高溫?zé)煔庵卸f英類大氣污染物的處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種高溫?zé)煔庵卸f英類大氣污染物的處理裝置。屬于煙氣中有機(jī)鹵素化合物的去除方法。
【背景技術(shù)】
[0002]二噁英已被證實(shí)是目前對(duì)人體毒害最大的含氯有機(jī)化合物之一，其中2，3，7，8_四氯二苯并二惡英毒性最強(qiáng)，遠(yuǎn)強(qiáng)于黃曲霉素和氰化鉀的急性毒性，其毒性比氰化鉀強(qiáng)100倍。二惡英因此獲得了“世紀(jì)之毒”之稱，一般由食物鏈進(jìn)入人體，不能降解或排出，二噁英類物質(zhì)不僅具有至癌性，還具有生殖毒性、內(nèi)分泌毒性和免疫抑制作用。
[0003]二噁英類污染物主要通過動(dòng)物食品、食用油脂以及工業(yè)廢水、廢氣污染土壤、水源和空氣，然后通過食物鏈進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)，主要蓄積在脂肪、肝臟、脾和肌肉等部位。
[0004]目前，一般認(rèn)為，自然界中并不存在天然產(chǎn)生的二噁英類物質(zhì)，二噁英類污染物均為含氯的碳?xì)浠衔镌谌紵^程中形成。二噁英類污染物主要來自城市固體廢棄物焚燒和工業(yè)燃燒。尤其是不完全燃燒或在較低的溫度下燃燒更易產(chǎn)生二噁英，這些二噁英以煙塵的形式排放到大氣中，最后沉降于地表上；
[0005]城市固體廢棄物焚燒包括生活垃圾焚燒、水處理污泥焚燒，電子電器廢棄物特別是印刷電路線路板的焚燒;工業(yè)燃燒主要包括電力生產(chǎn)及供熱企業(yè)。工業(yè)窯爐、金屬冶煉及金屬回收冶煉裝置。在運(yùn)行過程中，都會(huì)產(chǎn)生攜帶二噁英的高溫?zé)煔狻?br>[0006]二噁英PCDDs是2000多種多氯聯(lián)苯PCBs中的一部分，是自然界燃燒和工業(yè)生產(chǎn)中非有意生成的持久性有機(jī)污染物UPPOPs。二噁英是由2個(gè)或I個(gè)氧原子聯(lián)接2個(gè)被氯取代的苯環(huán)組成的三環(huán)芳香族有機(jī)化合物。包括多氯代二苯并二噁英PCDDs和多氯代二苯并呋喃PCDFs這兩類三環(huán)芳烴化合物，分子結(jié)構(gòu)中氯原子的取代個(gè)數(shù)是I?8個(gè)。根據(jù)氯的取代數(shù)目及位置的不同，這類化合物理論上共有210種同系物和異構(gòu)體，其中P⑶Ds供75種，P⑶Fs共135種。另外，多鹵聯(lián)苯(如多氯聯(lián)苯PCBs、多溴聯(lián)苯PBBs)、多鹵聯(lián)苯醚(如多氯聯(lián)苯醚PCDEs、多溴聯(lián)苯醚PBDEs)、氯代萘PCNs以及溴代的二噁英(如PBDDs JBDFs)等等，由于它們?cè)诨瘜W(xué)結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)以及毒理學(xué)性質(zhì)方面與二噁英的相似性，所以又被統(tǒng)稱為二噁英類化合物(D1xin-like compounds)。
[0007]以上看來，高溫?zé)煔庵卸f英類大氣污染物的治理與控制，對(duì)于人類健康與環(huán)境保護(hù)至關(guān)重要。
[0008]在燃燒及冶煉裝置排放的高溫?zé)煔庵?，同時(shí)，攜帶大量的熱。無疑是寶貴的熱能資源。將其回收利用對(duì)于節(jié)約能源具有重要意義。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)中，高溫?zé)煔庵卸f英類大氣污染物的處理裝置存在如下不足之處:
[0010]1.在產(chǎn)生高溫?zé)煔獾姆贌?、燃燒、熔煉裝置運(yùn)行過程中，由于工藝條件控制欠佳，導(dǎo)致原料中夾帶的二噁英類化合物未能得到完全分解，致使二噁英類化合物進(jìn)入高溫?zé)煔?更嚴(yán)重的是原料中夾帶的含氯有機(jī)物未能得到充分燃燒，導(dǎo)致大量產(chǎn)生氯酚、多氯聯(lián)苯等二噁英的前驅(qū)物，被煙塵攜帶進(jìn)入高溫?zé)煔馓幚硐到y(tǒng)；
[0011]2.在高溫?zé)煔馓幚硐到y(tǒng)中，余熱鍋爐換熱，高溫?zé)煔饫鋮s，布袋收塵等處理工藝，處理時(shí)間長(zhǎng)、操作溫度落入易生成二噁英的250?680°C溫度范圍內(nèi)。為高溫?zé)煔庵械那膀?qū)物在250?500 °C合成二噁英，和氯酚、氯酚基團(tuán)、各種有機(jī)物以及有機(jī)基團(tuán)在580?680 °C高溫氣相合成二噁英提供了條件。導(dǎo)致二噁英類污染物的再合成，大大增加了高溫?zé)煔庵械亩f英類大氣污染物。
[0012]3.高溫?zé)煔庵袛y帶大量粉塵，粉塵中夾帶的含氯有機(jī)物未能得到充分燃燒，產(chǎn)生的二噁英前驅(qū)物，被煙塵吸附，并在高溫?zé)煔獾妮斔秃吞幚磉^程中，通過銅、鐵等過度金屬及其氧化物的催化作用下，進(jìn)一步生成二噁英類污染物。
[0013]4.為避開二噁英再合成的低溫合成區(qū)，只利用高溫?zé)煔?00°C以上的熱量。造成了熱能的浪費(fèi)。
[0014]一種不僅熱能回收效率高，而且能夠?qū)τ诟邷責(zé)煔獾漠a(chǎn)生和處理過程中，攜帶的二噁英類(d1xins)大氣污染物，進(jìn)行有效治理的高溫?zé)煔庵卸f英類大氣污染物的處理裝置是人們所期待的。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0015]本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供一種不僅熱能回收效率高，而且能夠?qū)τ谠诟邷責(zé)煔猱a(chǎn)生和處理過程中，攜帶的二噁英類(d1xins)大氣污染物，進(jìn)行有效治理的高溫?zé)煔庵卸f英類大氣污染物的處理裝置。
[0016]本發(fā)明的目的可以通過如下措施來達(dá)到:
[0017]本發(fā)明的高溫?zé)煔庵卸f英類大氣污染物的處理裝置，其特征在于處理裝置由如下順序連接的設(shè)備構(gòu)成:一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I，二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2，氮化硅多孔陶瓷過濾器3，逆流換熱余熱鍋爐4，組合式熱管換熱器5，濾袋除塵器6，酸性氣體脫除系統(tǒng)7，活性炭吸附塔8和引風(fēng)機(jī)9 ；
[0018]所述處理裝置的運(yùn)行方法包括如下步驟:
[0019]①.高溫?zé)煔鈴?qiáng)化燃燒
[0020]高溫?zé)煔馐紫冗M(jìn)入一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I，然后進(jìn)入二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2強(qiáng)化燃燒;使得高溫?zé)煔庵袛y帶的有機(jī)可燃物繼續(xù)充分燃燒；同時(shí)，在原料燃燒或原料燃燒或熔煉過程中產(chǎn)生的二卩惡英類化合物(D1xin-1 ike compounds)及前驅(qū)物得以熱分解；
[0021 ]②.高溫?zé)煔膺^濾除塵凈化
[0022]經(jīng)步驟①?gòu)?qiáng)化燃燒后的煙氣進(jìn)入氮化硅多孔陶瓷過濾器3，過濾除塵凈化;煙塵顆粒吸附的二卩惡英類化合物(D1xin-like compounds)及前驅(qū)物絕大部分被截留；
[0023]③.余熱鍋爐熱能回收
[0024]經(jīng)步驟②過濾除塵凈化后的煙氣，進(jìn)入逆流換熱余熱鍋爐4，與鍋爐內(nèi)工質(zhì)逆流換熱，將其攜帶的高溫?zé)崮軅鬟f給鍋爐工質(zhì)；煙氣自身溫度降低到< 700°C，實(shí)現(xiàn)余熱一級(jí)回收；
[0025]④.高溫?zé)煔饨?jīng)組合式熱管換熱器急劇降溫
[0026]來自步驟③經(jīng)余熱鍋爐4回收熱能后的煙氣進(jìn)入組合式熱管換熱器5的蒸發(fā)段即受熱段與熱管內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)換熱，將煙氣攜帶的熱能傳導(dǎo)給熱管內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)；熱管內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)受熱氣化，產(chǎn)生的氣態(tài)工質(zhì)靠熱管空間內(nèi)微小的壓差，經(jīng)過中間的傳輸段，流向冷凝段;在冷凝段，氣態(tài)工質(zhì)對(duì)冷源(熱管外的流體)釋放潛熱而冷凝，冷凝的液態(tài)工質(zhì)靠吸液芯的毛細(xì)管作用，又流回到蒸發(fā)段，繼續(xù)重復(fù)上述過程;如此周而復(fù)始，將煙氣攜帶的熱能傳導(dǎo)給余熱鍋爐4的入口冷工質(zhì)，用于提高余熱鍋爐進(jìn)水溫度;或加熱空氣，用于廢雜銅熔煉爐、一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I和二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2的進(jìn)風(fēng)溫度；或者產(chǎn)出熱風(fēng)、熱水外送，供其他用戶使用；同時(shí)，在2秒鐘時(shí)間內(nèi)將煙氣自身溫度降低到200°C以下，并繼續(xù)降溫至90°C以下，流出組合式熱管換熱器5;煙氣急劇降溫，同時(shí)實(shí)現(xiàn)煙氣余熱二次回收；
[0027]⑤.濾袋除塵
[0028]來自步驟④組合式熱管換熱器5的煙氣進(jìn)入濾袋除塵器6過濾、進(jìn)一步去除煙塵；
[0029]⑥.酸性氣體脫除
[0030]來自步驟⑤經(jīng)濾袋除塵器6過濾除塵后的煙氣進(jìn)入酸性氣體脫除系統(tǒng)7，脫除硫化物以及其它酸性氣體污染物:，如出3、勵(lì)1、0)、0)2、!1(:1;
[0031]⑦.活性炭吸附
[0032]來自步驟⑥經(jīng)脫除酸性氣體后的煙氣進(jìn)入活性炭吸附塔8，經(jīng)活性炭吸附，脫除高溫?zé)煔庵械母鞣N大氣污染物，并去除臭氣味，達(dá)標(biāo)后，經(jīng)引風(fēng)機(jī)9排放。
[0033]在本發(fā)明的處理裝置運(yùn)行方法中，高溫?zé)煔鈴?qiáng)化燃燒、高溫?zé)煔膺^濾除塵凈化和高溫?zé)煔饨?jīng)組合式熱管換熱器急劇降溫，都是對(duì)完成本發(fā)明的任務(wù)做出突出貢獻(xiàn)的技術(shù)特征。
[0034]高溫?zé)煔猓紫冗M(jìn)入一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I，然后進(jìn)入二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2強(qiáng)化燃燒;提高了煙氣的溫度，增加了煙氣高溫燃燒時(shí)間，使煙氣中的有機(jī)可燃物在高溫下充分燃燒。同時(shí)，在焚燒過程中產(chǎn)生的二卩惡英類化合物(D1xin-like compounds)及氯酸、多氯聯(lián)苯等二噁英的前驅(qū)物得以熱分解;從源頭上減少了煙氣中的灰塵及其攜帶的有機(jī)污染物的數(shù)量。從而大大減輕了煙氣后處理的負(fù)荷。
[0035]高溫?zé)煔膺^濾除塵凈化，使得煙塵顆粒吸附的二噁英類化合物(D1xin-likecompounds)及其前驅(qū)物大部分被截留;避免了生活垃圾中夾帶的含氯有機(jī)物未能得到充分燃燒，產(chǎn)生的二噁英前驅(qū)物，被煙塵吸附，并在煙氣的輸送和處理過程中，通過銅、鐵等過度金屬及其氧化物的催化作用下，進(jìn)一步生成二噁英類污染物。有效地減少了在后續(xù)處理過程中，二噁英前驅(qū)體合成二噁英類污染物及高溫氣相合成二噁英的幾率。同時(shí)也減小了低溫除塵的負(fù)荷。
[0036]離開余熱鍋爐的煙氣，流經(jīng)組合式熱管換熱器，急劇降溫。在<2秒鐘的時(shí)間內(nèi)將煙氣自身溫度從700°C降低到200°C以下?？焖僭竭^了二噁英前驅(qū)物再合成二噁英類污染物的溫度區(qū)間，從而避免了二噁英類污染物的再生成。
[0037]熱管是空間技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，近年來，隨著熱管技術(shù)研究的不斷成熟和深入，其應(yīng)用焦點(diǎn)也從空間擴(kuò)展到地面。熱管是依靠自身內(nèi)部工作液體相變實(shí)現(xiàn)傳熱的高效傳熱元件，可將大量的熱量通過內(nèi)部很小的截面通道遠(yuǎn)距離地傳輸而無需外加動(dòng)力。熱管具有很高的導(dǎo)熱性、優(yōu)良的等溫性、熱流密度可變性、熱流方向的可逆性、熱二極管與熱開關(guān)性、恒溫特性以及對(duì)環(huán)境的廣泛適應(yīng)性。本發(fā)明的發(fā)明人，將熱管換熱器用于本發(fā)明的煙氣溫度急劇降溫，達(dá)到了預(yù)想的目的。
[0038]本發(fā)明的目的還可以通過如下措施來達(dá)到:
[0039]本發(fā)明的高溫?zé)煔庵卸f英類大氣污染物的處理裝置，所述高溫?zé)煔馐欠贌隣t、熔煉爐、工業(yè)窯爐或鍋爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔?。是?yōu)選的技術(shù)方案。
[0040]本發(fā)明的高溫?zé)煔庵卸f英類大氣污染物的處理裝置，所述城市廢棄物焚燒爐是生活垃圾焚燒爐，電子、電器廢棄物焚燒爐，廢棄印刷線路板焚燒爐;所述熔煉爐是再生銅、鋁、鉛、鋅熔煉爐或鋼熔煉爐。是優(yōu)選的技術(shù)方案。
[0041]本發(fā)明的高溫?zé)煔庵卸f英類大氣污染物的處理裝置，其運(yùn)行方法步驟①所述的一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I和二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2采用管道式燃燒器，配置自動(dòng)