專利名稱：一種光催氧化二惡英處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種垃圾焚燒時(shí)產(chǎn)生的有毒有害氣體的處理裝置，特別是對(duì)垃圾焚燒過(guò)程中所產(chǎn)生的二惡英氣體進(jìn)行光催氧化分解處理，使用該技術(shù)裝置能夠?qū)贌龝r(shí)產(chǎn)生的揮發(fā)性有毒有害氣體進(jìn)行有效的處理，達(dá)到保護(hù)環(huán)境之目的。
背景技術(shù)：
我國(guó)在垃圾焚燒處理技術(shù)上起步較晚，已建成的垃圾焚燒廠缺乏原創(chuàng)性技術(shù)的支撐，對(duì)二惡英控制技術(shù)的需求十分迫切。因此，從國(guó)家層面上，需要構(gòu)建削減和控制二惡英的全新理念，針對(duì)不同垃圾的特征，開(kāi)發(fā)低能、高效、安全的二惡英控制技術(shù)與綜合治理裝置，是減輕我國(guó)目前垃圾焚燒引發(fā)的二惡英污染問(wèn)題的關(guān)鍵。目前，全世界年生活垃圾焚燒量約為1.1億t，絕大部分的垃圾焚燒處理分布于發(fā)達(dá)國(guó)家。日本現(xiàn)有焚燒廠約1800座，年焚燒處理量近4千萬(wàn)t，是世界上生活垃圾焚燒處理規(guī)模最大的國(guó)家。美國(guó)生活垃圾年焚燒量?jī)H次于日本，約為3600萬(wàn)t，焚燒處理的比例約為17%。日本、瑞士等國(guó)焚燒法已占城市生活垃圾處理總量的60%-70%以上。我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)從九十年代初開(kāi)始建設(shè)垃圾焚燒廠，到1998年已建成9座垃圾焚燒廠，總設(shè)計(jì)處理規(guī)模達(dá)9900t/d，計(jì)劃到2001年將建成21座垃圾焚燒廠，總設(shè)計(jì)處理規(guī)模將達(dá)21900t/d，焚燒處理比例將達(dá)70%。在七十年代，意大利Seveso災(zāi)難之后不久，人們開(kāi)始對(duì)城市生活垃圾焚燒廠的二惡英和呋喃的排放狀況進(jìn)行檢測(cè)。一些科學(xué)家公布了對(duì)荷蘭三家城市生活垃圾焚燒廠的初步研究結(jié)果，研究表明其煙氣和飛灰中的二惡英成分普遍存在，隨后出現(xiàn)了大量有關(guān)“城市生活垃圾焚燒和二惡英” 的研究工作。他們認(rèn)為，二惡英形成的先決條件是有機(jī)化合物，即所謂原子團(tuán)、氧、氯以及熱能。城市生活垃圾焚燒廠煙氣中二惡英排放當(dāng)量(根據(jù)Eadon的計(jì)算方法)限定值，各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)不一致，對(duì)于新建的垃圾焚燒廠，最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)是限制在0.lng/m3以下。對(duì)于已運(yùn)行的垃圾焚燒廠煙氣二惡英(Dioxin)排放指標(biāo),美國(guó)要求30_125ng/m3,日本為80ng/m3。當(dāng)垃圾被運(yùn)往焚燒廠時(shí)，二惡英含量就已達(dá)50ng/m3。此外，垃圾在焚燒過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生二惡英。因此，要采取有效措施消除它，特別是要消除在焚燒后期形成的二惡英，至少應(yīng)控制在最低水平。目前，城市垃圾(MSW)焚燒在發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用的主要有以下幾種類型:全量焚燒系統(tǒng)通常焚燒處理量250-3000t/d，用來(lái)焚燒混合垃圾；另一類將混合垃圾進(jìn)行分選處理制成一定尺寸規(guī)格的垃圾衍生燃料(Refuse derived fuel簡(jiǎn)稱RDF),制成的RDF燃料比混和垃圾有更好的均勻性，可以和煤、木屑等其它燃料混和燃燒。塊裝組合式焚燒系統(tǒng)通常是指在制造廠制造好標(biāo)準(zhǔn)組件到現(xiàn)場(chǎng)組合安裝，此類型焚燒系統(tǒng)處理量相對(duì)較小(10 200t/d)。此外還有應(yīng)用較少的處理工藝如流化床焚燒爐、熱解等。在70年代后期和80年代早期，由于公眾對(duì)垃圾焚燒煙氣污染特別是二惡英的關(guān)注，出現(xiàn)公眾反對(duì)興建垃圾焚燒廠的呼聲。因此，在這一時(shí)期，新建垃圾焚燒廠呈下降趨勢(shì)。本發(fā)明人通過(guò)利用光催氧化分解二惡英技術(shù)通過(guò)試點(diǎn)和示范工程在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中對(duì)二惡英開(kāi)環(huán)、分解、物料平衡的轉(zhuǎn)化機(jī)理，獲得在不同垃圾種類下的二惡英組分氧化速率和氧化性物質(zhì)消耗的關(guān)系，建立垃圾焚燒綜合利用的技術(shù)原理體系，提出針對(duì)不同垃圾種類焚燒所產(chǎn)生的二惡英分解控制對(duì)策，為實(shí)現(xiàn)我國(guó)垃圾焚燒綜合利用提供堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù)。
發(fā)明內(nèi)容本新型實(shí)用針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，提供一種利用以紫外光波段為能量，對(duì)涂覆燒結(jié)在鈦絲網(wǎng)表面的稀土合金催化層進(jìn)行催化激發(fā)生成強(qiáng)氧化性物質(zhì)對(duì)氣體中的二惡英進(jìn)行氧化、開(kāi)環(huán)、分解，為解決制約垃圾焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的二惡英處理技術(shù)瓶頸，提供簡(jiǎn)捷的處理手段，達(dá)到保護(hù)環(huán)境、保障身體健康之目的。本發(fā) 明的技術(shù)方案如下:一種光催氧化二惡英處理裝置，包括進(jìn)氣通道1、密閉反應(yīng)室2、催化層3、紫外光區(qū)4、出氣通道5組成。其中進(jìn)氣通道I與密閉反應(yīng)室2的左側(cè)連接，密閉反應(yīng)室2的右側(cè)和出氣通道5連接，形成一個(gè)封閉的氣流通道，密閉反應(yīng)室2內(nèi)固定設(shè)置了多級(jí)催化層3和多級(jí)紫外光區(qū)4。所述的密閉反應(yīng)室2為316L不銹鋼焊接而成，其形狀可以是圓柱體或是長(zhǎng)方體，密閉反應(yīng)室2的左側(cè)的進(jìn)氣通道I和催化層3之間的距離為100-300mm，催化層3和紫外光區(qū)4固定在密閉反應(yīng)室2的箱體內(nèi)壁上，催化層3和紫外光區(qū)4之間的距離為50-100mm。所述的催化層3為鈦絲網(wǎng)或316L不銹鋼絲網(wǎng)作為載體，在其表面涂覆燒結(jié)打02層為保護(hù)層，在TiO2保護(hù)層上二次涂覆燒結(jié)La-Ce-Eu/Ir的共混體作為活性催化層。所述的紫外光區(qū)為波長(zhǎng)小于ISOnm大于IOOnm的紫外燈管，燈管上下間的距離100mm-300mm形成紫外光區(qū)4，紫外燈管的接電方式為兩端兩針接電，紫外燈管的兩端穿透密閉反應(yīng)室2被固定在密閉反應(yīng)室的兩側(cè)。所述的催化層3和紫外光區(qū)4排列方式為兩組催化層3之間夾一組紫外光區(qū)4，依據(jù)所處理的廢氣量依次類推排列。紫外光區(qū)4距兩邊的催化層3的距離為50-100mm。所述的催化層3的結(jié)構(gòu)方式為，作為載體層8的鈦絲網(wǎng)或是316L不銹鋼絲網(wǎng)的孔徑為200目-400目，涂覆燒結(jié)后被固定在作為支撐骨架的316L不銹鋼多孔板7的兩面，不銹鋼多孔板7厚度為3mm-6mm。垃圾焚燒氣體由引風(fēng)機(jī)經(jīng)氣體通道I進(jìn)入密閉反應(yīng)室2內(nèi)，透過(guò)催化層3。催化層3在紫外光區(qū)4作用下，涂覆在其表面的稀土合金催化材料開(kāi)始光催化反應(yīng)，使吸附在催化層3表面的氧分子和水分子被遷移的電子、光子激發(fā)生成高活性的氧化性物質(zhì)，高活性的氧化性物質(zhì)對(duì)氣體中的二惡英進(jìn)行氧化分解，在余壓作用下由出氣通道5排出。經(jīng)處理后的垃圾焚燒氣體的有害有毒物質(zhì)達(dá)到國(guó)家限定排放值。本實(shí)用新型的技術(shù)效果如下:由于本新型實(shí)用的一種光催氧化二惡英處理裝置，采用了光催氧化技術(shù)，對(duì)垃圾焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的二惡英的去除率達(dá)到95 %，使排放的氣體中有害污染物含量達(dá)到國(guó)家排放限定值，對(duì)國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展垃圾焚燒綜合資源利用政策，突破了二惡英處理的技術(shù)瓶頸。[0021]本新型實(shí)用的一種光催氧化二惡英處理裝置可廣泛應(yīng)用于城市生活垃圾、醫(yī)療垃圾、生物制藥垃圾、化工垃圾的焚燒氣體氣體處理。

圖1是一種光催氧化二惡英處理裝置的正視剖面示意圖；圖2是一種光催氧化二惡英處理裝置的側(cè)視剖面示意圖；圖3是一種光催氧化二惡英處理裝置的催化層結(jié)構(gòu)示意圖。圖1、圖2、圖3標(biāo)記說(shuō)明:1、進(jìn)氣通道2、密閉反應(yīng)室3、催化層4、紫外光區(qū)5、出氣通道6、接電端子7、不銹鋼多孔板8、載體層具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。本新型實(shí)用裝置安裝在垃圾焚燒爐排氣系統(tǒng)中的除塵器出氣口，經(jīng)過(guò)除塵后的氣體在引風(fēng)機(jī)作用下由進(jìn)氣通道I進(jìn)入密閉反應(yīng)室2內(nèi)，氣體首先穿透催化層3被強(qiáng)氧化分解，氣體中的二惡英被開(kāi)環(huán)斷鏈進(jìn)入紫外光區(qū)4再次被光子激發(fā)的臭氧氧化分解，經(jīng)過(guò)重復(fù)多次的催化氧化后，氣體在余壓作用下由出氣通道5排入煙道。如圖1、圖2和圖3所示的一種光催氧化二惡英處理裝置，包括進(jìn)氣通道1、密閉反應(yīng)室2、催化層3、紫外光區(qū)4、出氣通道5組成。其中進(jìn)氣通道I與密閉反應(yīng)室2的左側(cè)通過(guò)焊接而成，密閉反應(yīng)室2的右側(cè)和出氣通道5連接，形成一個(gè)封閉的氣流通道，密閉反應(yīng)室2內(nèi)固定設(shè)置了多級(jí)催化層3和多級(jí)紫外光區(qū)4。其中密閉反應(yīng)室2為316L不銹鋼焊接而成，其形狀可以是圓柱體或是長(zhǎng)方體，密閉反應(yīng)室2的左側(cè)的進(jìn)氣通道I和催化層3之間的距離為100-300mm，催化層3和紫外光區(qū)4固定在密閉反應(yīng)室2的箱體內(nèi)壁上，催化層3和紫外光區(qū)4之間的距離為50-100mm。其中催化層3為鈦絲網(wǎng)或316L不銹鋼絲網(wǎng)作為載體，在其表面涂覆燒結(jié)TiO2層為保護(hù)層，在TiO2保護(hù)層上二次涂覆燒結(jié)La-Ce-Eu/Ir的共混體作為活性催化層。其中紫外光區(qū)為波長(zhǎng)小于ISOnm大于IOOnm的紫外燈管，燈管上下間的距離100mm-300mm形成紫外光區(qū)4，紫外燈管的接電方式為兩端兩針接電，紫外燈管的兩端穿透密閉反應(yīng)室2被固定在密閉反應(yīng)室的兩側(cè)。其中催化層3和紫外光區(qū)4排列方式為兩組催化層3之間夾一組紫外光區(qū)4，依據(jù)所處理的廢氣量依次類推排列。紫外光區(qū)4距兩邊的催化層3的距離為50-100mm。其中催化層3的結(jié)構(gòu)方式為，作為載體層8的鈦絲網(wǎng)或是316L不銹鋼絲網(wǎng)的孔徑為200目-400目，涂覆燒結(jié)后被固定在作為支撐骨架的316L不銹鋼多孔板7的兩面，不銹鋼多孔板7厚度為3mm-6mm。垃圾焚燒氣體由引風(fēng)機(jī)經(jīng)氣體通道I進(jìn)入密閉反應(yīng)室2內(nèi)，透過(guò)催化層3。催化層3在紫外光區(qū)4作用下，涂覆在其表面的稀土合金催化材料開(kāi)始光催化反應(yīng)，使吸附在催化層3表面的氧分子和水分子被遷移的電子、光子激發(fā)生成高活性的氧化性物質(zhì)，高活性的氧化性物質(zhì)對(duì)氣 體中的二惡英進(jìn)行氧化分解，在余壓作用下由出氣通道5排出。經(jīng)處理后的垃圾焚燒氣體的有害有毒物質(zhì)達(dá)到國(guó)家限定排放值。應(yīng)當(dāng)指出，以上所述具體實(shí)施方式
可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本創(chuàng)新發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。因此，盡管本說(shuō)明書參照附圖和實(shí)施例對(duì)本創(chuàng)新發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換；而一切不脫離本創(chuàng)新發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本創(chuàng)新發(fā)明專利的保護(hù)范圍當(dāng)中·。
權(quán)利要求1.一種光催氧化二惡英處理裝置，其特征在于:所述的處理裝置包括進(jìn)氣通道(I)和密閉反應(yīng)室(2)，其中進(jìn)氣通道(I)與密閉反應(yīng)室(2)的左側(cè)連接，密閉反應(yīng)室(2)的右側(cè)和出氣通道(5)連接，形成一個(gè)封閉的氣流通道，密閉反應(yīng)室(2)內(nèi)固定設(shè)置了多級(jí)催化層(3)和多級(jí)紫外光區(qū)⑷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催氧化二惡英處理裝置，其特征在于:所述的密閉反應(yīng)室⑵為316L不銹鋼焊接而成，其形狀可以是圓柱體或是長(zhǎng)方體，密閉反應(yīng)室⑵的左側(cè)的進(jìn)氣通道(I)和催化層(3)之間的距離為100-300mm，催化層(3)和紫外光區(qū)(4)固定在密閉反應(yīng)室(2)的箱體上，催化層(3)和紫外光區(qū)(4)之間的距離為50-100mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光催氧化二惡英處理裝置，其特征在于:所述的催化層(3)為鈦絲網(wǎng)或316L不銹鋼絲網(wǎng)作為載體，在其表面涂覆燒結(jié)TiO2層為保護(hù)層，在TiO2保護(hù)層上二次涂覆燒結(jié)活性催化層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光催氧化二惡英處理裝置，其特征在于:所述的紫外光區(qū)為波長(zhǎng)小于ISOnm大于IOOnm的紫外燈管，燈管上下間的距離100mm-300mm形成紫外光區(qū)(4)，紫外燈管的接電方式為兩端兩針接電，紫外燈管的兩端穿透密閉反應(yīng)室(2)被固定在密閉反應(yīng)室的兩側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光催氧化二惡英處理裝置，其特征在于:所述的催化層(3)和紫外光區(qū)4排列方式為兩組催化層(3)之間夾一組紫外光區(qū)(4)，依據(jù)所處理的廢氣量依次類推排列，紫外光區(qū)(4)距兩邊的催化層(3)的距離為50-100mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種光催氧化二惡英處理裝置，其特征在于:所述的催化層(3)的結(jié)構(gòu)方式為，作為載體層(8)的鈦絲網(wǎng)或是316L不銹鋼絲網(wǎng)的孔徑為200目-400目，涂覆燒結(jié)后被固定在作為支撐骨架的316L不銹鋼多孔板(7)的兩面，不銹鋼多孔板(7)厚度為3mm-6mm。
專利摘要本實(shí)用新型是一種光催氧化二惡英處理裝置，所述的處理裝置包括進(jìn)氣通道(1)和密閉反應(yīng)室(2)，其中進(jìn)氣通道(1)與密閉反應(yīng)室(2)的左側(cè)連接，密閉反應(yīng)室(2)的右側(cè)和出氣通道(5)連接，形成一個(gè)封閉的氣流通道，密閉反應(yīng)室(2)內(nèi)固定設(shè)置了多級(jí)催化層(3)和多級(jí)紫外光區(qū)(4)。本實(shí)用新型能夠?qū)贌龝r(shí)所產(chǎn)生的二惡英氣體進(jìn)行有效的分解，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。垃圾焚燒時(shí)所產(chǎn)生的廢氣，在風(fēng)機(jī)作用下，通過(guò)除塵處理后，在余壓的作用下，由進(jìn)氣通道(1)進(jìn)入密閉反應(yīng)室(2)內(nèi)，在紫外光區(qū)(4)預(yù)氧化分解后，穿透催化層(3)進(jìn)行深度催化氧化分解，處理后的氣體由出氣通道(5)排出裝置。
文檔編號(hào)B01D53/72GK203123825SQ20112057324
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者李元元, 張毅, 李忠玉, 于江濤 申請(qǐng)人:常州浩瀚新材料科技有限公司