專利名稱：脫除垃圾焚燒煙氣中氮氧化物、二噁英和惡臭的一體化裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及垃圾焚燒煙氣凈化技術領域，是一種垃圾焚燒煙氣同步脫硝、脫二噁英、脫臭的一體化凈化裝置，特別涉及一種脫除垃圾焚燒煙氣中氮氧化物、二噁英和惡
臭的一體化裝置。
背景技術：
垃圾焚燒技術成為近年來解決垃圾問題的新趨勢和新熱點。由于垃圾成分的復雜性、多樣性和不均勻性，在焚燒過程中發(fā)生許多化學反應，生成各種污染物。焚燒產生so2、 CO、CO2、粉塵等大氣污染物和灰渣等固體廢棄物。通過現有較為成熟的污染控制技術可對其進行有效控制，但產生的二噁英、氮氧化物、惡臭等特殊污染物目前尚無有效的處理手段。因此，垃圾焚燒過程中特殊污染物的控制，尤其是二噁英的控制，已成為發(fā)展垃圾焚燒技術迫切需要解決的問題。二噁英類是高毒性、高累積性的化合物，能夠在人體內積累富集，危害極大。其具有高熔點、高沸點的特征，且化學性質很穩(wěn)定，不僅對酸堿，而且在氧化還原作用下都很穩(wěn)定。而在生物作用下則分解得很緩慢，極易被土壤吸附，在環(huán)境中常常對大氣、土壤、河流、湖泊、海洋等造成嚴重污染，其中垃圾和工業(yè)廢物等焚燒過程是二噁英最主要的來源。目前尚未見垃圾焚燒煙氣中氮氧化物、二噁英、惡臭同步脫除的工藝技術與設備。 常見的多是粉末活性炭吸附、煙氣急冷凈化二噁英與惡臭的工藝技術設備和SCR煙氣脫硝設備?；钚蕴课绞悄壳靶⌒头贌隣t煙氣凈化常見工藝，該工藝凈化效率不超過70%， 特別是對VOC的吸附效率不高；煙氣極冷技術不適合于大型生活垃圾焚燒廠，這樣不僅浪費大量的熱能，而且還需要消耗大量的水資源；SCR脫銷技術，僅僅能脫除煙氣的氮氧化物，不能脫除二噁英及惡臭。
發(fā)明內容本實用新型要解決的技術問題是為了克服現有粉末活性炭吸附、煙氣急冷、SCR 脫硝技術只能針對單一類型的污染物進行控制與凈化，凈化效率不高等問題，提供了一種脫除垃圾焚燒煙氣中氮氧化物、二噁英和惡臭的一體化裝置，焚燒煙氣同步脫硝、脫二噁英、脫臭的一體化凈化裝置。本實用新型是通過以下的技術方案實現的一種脫除垃圾焚燒煙氣中氮氧化物、二噁英和惡臭的一體化裝置，包括依次連接的氣/氣換熱器1、預熱器2、還原劑噴射預混管3、靜態(tài)混合器4和催化反應器5，所述氣/ 氣換熱器1內含有冷側進口 1. 1、冷側出口 1.2、熱側進口 1.3、熱側出口 1.4四個煙氣接口， 所述預熱器2的預熱器進口 2. 1與氣/氣換熱器1冷側出口 1. 2相連，預熱器出口 2. 2與所述還原劑噴射預混器3的還原劑噴射預混器進口 3. 1相連，還原劑噴射預混器出口 3. 2 與所述靜態(tài)混合器4的靜態(tài)混合器進口 4. 1相連，靜態(tài)混合器出口 4. 2與所述催化反應器5的催化反應器進口 5. 1相連，催化反應器出口 5. 2與所述氣/氣換熱器1的熱側進口 1. 3 相連。所述還原劑噴射預混器3是一個文丘里管結構的管段，在喉管段前設置有還原劑噴槍3. 3。噴槍將還原劑噴射進入煙氣中，利用文丘里管原理，讓還原劑迅速混合到煙氣當中并迅速汽化。所述靜態(tài)混合器4是一個不對稱U型管結構，其內依次設置有四層混合區(qū)，所述每一個混合區(qū)是由若干個五個尖角星形的圓盤4. 3組成。所述催化反應器5內裝填有兩層催化劑層，靠近所述催化反應器進口 5. 1的第一層為催化還原層5. 3，靠近所述催化反應器出口 5. 2的第二層為催化氧化層5. 4 ；所述催化還原層5. 3與催化氧化層5. 4之間間隔10-20cm的距離。所述氣/氣換熱器1為間壁式換熱器，冷側煙氣與熱側煙氣是通過氣/氣換熱器 1的間壁換熱，互不相通。所述預熱器2采用燃氣預熱或電加熱預熱，用于加熱煙氣到催化反應所需要的溫度(約為 300-3200C ) ο所述還原劑噴射預混器3將還原劑噴射進入進入本裝置的煙氣并使得還原劑迅速混合汽化。所述靜態(tài)混合器4設置有四層煙氣靜態(tài)混合層，每層混合區(qū)內按一定的角度布置多個帶五個尖角星形圓盤，讓煙氣與還原劑充分混合。所述催化反應器5內依次為催化還原層與催化氧化層，催化還原層裝填的是催化還原催化劑，而催化氧化層裝填的是催化氧化催化劑，催化還原層與催化氧化層間隔 10-20cm的距離；所述的催化還原層5. 3的催化還原催化劑是在傳統(tǒng)脫硝催化劑的基礎上添加適量的稀土金屬后，使得該催化劑不僅具有脫硝功能，而且還具有97%以上的脫除二噁英的功能；所述催化氧化層5. 4，是布置在催化還原層5. 3之后，具有脫除煙氣中的VOC 的功能。本實用新型的有益效果為本實用新型所述的催化還原催化劑不僅具有脫硝的功能，含具有97%以上的二噁英脫除效率，實現同步脫硝與二噁英的目的；催化氧化催化劑能將煙氣中的VOC脫除，達到脫臭的目的。即本實用新型所述的脫除垃圾焚燒煙氣中氮氧化物、二噁英和惡臭的一體化裝置是一個一體化裝置，具有同步脫除垃圾焚燒煙氣中氮氧化物、二噁英、惡臭的功能。

圖1是脫除垃圾焚燒煙氣中氮氧化物、二噁英和惡臭的一體化裝置的結構示意圖圖2是催化反應器的結構圖圖3是靜態(tài)混合器的結構示意圖圖4是靜態(tài)混合器中混合區(qū)的五個尖角星形的圓盤結構圖圖5是還原劑噴射預混管的結構示意圖
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型做進一步說明。[0024]如圖1，是脫除垃圾焚燒煙氣中氮氧化物、二噁英和惡臭的一體化裝置的結構示意圖，包括依次連接的氣/氣換熱器1、預熱器2、還原劑噴射預混管3、靜態(tài)混合器4和催化反應器5，所述氣/氣換熱器1內含有冷側進口 1. 1、冷側出口 1.2、熱側進口 1.3、熱側出口 1. 4四個煙氣接口，所述預熱器2的預熱器進口 2. 1與氣/氣換熱器1冷側出口 1. 2相連， 預熱器出口 2. 2與所述還原劑噴射預混器3的還原劑噴射預混器進口 3. 1相連，還原劑噴射預混器出口 3. 2與所述靜態(tài)混合器4的靜態(tài)混合器進口 4. 1相連，靜態(tài)混合器出口 4. 2 與所述催化反應器5的催化反應器進口 5. 1相連，催化反應器出口 5. 2與所述氣/氣換熱器1的熱側進口 1.3相連。如圖所示，通過上述連接組成一個U形一體化裝置。如圖5，還原劑噴射預混管的結構示意圖，還原劑噴射預混器3是一個文丘里管結構的管段，在喉管段前設置有還原劑噴槍3. 3。噴槍將還原劑噴射進入煙氣中，利用文丘里管原理，讓還原劑迅速混合到煙氣當中并迅速汽化。如圖3和圖4，分別是靜態(tài)混合器的結構示意圖和靜態(tài)混合器中混合區(qū)的五個尖角星形的圓盤結構圖，靜態(tài)混合器4是一個不對稱U型管結構，其內依次設置有四層混合區(qū)，所述每一個混合區(qū)是由若干個五個尖角星形的圓盤4. 3組成。如圖2，是催化反應器的結構圖，催化反應器5內裝填有兩層催化劑層，在圖1中連接所示，靠近所述催化反應器進口 5. 1的第一層為催化還原層5. 3，靠近所述催化反應器出口 5. 2的第二層為催化氧化層5. 4 ；所述催化還原層5. 3與催化氧化層5. 4之間間隔 10-20cm的距離。本實用新型的工作原理為(1)換熱冷煙氣首先從氣/氣換熱器1的冷側進口 1. 1進入氣/氣換熱器1內， 從冷側出口 1.2排出；而熱煙氣從熱側進口 1.3進入氣/氣換熱器1內，從熱側出口 1.4排出。冷煙氣與熱煙氣在氣/氣換熱器1內通過換熱管(或板)的間壁換熱而實現熱交換。 可控制熱交換的具體數據如下冷側進口 1. 1煙氣溫度155-160°C ；冷側出口 1. 2煙氣溫度約270°C ；熱側進口 1. 3煙氣溫度約320°C ；熱側出口 1. 4煙氣溫度約205 °C。(2)預熱垃圾焚燒煙氣經過氣/氣換熱器1換熱升溫后從預熱器2的預熱器進口進口 2. 1進入預熱器2，預熱器2采用燃氣或電加熱將煙氣加熱升溫到320°C左右以達到催化反應所需要的溫度。(3)還原劑的噴射與混合采用還原劑氨氣或尿素溶液通過噴槍3. 3噴射進入焚燒煙氣中，還原劑噴射預混器3是一個文丘里管結構的管段，混合有還原劑的煙氣通過文丘里管加速，靜壓降低，加速還原劑的混合與汽化。(4)煙氣的靜態(tài)混合經過還原劑噴射預混器3初步混合有還原劑的煙氣從靜態(tài)混合器4的靜態(tài)混合器進口 4. 1進入煙氣靜態(tài)混合器4內，煙氣經過四層靜態(tài)混合區(qū)4. 3 之后在靜態(tài)混合板后產生強烈的渦流，使得煙氣與還原劑充分混合，同樣也是的煙氣的溫度均勻性達到98%以上，有利于后續(xù)的催化反應。(5)催化反應經過靜態(tài)混合器4充分混合的煙氣由催化反應器進口 5. 1進入催化反應器5內，焚燒煙氣首先通過催化還原層5. 3，煙氣中的氮氧化物與還原劑氨氣發(fā)生反應而轉化為氮氣和水；同時二噁英也在催化劑的作用下，與煙氣中的氧氣發(fā)生反應而轉化為二氧化碳、水、氯化氫。經過催化還原層5. 3凈化后的煙氣再通過催化氧化層5. 4，在催化劑的作用下，煙氣中的VOC與煙氣中的氧氣發(fā)生反應轉化為二氧化碳和水等，達到脫臭的目的。 本實用新型采用一套裝置可以同步脫除焚燒煙氣中的氮氧化物、二噁英、惡臭。解決了活性炭吸附、煙氣急冷、SCR等只能脫除單一類型的污染物的缺陷，把垃圾焚燒煙氣氮氧化物、二噁英、惡臭脫除集合于一套裝置，使得流程簡單，運行于控制可靠。
權利要求1.一種脫除垃圾焚燒煙氣中氮氧化物、二噁英和惡臭的一體化裝置，包括依次連接的氣/氣換熱器(1)、預熱器O)、還原劑噴射預混管(3)、靜態(tài)混合器(4)和催化反應器 (5)，其特征在于所述氣/氣換熱器(1)內含有冷側進口(1.1)、冷側出口(1.2)、熱側進口(1.3)、熱側出口(1.4)四個煙氣接口，所述預熱器O)的預熱器進口(2.1)與氣/氣換熱器(1)冷側出口(1. 2)相連，預熱器出口(2. 2)與所述還原劑噴射預混器(3)的還原劑噴射預混器進口(3. 1)相連，還原劑噴射預混器出口(3.2)與所述靜態(tài)混合器(4)的靜態(tài)混合器進口(4. 1)相連，靜態(tài)混合器出口(4. 2)與所述催化反應器( 的催化反應器進口(5. 1) 相連，催化反應器出口(5.2)與所述氣/氣換熱器(1)的熱側進口(1.3)相連。
2.如權利要求1所述的脫除垃圾焚燒煙氣中氮氧化物、二噁英和惡臭的一體化裝置， 其特征在于所述還原劑噴射預混器(3)是一個文丘里管結構的管段，在喉管段前設置有還原劑噴槍(3. 3)。
3.如權利要求1所述的脫除垃圾焚燒煙氣中氮氧化物、二噁英和惡臭的一體化裝置， 其特征在于所述靜態(tài)混合器(4)是一個不對稱U型管結構，其內依次設置有四層混合區(qū)，所述每一個混合區(qū)是由若干個五個尖角星形的圓盤(4. 3)組成。
4.如權利要求1所述的脫除垃圾焚燒煙氣中氮氧化物、二噁英和惡臭的一體化裝置， 其特征在于所述催化反應器(5)內裝填有兩層催化劑層，靠近所述催化反應器進口(5. 1) 的第一層為催化還原層(5. 3)，靠近所述催化反應器出口(5. 的第二層為催化氧化層(5.4)；所述催化還原層(5.3)與催化氧化層(5.4)之間間隔10-20cm的距離。
專利摘要本實用新型公開了一種脫除垃圾焚燒煙氣中氮氧化物、二噁英和惡臭的一體化裝置，其特征在于包括依次連接的氣/氣換熱器、預熱器、還原劑噴射預混管、靜態(tài)混合器和催化反應器，氣/氣換熱器為間壁式換熱器；預熱器用于將煙氣升溫至催化反應所需溫度；還原劑噴射預混管將還原劑噴射進煙氣并使還原劑迅速混合汽化；靜態(tài)混合器加速煙氣與還原劑充分混合；催化反應器是由兩層分層催化劑催化凈化煙氣中的氮氧化物、二噁英和惡臭。本實用新型的一體化裝置具有同步脫除垃圾焚燒煙氣中氮氧化物、二噁英、惡臭的功能，不僅具有脫硝的功能，還具有97％以上的二噁英脫除效率，實現同步脫硝與脫二噁英的目的；能將煙氣中的VOC脫除，達到脫臭的目的。
文檔編號B01D53/79GK202021007SQ201120101109
公開日2011年11月2日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權日2011年4月8日
發(fā)明者宋金洲 申請人:上海同利環(huán)境科技有限公司