧系统及其焚烧对象的种类,判断二恶英类物质的生成机理;
如果生成机理是高温气相生成或低温异相催化从头合成反应生成,则采用硫基阻滞剂,所述硫基阻滞剂在垃圾焚烧系统的加入点为垃圾给料装置和/或燃烧室;
如果生成机理是低温异相催化前驱物合成反应生成,则采用钙基阻滞剂,所述钙基阻滞剂在垃圾焚烧系统的加入点为垃圾给料装置、燃烧室、外置式换热器、旋风分离器和/或尾部烟道;
如果上述二种生成机理都占有一定份额,则组合采用硫基阻滞剂和钙基阻滞剂,所述硫基阻滞剂在垃圾焚烧系统的加入点为垃圾给料装置和/或燃烧室,所述钙基阻滞剂在所述垃圾焚烧系统的加入点为旋风分离器和/或尾部烟道。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于:
所述硫基阻滞剂为硫磺或高硫煤,其加入量以保证所述垃圾焚烧系统的燃烧室出口二氧化硫的浓度不小于每立方米二百毫克为准;和/或
所述钙基阻滞剂为氧化钙或氢氧化钙,所述氧化钙或氢氧化钙在垃圾焚烧系统的加入点为旋风分离器和/或尾部烟道;或
所述钙基阻滞剂为碳酸钙,所述碳酸钙在垃圾焚烧系统的加入点为垃圾给料装置、燃烧室、外置式换热器。

说明书全文

技术领域

发明涉及垃圾焚烧导致污染的控制技术领域,特别是涉及一种垃圾焚烧系统阻滞二恶英类物质生成的阻滞剂加入系统和方法

背景技术

焚烧法处理生活垃圾等固体废弃物具有无害化彻底,高度减量化,热量回收利用率高等优点,是最能体现垃圾处理三大原则的技术之一,已经在欧美、日本等发达国家和地区得到了非常广泛的应用。自20世纪90年代末开始,垃圾焚烧技术在我国也得到了迅速的发展,各大中城市相继建成了垃圾焚烧发电(供热)厂,预计在未来一段时间内我国的生活垃圾焚烧厂数量仍将以较大幅度增长,通过焚烧法处理生活垃圾等固体废弃物的比例将会逐年得到提高。但不容忽视的是,焚烧法处理生活垃圾也带来了二次污染的问题。二恶英类物质就是垃圾焚烧排放的重要污染物之一,也是毒性最大的一类。
二恶英是一类含氯多环芳香化合物的总称,包括多氯代二苯并二恶英(PCDDs,PolyChlorinated Dibenzo-p-Dioxins)和多氯代二苯并呋喃(PCDFs,PolyChlorinated DibenzoFurans)两大类物质,另外,世界卫生组织将多氯联苯PCBs也列为二恶英类物质。二恶英类物质中具有2,3,7,8位氯取代的同系物均具有较强的毒性,其中2,3,7,8-四氯代二苯并二恶英被称为“地球上毒性最强的毒物”。二恶英类物质具有持久性(难降解)、脂溶性和蓄积性等特点,进入自然界后可以大区域的扩散并会稳定存在很长时间,可长期沉积在土壤体、动物体内,如果通过食物链、呼吸、接触等途径进入人体,会对身体健康造成巨大、多方面的损害,包括皮肤、内分泌、消化、生殖、神经等系统均可受到影响,美国环境保护署已经确证该类物质为一级致癌物。
随着对二恶英类物质研究的深入,以及垃圾焚烧技术的不断改善和进步,欧美、日本等发达国家对垃圾焚烧的二恶英排放控制越来越严格,已有多处不能达到排放标准的垃圾焚烧处理设施被关闭。随着垃圾焚烧技术在国内的迅猛发展,我国也开始高度重视这个问题,部分发达地区的二恶英的排放标准已经在执行欧盟标准,而且我国已加入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》,对于二恶英类物质的排放控制肯定会更加严格。
综上可以看出,二恶英类物质从垃圾焚烧设施的排放问题如果不能得到有效的控制和治理,会给自然环境带来极大的破坏,对人身健康造成巨大的伤害。并且将会成为垃圾焚烧技术继续发展的一大制约因素。
现有技术除去垃圾焚烧过程中产生的二恶英类物质、或阻滞二恶英类物质生成的方案主要包括:
一是在尾部烟气处理装置中(脱酸塔或布袋除尘器)向烟道内喷入粉末状活性炭(或其他多孔、高比表面积的微粒),再结合布袋除尘器,通过吸附、过滤等作用,除去烟气中的二恶英类物质,从而达到使焚烧烟气排放二恶英达标的目的,这种方案是目前通行的、应用最广泛的除去垃圾焚烧烟气二恶英工艺;与之类似的还有尾部设置活性炭吸附塔的工艺。这种除去垃圾焚烧过程中产生的二恶英类物质的方案十分有效,技术也很成熟,但仅仅是把烟气中的污染物进行了转移,将二恶英类物质吸附到活性炭再归集至飞灰中,虽然烟气中二恶英类物质的含量降低了,但飞灰中却由于二恶英含量的上升而增加了其危险性,毒性更大,也更不容易处理;其次,这种处理工艺丝毫没有减少垃圾焚烧产生二恶英类物质的总量,并非真正意义上的二恶英治理技术;第三,吸附二恶英需要高品质的粉末活性炭,其高昂的价格,也使得这种工艺的运行费用非常高,一般垃圾焚烧厂恐难以承受。
二是在危险废弃物焚烧系统中采用急冷法控制PCDD/Fs的生成。该方案中,设置有急冷塔,可向烟气中喷入大量雾化水,使烟气由600℃以上迅速降温至200℃以下,从而避免生成PCDD/Fs所需要的温度条件。但这种工艺对焚烧热能的回收非常不利,在大型生活垃圾焚烧系统中一般不予采用。
三是在垃圾焚烧系统的尾部设置金属触媒降解以及紫外光降解PCDD/Fs装置来控制二恶英类物质的排放。但目前这类方案还处于试验阶段,尚无成熟可靠的工艺可供实施;而且,垃圾成分极为复杂和不稳定,焚烧产物中含有大量可使催化剂中毒的物质,金属触媒和紫外光降解能否适用尚待考证。
四是在焚烧烟气投加改性基、硫基等阻滞剂,在烟气降温过程中阻滞PCDD/Fs生成的方案,已经有大量试验和研究证明是有很好效果的。例如,钙基阻滞剂可通过与氯酚和氯苯等前驱物反应而阻滞其合成PCDD/Fs;硫基阻滞剂通过与氯源反应,以及使生成PCDD/Fs的催化剂中毒等途径阻滞PCDD/Fs生成。但是,这种方案只能针对一种特定的焚烧系统而进行特定设计,阻滞剂加入点单一,不能根据不同的反应温度、前驱物、催化剂等生成PCDD/Fs的条件投加不同的阻滞剂,因而不能全方位阻滞PCDD/Fs的生成,并广泛适用于各种不同的垃圾焚烧系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种垃圾焚烧系统阻滞二恶英类物质生成的阻滞剂加入系统和方法,可解决现有技术不能适应各种垃圾焚烧系统、不利于回收焚烧热能、不能阻滞二恶英类物质生成以及运行成本较高等问题。
为了解决上述问题,本发明公开了一种垃圾焚烧系统阻滞二恶英类物质生成的阻滞剂加入系统,包括阻滞剂加入装置和控制装置,其中:
阻滞剂加入装置设置有料仓、防结拱单元和输送单元,料仓用于存储阻滞剂;防结拱单元用于防止阻滞剂在料仓内架桥或结拱;输送单元用于将料仓中的阻滞剂输送至垃圾焚烧系统相应的阻滞剂加入点;
控制装置设置有工作站和监控仪表,工作站用于对阻滞剂加入装置的所有单元以及阻滞剂的投加工况进行监控,并实时显示阻滞剂加入装置的运行状况以及监控仪表的信号;监控仪表用于监控阻滞剂加入装置的压参数、温度参数和/或流量参数,为工作站提供运行依据和反馈。
优选的,上述阻滞剂加入系统包括一套控制装置以及一套或一套以上的阻滞剂加入装置,并由该控制装置监控所有阻滞剂加入装置的运行。
优选的,上述料仓为全封闭设计,容量为能够保存2~10天用量的阻滞剂。
优选的,上述防结拱单元为搅拌器、流化空气设备、机械振打设备或空气炮设备。
优选的,上述输送单元为给料部件,该给料部件的出口直接设置于所述垃圾焚烧系统相应的阻滞剂加入点。
优选的,上述输送单元设置有给料部件和传输部件,给料部件用于将料仓出口的阻滞剂传递至传输部件;传输部件用于将给料部件输出的阻滞剂传输至垃圾焚烧系统相应的阻滞剂加入点。
优选的,上述给料部件为容积式给料机,其中,容积式给料机为螺旋给料机、圆盘给料机、称重给料机或星型给料机;传输部件为气力输送部件或机械输送部件,其中,气力输送部件为机、压缩空气或所述垃圾焚烧系统的负压吸送部件。
优选的,上述阻滞剂为硫基阻滞剂或钙基阻滞剂;其中,所述硫基阻滞剂为硫磺或高硫;所述钙基阻滞剂为化钙、氢氧化钙或酸钙。
优选的,上述垃圾焚烧系统为循环流化床垃圾焚烧系统、炉排炉回转窑炉或热解炉。
优选的,上述垃圾焚烧系统的焚烧对象为生活垃圾、工业垃圾、医疗垃圾和/或危险废弃物。
优选的,上述垃圾焚烧系统为循环流化床垃圾焚烧系统,该垃圾焚烧系统相应的阻滞剂加入点为垃圾焚烧系统的垃圾给料装置、燃烧室、外置式换热器、旋风分离器和/或尾部烟道。
根据本发明的另一优选实施例,还公开了一种垃圾焚烧系统阻滞二恶英类物质生成的阻滞剂加入方法,包括:根据垃圾焚烧系统及其焚烧对象的种类,确定阻滞剂的种类及其在垃圾焚烧系统的加入点;调节阻滞剂加入系统的输送部件,将预定数量的阻滞剂从料仓中均匀地加入到所述垃圾焚烧系统的加入点。
优选的,上述确定阻滞剂的种类及其在垃圾焚烧系统的投加点的方法具体为:根据垃圾焚烧系统及其焚烧对象的种类,判断二恶英类物质的生成机理;如果生成机理是高温气相生成或低温异相催化从头合成反应生成,则采用硫基阻滞剂,所述硫基阻滞剂在垃圾焚烧系统的加入点为垃圾给料装置和/或燃烧室;如果生成机理是低温异相催化前驱物合成反应生成,则采用钙基阻滞剂,所述钙基阻滞剂在垃圾焚烧系统的加入点为垃圾给料装置、燃烧室、外置式换热器、旋风分离器和/或尾部烟道;如果上述二种生成机理都占有一定份额,则组合采用硫基阻滞剂和钙基阻滞剂,所述硫基阻滞剂在垃圾焚烧系统的加入点为垃圾给料装置和/或燃烧室,所述钙基阻滞剂在所述垃圾焚烧系统的加入点为旋风分离器和/或尾部烟道。
优选的,上述硫基阻滞剂为硫磺或高硫煤,其加入量以保证所述垃圾焚烧系统的燃烧室出口二氧化硫的浓度不小于每立方米二百毫克为准。
优选的,上述钙基阻滞剂为氧化钙或氢氧化钙,在垃圾焚烧系统的加入点为旋风分离器和/或尾部烟道。
优选的,上述钙基阻滞剂为碳酸钙,在垃圾焚烧系统的加入点为垃圾给料装置、燃烧室、外置式换热器。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
首先,本发明方案可在垃圾焚烧系统的多个阻滞剂加入点以多种形式投加阻滞剂,因此,可适用于各类不同的垃圾焚烧系统,对于阻滞剂的形态、加入量、种类也有很好的适应性。
其次,本发明方案采用单元式设计,不同单元间既可联合运行,也可独立使用。
第三,在垃圾焚烧系统具有将碳酸钙分解为氧化钙的条件时,可使用碳酸钙作为钙基阻滞剂,从而可大大降低成本;阻滞剂的保存、输送更容易。
另外,本发明方案采用阻滞剂阻滞二恶英类物质的生成,不需要用急冷塔等降温装置降低烟气的温度来破坏二恶英类物质的生成条件,因此,不会影响对焚烧所产生的热能的回收。
附图说明
图1是本发明阻滞二恶英类物质生成的阻滞剂加入系统第一实施例的结构框图
图2-a是本发明阻滞二恶英类物质生成的阻滞剂加入系统第二实施例的结构示意图;
图2-b是本发明阻滞二恶英类物质生成的阻滞剂加入系统第二实施例的阻滞剂加入点示意图;
图3是本发明阻滞二恶英类物质生成的阻滞剂加入方法一实施例的流程图

具体实施方式

在结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明之前,首先介绍一下垃圾焚烧过程中生成二恶英类物质的几种主要机理:
机理1、高温气相生成机理
在垃圾进入焚烧炉,经过干燥、预热阶段后开始燃烧,部分垃圾(大)在燃烧时可能会处于局部的缺氧燃烧状态,此时会生成一些不完全燃烧产物;垃圾中的氯(包括有机氯和无机氯)在燃烧时绝大多数会以HCl的形式释放出来,并在催化剂的作用下部分转化为Cl和Cl2;而Cl和Cl2均可氯化不完全燃烧产物,生成氯代的不完全燃烧产物,进而通过聚合反应生成PCDD/Fs。其中,该机理生成二恶英类物质的最佳反应温度在500~800℃范围。
机理2、低温异相催化从头合成反应
在这个机理中,PCDD/Fs是由那些与其分子结构不相似的非前驱物合成。这些非前驱物包括:石油产品、聚氯乙烯、聚苯乙烯、纤维素、木质素、焦炭、煤、碳微粒和氯化氢气体。
从头合成反应过程主要为:飞灰中少量残留的碳紧密的吸附在飞灰颗粒的气孔中,当空气流过飞灰时,空气中的氧扩散到气孔中与天然碳(大分子碳)发生反应,即大分子碳的氧化降解,同时,氯从飞灰表面金属氯化物的配位体传输到大分子碳中,形成氯代的芳香族化合物,再进一步生成PCDD/Fs。
大量的试验、研究结果表明从头合成反应生成的二恶英含量与以下条件紧密相关:a、温度,从头合成二恶英最低温度为200℃,最佳温度范围为300~350℃和450℃左右;b、飞灰中碳的含量及形态;c、金属催化剂是从头合成反应必不可少的条件之一,而二价被公认为最有效的促进PCDD/Fs生成的催化剂,也有研究认为二价和三价铁也有与铜相同的催化能力;d、氧气在从头合成反应中起重要作用,在碳的气化、氯气的产生过程中均需要氧的贡献;e、氯源是PCDD/Fs形成必不可少的元素,一般认为Cl2的氯化能力高于HCl。
机理3、低温异相催化前驱物合成反应
在这类反应中,PCDD/Fs通过前驱物的热降解和分子重排生成,前驱物通常是和PCDD/Fs具有相似结构的氯代芳香。已被确认的前驱物有多氯联苯、氯酚和氯苯等。形成过程发生于前驱物吸附浓缩于漂浮微粒时,微粒表面的活性位点可促进PCDD/Fs的形成。当无机氯化物被吸附于微粒上时可催化PCDD/Fs的形成反应。该反应最适宜温度为250~450℃(也有研究认为220~500℃),温度过高或过低反应都会受到抑制。
通过这一机理生成PCDD/Fs有以下几个关键条件:a、前驱物的存在;b、具有较大比表面积和吸附能力的多孔微粒,如飞灰或受热面、烟道内的积灰;c、活性位点,未燃烬碳;d、催化剂,无机氯化物,尤其是氯化铜、氯化铁等过渡金属氯化物;e、反应的温度范围,250~450℃。
上述三种机理在垃圾焚烧过程产生PCDD/Fs中有着或多或少的作用,一般认为机理2和机理3的贡献占主要部分。但是具体由哪一种机理起主导作用,还要取决于炉型、焚烧系统的设计、燃烧条件、燃料成分、运行状态等多种因素的影响。
本发明的核心构思之一在于,根据不同的垃圾焚烧系统,选择不同的阻滞剂投加类型、方式、加入点和投加量,使阻滞剂充分发挥其作用,有效阻滞PCDD/Fs在垃圾焚烧系统中的生成。
对于因氯源的存在而生成PCDD/Fs的情况(相应于上述机理1和2),由于氯源主要是指Cl2,当SO2存在时,SO2和Cl2、H2O反应生成HCl,从而可减少氯源的存在,进而抑制了PCDD/Fs的生成;另外,SO2可以使生成PCDD/Fs的重要催化剂二价铜中毒,降低其催化活性,从而进一步破坏PCDD/Fs生成的条件,减少PCDD/Fs的产生。
对于因多氯联苯、氯酚和氯苯等氯代芳香烃前驱物的存在而生成PCDD/Fs的情况(相应于上述机理3),由于CaO和Ca(OH)2等性钙基阻滞剂可以与呈弱酸性的氯酚反应生成盐类物质,从而破坏其合成PCDD/Fs的反应条件(其中,氯苯主要是通过生成氯酚,然后再通过缩合反应生成PCDD/Fs的);另外,CaO和Ca(OH)2还可以通过与氯源(Cl2和HCl)发生化学反应而进一步阻滞PCDD/Fs的生成。
对于各种生成机理均占有相似份额的情况,使用单一种类的阻滞剂就难以实现好的阻滞效果,本发明提出了联合使用多种阻滞剂的方法:相对于单一的使用某一种阻滞剂,阻滞剂的作用范围(温度、区域)不能完全覆盖焚烧烟气的整个燃烧及降温过程,而通过在不同的温度范围和区域投加相应的阻滞剂,可以在焚烧系统全部温度范围内实现对生成PCDD/Fs的阻滞效果。
参照图1,示出了本发明阻滞二恶英类物质生成的阻滞剂加入系统第一实施例的结构,包括控制装置11和阻滞剂加入装置12,其中:
控制装置11具体设置有工作站111和监控仪表112。
工作站111是控制装置11的中枢,设有上位机和全程可编程控制器(PLC,Programemable Logic Controller)或分布式控制系统(DCS,Distributed ControlSystem),通过设定好的程序对阻滞剂加入装置12的所有单元进行控制,并实时显示阻滞剂加入装置12各单元的运行状况和监控仪表112的信号。
监控仪表112用于监控阻滞剂加入装置12和垃圾焚烧系统的相关压力、温度、流量等参数,为工作站111相应程序的运行提供依据和反馈;监控仪表112具体可包括压力传感器、二氧化硫含量传感器、烟气量传感器、料位传感器等等。
阻滞剂加入装置12具体设置有料仓121、防结拱单元122和输送单元123。
料仓121的容量为可保存一定时间(一般为2~10天)用量的阻滞剂,另外,根据阻滞剂种类、形态的不同,料仓121可以有不同的形式;为保证阻滞剂不会受潮、泄漏或与其他杂质发生反应而影响其性能,料仓121优选采用全封闭的设计形式,另外,根据物料性质的不同,可能还需要配置仓顶除尘器、压力真空释放等。
防结拱单元122的作用是防止阻滞剂在料仓121内长时间堆放而产生架桥、结拱等现象而影响输送;具体地,防结拱单元122可采用搅拌器、流化空气、机械振打、空气炮等形式的设备。
输送单元123用于将储存在料仓121中的阻滞剂传输至垃圾焚烧系统的相应阻滞剂接入点;输送单元123可根据阻滞剂的特点和垃圾焚烧系统的阻滞剂加入点而进行特别设计:为实现定量、均匀、可调节地给料,输送单元123的给料部件可选用容积式给料机,如螺旋给料机、圆盘给料机、星型给料机或称重给料机等,控制装置11可通过频率变化控制给料机的转速来调节给料量;输送单元123的输送部件的作用是将给料机出口的阻滞剂输送至垃圾焚烧系统相应的阻滞剂加入点,根据阻滞剂种类、料仓与加入点相对位置、加入点工况等不同情况,可选用气力输送或机械输送,也可以将给料装置的出口直接布置于加料点;对于气力输送方式,可采用风机作为气源,也可以采用压缩空气、或者垃圾焚烧系统自身负压吸送等;另外,风机形式也不作特别限定,可以为罗茨风机、离心风机、螺杆风机等等。
本系统实施例可根据焚烧工况,配置两个或多个阻滞剂加入装置,这些装置既可单独运行,也可联合工作,因此,本发明实施例所公开的阻滞剂加入系统,相对于垃圾焚烧系统而言,既适用于循环流化床垃圾焚烧系统,也可以应用于炉排炉、回转窑炉、热解炉等形式的焚烧炉;对于焚烧对象而言,可适用于对生活垃圾、工业垃圾、医疗垃圾、危险废弃物等各种有可能生成PCDD/Fs的废弃物的焚烧。
参照图2-a,示出了本发明阻滞二恶英类物质生成的阻滞剂加入系统第二实施例的结构框图,具体包括一个硫基阻滞剂加入装置221、一个钙基阻滞剂加入装置222和控制装置21,其中:
钙基阻滞剂加入装置222具体包括料仓2221、搅拌装置2222、螺旋给料机2223、风机2224和风管2225;在本优选实施例中,钙基阻滞剂选用CaO,料仓2221可储存满足系统三天用量的CaO;料仓2221内部设置有搅拌装置2222,可防止CaO结拱、架桥;料仓2221的底部连接二台螺旋给料机2223,分别用于向二个加入点(旋风分离器4和尾部烟道5)供料,上述二个阻滞剂加入点的位置如图2-b所示;标定的螺旋给料机2223可以定量、可调、均匀的输送CaO,其中,螺旋给料机2223可通过变频来控制、调节给料量的大小;螺旋给料机2223吐出的物料由风机2224提供的空气通过风管2225输送至相应的加入点(旋风分离器4和尾部烟道5)。在旋风分离器4和尾部烟道5中加入的CaO可阻滞焚烧烟气在对流烟道3中与受热面6换热完成其降温过程中及其降温后生成PCDD/Fs。
硫基阻滞剂加入装置221具体包括料仓2221、搅拌装置2222和螺旋给料机2223;在本优选实施例中,硫基阻滞剂选用硫磺粉末,料仓2211可储存满足系统三天用量的硫磺;料仓2211的内部设置有搅拌装置2212,可防止硫磺粉末结拱、架桥;料仓2211底部连接一台螺旋给料机2213,经过标定的螺旋给料机2213可以定量、可调、均匀的输送硫磺粉末,螺旋给料机2213可通过变频控制来调节给料量的大小;由于垃圾焚烧系统的垃圾给料装置1通常不是完全密封的,采用气力输送会导致垃圾给料装置1处扬尘并造成阻滞剂的损耗,因此本系统实施例直接将料仓2211布置在垃圾给料装置1附近,料仓2211的出料口略高于阻滞剂加入点,由螺旋给料机2213直接将硫磺粉末加入到垃圾给料装置中。硫磺在燃烧室2内经过燃烧生成二氧化硫,二氧化硫可在燃烧室2的燃烧区和尾部烟道5的降温过程中起到阻滞PCDD/Fs生成的作用。
控制装置21具体包括工作站和设置在风管2225中的压力传感器、设置在燃烧室2出口的二氧化硫传感器、设置在垃圾焚烧系统出口的烟气量传感器、以及设置在料仓2211和料仓2221中的料位传感器;上述传感器可将系统工况实时反馈给工作站,工作站根据预设程序控制或人工控制硫基阻滞剂加入装置221、钙基阻滞剂加入装置222的工作。另外,根据焚烧工况,两个阻滞剂加入装置既可单独运行,也可联合工作。
整套阻滞剂加入系统结构、流程简单,阻滞效果好,不需要对垃圾焚烧系统进行改造。
需要说明的是,上述系统实施例属于优选实施例,所涉及的装置和模块并不一定是本发明所必须的。
另外,本发明不仅适用于新建垃圾焚烧系统,对于已有的垃圾焚烧系统,通过增加本发明实施例公开的阻滞剂加入系统,也能达到减少PCDD/Fs排放的效果,而且改造工程量小,适用性强,对原焚烧系统影响小。
参照图3,示出了本发明阻滞二恶英类物质生成的阻滞剂加入方法一实施例的流程,具体包括:
步骤301:确定垃圾焚烧系统的特点和焚烧对象;
步骤302:判断生成二恶英类物质的主要原因是否为高温气相生成机理或低温异相催化从头合成反应?若是,则转303;否则,转步骤304;
步骤303:阻滞剂采用硫基阻滞剂,加入点选在垃圾给料装置或燃烧室,结束流程;
其中,硫基阻滞剂的加入量可根据垃圾焚烧系统燃烧室出口的二氧化硫浓度来调节,当二氧化硫浓度保持在200mg/m3以上时,即可有效阻滞PCDD/Fs的生成。硫基阻滞剂可选用硫磺或高硫煤等,加入点选在垃圾给料装置或焚烧炉炉膛,可使加入的硫基阻滞剂经焚烧后生成二氧化硫,从而起到阻滞PCDD/Fs生成的作用。
步骤304:判断生成二恶英类物质的主要原因是否为低温异相催化前驱物合成反应?若是,则转305;否则,转步骤306;
步骤305:阻滞剂采用钙基阻滞剂,加入点选在高效旋风分离器、尾部烟道、垃圾给料装置、燃烧室、外置式换热器或返料器,结束流程;
其中,钙基阻滞剂根据其加入点的不同,可选用不同的种类;如果从垃圾焚烧系统的高效旋风分离器或尾部烟道加入,使用CaO或Ca(OH)2;如果从垃圾给料装置、燃烧室、外置式换热器、返料器等处加入,则可以使用CaCO3,CaCO3经过在燃烧室煅烧,可分解为CaO,从而起到阻滞生成PCDD/Fs的作用;CaCO3价格更便宜,大约为CaO的十分之一,而且更容易保存和输送,从而可降低系统的运行成本;
另外,对于辅助燃料为含硫的燃煤或垃圾本身含硫量较高时,也可采用钙基阻滞剂联合阻滞PCDD/Fs的生成,使得对PCDD/Fs的生成产生更佳的阻滞效果。
步骤306:联合选用硫基阻滞剂和钙基阻滞剂,硫基阻滞剂的加入点选在垃圾给料装置或燃烧室,钙基阻滞剂加入点选在高效旋风分离器或尾部烟道;
对于因多种原因生成PCDD/Fs的情况,需要联合使用硫基、钙基阻滞剂,才能达到较好的阻滞效果。
需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了描述简单,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域的技术人员应该知悉,本发明并不受所描述的动作顺序的限制,因为根据本发明,某些步骤可以采用其他顺序或同时执行。其次,本领域技术人员也应该知悉,上述方法实施例属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的一种阻滞二恶英类物质生成的阻滞剂加入系统和方法进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明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发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈