申请/专利权人：中国计量大学

申请日：2019-01-25

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN109798533B

主分类号：F23J15/02

分类号：F23J15/02;F23J15/04;B01D46/02;B01D53/78;B01D53/72

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2019.06.18#实质审查的生效;2019.05.24#公开

摘要：本发明涉及危险废物焚烧处理技术，旨在提供一种能消除洗涤塔二恶英记忆效应的危废焚烧处理装置及方法。该装置包括依次布置的回转窑、二燃室、余热锅炉、急冷塔、半干法脱酸塔、布袋除尘器、洗涤塔和烟囱，布袋除尘器出口接至洗涤塔底部，洗涤塔的顶部出口接至烟囱底部，洗涤塔底部还设置碱液排出口；其特征在于，在洗涤塔的内壁相向布置多组声波发生器，声波发生器通过线缆连接声源控制器；在洗涤塔的顶部出口管路上设有旁路管路，旁路管路接至活性炭投放装置底部的阀门。本发明能使危废焚烧炉正常运行及其启停炉过程中二恶英的生成量急剧减少，确保二恶英达标排放。大幅降低二恶英“记忆效应”的影响、节省清洁成本，经济性高。

主权项：1.一种消除洗涤塔二恶英记忆效应的危废焚烧处理方法，其特征在于，该方法是基于下述危废焚烧处理装置实现的；该装置包括依次布置的回转窑、二燃室、余热锅炉、急冷塔、半干法脱酸塔、布袋除尘器、洗涤塔和烟囱，布袋除尘器出口接至洗涤塔底部，洗涤塔的顶部出口接至烟囱底部，洗涤塔底部还设置碱液排出口；在洗涤塔的内壁上相向地竖向布置两排声波发生器，每排3个且相互保持间距，声波发生器通过线缆连接声源控制器；在洗涤塔的顶部出口管路上设有旁路管路，旁路管路接至活性炭投放装置底部的阀门；利用该装置实现危废焚烧处理的方法具体包括：在危废焚烧处理装置的持续运行过程中，通过设置声源控制器使声波发生器间歇工作；声波发生器工作时发出频率1300~1400Hz、声压级140~150dB的低频声波，使富集在填料及洗涤塔内壁上的飞灰团聚后，被洗涤塔内的碱液洗涤并由塔底排放；在危废焚烧处理装置的启停过程中，利用活性炭投放装置向洗涤塔的顶部出口管路中投放活性炭以进一步吸附二恶英；活性炭被烟气携带至烟囱中后，由烟囱底部排放。

全文数据：能消除洗涤塔二恶英记忆效应的危废焚烧处理装置及方法技术领域本发明涉及危险废物焚烧处理技术，特别涉及一种能消除洗涤塔二恶英记忆效应的危废焚烧处理装置及方法。背景技术危险废物焚烧过程，会产生大量的污染物，其中包括SO2、NOx，HCl等酸性污染物、二恶英等持久性有机污染物，排放到空气中会造成环境污染及损害生态健康。因此，按照国家要求，废物焚烧炉均配备有急冷塔、反应塔、活性炭+布袋等烟气处理装置。危险废物焚烧炉由于其焚烧原料本身有毒有害物质含量高，成分复杂。焚烧烟气中有毒有害物质含量高，烟气经急冷塔、反应塔、活性炭+布袋系统处理之后，仍然难以达标。所以危废焚烧炉烟囱前会设置一座碱液洗涤塔，用以进一步对烟气中的酸性物质进行脱除。但是，危废焚烧炉在启停过程中仍存在二恶英超标现象。据研究表明，危废焚烧炉启炉过程和停炉过程二恶英排放分别达到了4.0ngI-TEQNm3和3.0ngI-TEQNm3，远高于排放标准0.5ngI-TEQNm3。此外，洗涤塔在二恶英排放方面存在明显的“记忆效应”，即洗涤塔的填料及墙壁上吸附存贮了烟气中的二恶英，若其浓度超过烟气中二恶英浓度时会通过扩散等方式向烟气中转移，导致烟气中二恶英排放量显著增加。在危废焚烧炉启停过程中二恶英的富集量较多，使焚烧炉正常运行时二恶英排放量增加。研究发现，在经过洗涤塔之后，烟气中二恶英浓度明显升高20～40倍。因此，在实际操作过程中，避免二恶英局部富集，减少“记忆效应”的影响，是控制二恶英排放的重要手段。声波团聚技术可以大幅减少富集在洗涤塔的填料及墙壁上的粒径小的飞灰，而这部分是二恶英浓度较高的飞灰。因此，开发出能够有效利用声波团聚技术消除洗涤塔二恶英“记忆效应”的危废焚烧处理技术以实现二恶英达标排放，对控制二恶英排放显得很有必要。发明内容本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种能消除洗涤塔二恶英记忆效应的危废焚烧处理装置及方法。为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：提供一种能消除洗涤塔二恶英记忆效应的危废焚烧处理装置，包括依次布置的回转窑、二燃室、余热锅炉、急冷塔、半干法脱酸塔、布袋除尘器、洗涤塔和烟囱，布袋除尘器出口接至洗涤塔底部，洗涤塔的顶部出口接至烟囱底部，洗涤塔底部还设置碱液排出口；其特征在于，在洗涤塔的内壁相向布置多组声波发生器，声波发生器通过线缆连接声源控制器；在洗涤塔的顶部出口管路上设有旁路管路，旁路管路接至活性炭投放装置底部的阀门。本发明中，在洗涤塔内壁上竖向布置两排声波发生器，每排3个且相互保持间距。本发明进一步提供了利用前述装置实现消除洗涤塔二恶英记忆效应的危废焚烧处理方法，包括：在危废焚烧处理装置的持续运行过程中，通过设置声源控制器使声波发生器间歇工作；声波发生器工作时发出频率1300～1400Hz、声压级140～150dB的低频声波，使富集在填料及洗涤塔内壁上的飞灰团聚后，被洗涤塔内的碱液洗涤并由塔底排放；在危废焚烧处理装置的启停过程中，利用活性炭投放装置向洗涤塔的顶部出口管路中投放活性炭以进一步吸附二恶英；活性炭被烟气携带至烟囱中后，由烟囱底部排放。本发明中，所述声波发生器间歇工作是指，每隔一个月运行一次，每次运行10分钟。本发明中，在危废焚烧处理装置的启停过程开始时，通过活性炭投放装置底部的阀门，控制活性炭投放量为10千克小时，持续投放10小时。本发明中，所述活性炭为孔径2～50nm的中孔活性炭。发明原理描述：研究表明，多数情况下，烟气经过洗涤塔之后二恶英含量会和烟尘，酸性气体等物质一样，呈现明显的下降趋势，而且其浓度越高，下降越明显。但由于受到“记忆效应”的影响，二恶英经过洗涤塔之后，烟气中二恶英浓度明显升高20～40倍。二恶英会富集在洗涤塔的填料及墙壁上的飞灰上，且浓度随着飞灰粒径的减小而增大。如果使用声波团聚技术对富集在洗涤塔的填料及墙壁上的粒径小的飞灰进行团聚、去除，有助于大幅降低二恶英“记忆效应”的影响，进而减少危废焚烧炉运行过程中的二恶英排放。此外，危险废物焚烧炉启停过程中二恶英排放量较多，启炉、停炉过程二恶英的排放分别是正常运行时的119倍和96倍。一年三次启停的危废焚烧炉启炉过程二恶英的排放对年排放总量的贡献率高达27％以上。因此，有必要对危废焚烧炉启停过程进一步去除二恶英。如果在洗涤塔出口设置活性炭投放装置，用阀门控制开度，在启停过程投放10小时、每小时10千克的活性炭，有助于降低启停过程中的二恶英排放。本发明在洗涤塔上增加声源控制系统，控制内壁的声波发生器，利用低频声波团聚小粒径的飞灰。这部分小粒径飞灰中二恶英含量较高，将其除去后可以大幅降低二恶英“记忆效应”，有效解决烟气通过洗涤塔后二恶英含量不降反增的难题。声波发生器在洗涤塔内壁设置两排且相对布置，在不影响洗涤塔碱液喷淋的情况下，使得声波能够覆盖洗涤塔的大部分区域；同时，在洗涤塔顶部出口设置旁路，加入活性炭投放装置用阀门控制开闭，之后继续通向烟囱。在危废焚烧炉启停炉过程中，烟气中二恶英含量突增，开启阀门投放活性炭，能够进一步降低二恶英含量，确保二恶英达标排放。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1危废焚烧炉正常运行及其启停炉过程中二恶英的生成量急剧减少，确保二恶英达标排放。2声波团聚技术能将粒径较小、二恶英浓度较高的飞灰大量沉降，大幅降低二恶英“记忆效应”的影响。3声波团聚沉降的飞灰会落到碱液中，而发出声波的周期为每个月一次，与碱液更换周期一致，可以节省清洁成本。4所用声波团聚装置与活性炭投放装置成本较低，且对危废焚烧炉正常运行时的影响较小，经济性高。5装置结构紧凑、布置合理、二恶英“记忆效应”消除率高，有效缓解危废焚烧烟气经过洗涤塔之后，二恶英浓度明显升高的困境。附图说明图1为本发明危废焚烧处理装置的示意图；图2为洗涤塔相关设备的结构示意图。图中的附图标记为：1料斗；2回转窑；3二燃室；4余热锅炉；5急冷塔；6半干法脱酸塔；7布袋除尘器；8洗涤塔；9烟囱；10声源控制器；11声波发生器；12活性炭投放装置；13阀门。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述，实施例可以使本专业的专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。本发明中能消除洗涤塔二恶英记忆效应的危废焚烧处理装置，包括依次布置的回转窑2、二燃室3、余热锅炉4、急冷塔5、半干法脱酸塔6、布袋除尘器7、洗涤塔8和烟囱9，布袋除尘器7出口接至洗涤塔8底部，洗涤塔8的顶部出口接至烟囱9底部，洗涤塔8底部还设置碱液排出口；在洗涤塔8的内壁相向布置多组声波发生器11，声波发生器11通过线缆连接声源控制器10；在洗涤塔8的顶部出口管路上设有旁路管路，旁路管路接至活性炭投放装置12底部的阀门13。声波发生器11可选择在洗涤塔8内壁上竖向布置两排，每排3个且相互保持间距，使声波能够覆盖洗涤塔的大部分区域。基于上述装置，本发明实现消除洗涤塔二恶英记忆效应的危废焚烧处理方法包括：在危废焚烧处理装置的持续运行过程中，通过设置声源控制器10使声波发生器11间歇工作例如每隔一个月运行一次，每次运行10分钟；声波发生器11工作时发出频率1300～1400Hz、声压级140～150dB的低频声波，使富集在洗涤塔中填料及内壁上的飞灰团聚后，被洗涤塔8内的碱液洗涤并由塔底排放；在危废焚烧处理装置的启停过程中，利用活性炭投放装置12向洗涤塔8的顶部出口管路中投放活性炭以进一步吸附二恶英；活性炭为孔径2～50nm的中孔活性炭，可通过活性炭投放装置底部的阀门控制活性炭投放量为10千克小时，持续投放10小时。活性炭吸附二恶英后，被烟气携带至烟囱中，并由烟囱底部排放。具体应用示例1：危险废物经由料斗1进入回转窑2，在回转窑中焚烧，回转窑温度控制在800～900℃，停留时间约为60min左右，产渣量为15～20％。回转窑产生的烟气进入二燃室3充分燃烧，二燃室的出口烟气温度为1100～1200℃，二燃室出口高温烟气进入余热锅炉4，余热锅炉出口烟气温度约为500～600℃，余热锅炉出口烟气进入急冷塔5，在雾化水的作用下迅速越过200～500℃的二恶英再合成区，急冷塔的出口温度为200～250℃，经过半干法脱酸塔6和布袋除尘器7后通向碱液洗涤塔8，进行湿法脱酸。用声源控制系统10通过声波发生器11发出频率1300～1400Hz、声压级140～150dB的低频声波，对富集在洗涤塔的填料及墙壁上的粒径小的飞灰进行团聚。使用声波的周期为一个月一次，与碱液更换周期一致，在更换碱液的同时清理团聚的飞灰，节省清洁成本。此外，危废焚烧炉启停过程中通过活性炭投放装置12，进行活性炭的投放，10千克小时，持续10小时，用阀门13控制，最后通向烟囱9达标排放。具体应用示例2实验室验证：参照具体应用示例1搭建试验装置，采用1400Hz声波不同声压级对危险废物焚烧烟气进行处理，研究声波团聚技术对危废焚烧炉洗涤塔内二恶英“记忆效应”消除作用。处理过程中控制烟气流量为1Lmin、烟气流速为7ms、声波处理时间为1min，声波处理结束10min后再进行二恶英采样。不同处理条件下的二恶英含量减少率如下表所示：具体应用示例3：按本发明所述工艺流程在江苏省如东县实施危险废物焚烧处置工程。经运行后检验及测算，该工程采用本发明所述技术对洗涤塔进行改造并运行后，可将二恶英排放控制在0.2～0.3ngI-TEQNm3，明显减弱二恶英“记忆效应”，满足正常运行和启停炉过程中二恶英排放小于0.5ngI-TEQNm3的标准。最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

权利要求：1.一种能消除洗涤塔二恶英记忆效应的危废焚烧处理装置，包括依次布置的回转窑、二燃室、余热锅炉、急冷塔、半干法脱酸塔、布袋除尘器、洗涤塔和烟囱，布袋除尘器出口接至洗涤塔底部，洗涤塔的顶部出口接至烟囱底部，洗涤塔底部还设置碱液排出口；其特征在于，在洗涤塔的内壁相向布置多组声波发生器，声波发生器通过线缆连接声源控制器；在洗涤塔的顶部出口管路上设有旁路管路，旁路管路接至活性炭投放装置底部的阀门。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在洗涤塔内壁上竖向布置两排声波发生器，每排3个且相互保持间距。3.利用权利要求1所述装置实现消除洗涤塔二恶英记忆效应的危废焚烧处理方法，其特征在于，包括：在危废焚烧处理装置的持续运行过程中，通过设置声源控制器使声波发生器间歇工作；声波发生器工作时发出频率1300～1400Hz、声压级140～150dB的低频声波，使富集在填料及洗涤塔内壁上的飞灰团聚后，被洗涤塔内的碱液洗涤并由塔底排放；在危废焚烧处理装置的启停过程中，利用活性炭投放装置向洗涤塔的顶部出口管路中投放活性炭以进一步吸附二恶英；活性炭被烟气携带至烟囱中后，由烟囱底部排放。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述声波发生器间歇工作是指，每隔一个月运行一次，每次运行10分钟。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在危废焚烧处理装置的启停过程开始时，通过活性炭投放装置底部的阀门，控制活性炭投放量为10千克小时，持续投放10小时。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述活性炭为孔径2～50nm的中孔活性炭。

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