本發(fā)明涉及冶金行業(yè)煙氣治理技術領域，具體為一種焚燒爐煙氣攜氣流脫除二噁英的裝置及其方法。
背景技術：
一些鋼鐵企業(yè)內(nèi)部配置回轉(zhuǎn)窯等污泥焚燒設備的目的是對下屬各分廠發(fā)生的污泥、浮渣、牛脂、雜廢油進行無機化處理，燒后的殘渣含鐵成份很高，約占60～80％，可以直接用車送往燒結(jié)加工成球團礦，變廢為寶，但是其排出的廢氣中，含有二噁英等污染物質(zhì)，二噁英作為持久性有機污染物，不僅毒性強，而且能夠致癌和致畸變，并具有遺傳效應。
目前，國內(nèi)外對二噁英污染物的治理有吸附和分解兩種方法，如：聯(lián)合脫NOx的催化氧化降解技術、布袋除塵中的催化分解技術、疏水性分子篩、沸石及炭納米管吸附技術、移動床、連續(xù)式和填充床活性炭吸附技術、濕法和干法洗滌技術等，其中，催化分解法能夠徹底分解二噁英，但是所使用的催化劑成本較高，并且廢棄后的催化劑還存在如何處置的問題；物理吸附及洗滌法相對較簡單，但是僅對二噁英起到分離富集作用，也存在失活吸附劑的二次處理問題。
而用于二噁英吸附的有效吸附劑主要是活性碳，但制作活性碳需要消耗大量的木材和優(yōu)質(zhì)煤，目前市場價格在7000--11000元/噸，成本較高，以及由于有些焚燒爐排放煙氣溫度較高，只能采用靜電除塵器除塵，若采用活性碳作為二噁英吸附劑，由于活性碳的理化性質(zhì)，其屬于易燃物質(zhì)，進入電除塵后會存在安全隱患，故無法采用。
中國專利CN1796869A公開了一種垃圾焚燒尾氣的凈化方法和裝置，其主要是利用石灰粉料、鐵質(zhì)飛灰和活性炭作為吸附劑和反應劑，配合后續(xù)的布袋除塵器來脫除煙氣中的酸性氣體、二噁英等物質(zhì)，但由于活性炭，同樣無法適用于配有靜電除塵器的高溫煙氣中的二噁英脫除情況；中國專利CN2657757Y與上述專利類似，也是利用活性炭作為吸附劑進行二噁英脫除，同樣不適用高溫煙氣的二噁英脫除；中國專利CN201596445U公開了一種垃圾焚燒煙氣中二噁英的脫除設備，其主要是先向煙道內(nèi)噴入粉末狀活性炭，吸附部分二噁英后，進入布袋除塵器被分離，除塵器出口的煙氣再次經(jīng)過活性炭纖維過濾設備進行二次脫除二噁英，然后排放，從而達到極低的二噁英排放濃度，雖然該工藝經(jīng)過改進，能夠更大限度的脫除煙氣中的二噁英物質(zhì)，但也同樣不適用于高溫煙氣中的二噁英脫除。
技術實現(xiàn)要素：
針對上述問題，本發(fā)明提供了一種焚燒爐煙氣攜氣流脫除二噁英的裝置，其成本低，可有效適用于高溫煙氣的二噁英脫除，避免發(fā)生安全隱患，本發(fā)明還提供了一種焚燒爐煙氣攜氣流脫除二噁英的方法。
其技術方案是這樣的：一種焚燒爐煙氣攜氣流脫除二噁英的裝置，其包括焚燒爐，所述焚燒爐連接二燃室后連通穩(wěn)定器的進口，所述穩(wěn)定器的出口連通靜電除塵器，所述靜電除塵器通過風機與排放煙囪相連通，所述靜電除塵器下方設置有集灰斗，其特征在于：在所述穩(wěn)定器與靜電除塵器之間裝有煙道，所述煙道內(nèi)裝有噴嘴，所述噴嘴通過噴射管路連接定量輸送控制器、風機，所述定量輸送控制器連接吸附劑儲備倉，所述吸附劑儲備倉中存儲改性納米活性硅吸附劑。
其進一步特征在于：所述煙道包括相連接的直管和彎管，所述直管連接所述穩(wěn)定器，所述彎管連接所述靜電除塵器，所述噴嘴設置于所述直管內(nèi)。
一種焚燒爐煙氣攜氣流脫除二噁英方法，其特征在于：其具體步驟是，
（1）、焚燒爐排出的煙氣進入二燃室再次進行燃燒分解后進入穩(wěn)定器，分解后的煙氣在所述穩(wěn)定器內(nèi)進行換熱、噴霧冷卻；
（2）、在穩(wěn)定器與靜電除塵器之間安裝由直管和彎管連接而成的煙道，所述煙道內(nèi)的溫度為120℃～220℃，并在與所述穩(wěn)定器連接的所述直管內(nèi)裝有噴嘴，所述噴嘴通過噴射管路連接定量輸送控制器和用于吸附劑氣力輸送的風機，以控制所述噴嘴噴出的吸附劑的量，所述定量輸送控制器連接吸附劑儲備倉，所述吸附劑儲備倉中存儲改性納米活性硅吸附劑，所述噴嘴噴出定量的所述吸附劑，并與從所述穩(wěn)定器排出的煙氣在煙道內(nèi)混合后進入靜電除塵器；
（3）、所述吸附劑與煙氣進入所述靜電除塵器后繼續(xù)進行吸附反應并沉降，與含鐵粉塵一起被送入設置于所述靜電除塵器下方的集灰斗，再經(jīng)槽罐車送往堆場進行燒結(jié)配料，從而返回生產(chǎn)進行再次利用，吸附的二噁英則會被燒結(jié)過程中的高溫徹底分解，廢氣則通過與所述靜電除塵器連接的風機排到排放煙囪，并從排放煙囪中排出。
其進一步特征在于：所述吸附劑粒徑大于300目，比表面積為800 m2/g～1500m2/g；所述吸附劑的噴入濃度為80 mg/Nm3～150mg/Nm3；
所述彎管呈U型；
所述噴嘴均勻布置于所述直管內(nèi)的直徑方向上，每個所述噴嘴設置為與所述穩(wěn)定器內(nèi)上升的煙氣流相傾斜，其傾斜角度為0~45°；
所述定量輸送控制器采用差重式定量輸送機；所述吸附劑儲備倉呈倒錐形結(jié)構(gòu)；所述風機、風機均采用羅茨風機。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的有益效果是：
1、本發(fā)明中從穩(wěn)定器內(nèi)排出的煙氣與噴嘴噴出定量的吸附劑先在煙道內(nèi)混合后再進入靜電除塵器，實現(xiàn)了氣固分離，其無需花費高昂的代價將靜電除塵器改為高溫布袋除塵器，可以大大節(jié)約同類煙氣處理設備的投資和運行成本，以及避免了現(xiàn)有噴吹入活性炭后對靜電除塵器的運行帶來安全隱患的問題；
2、本發(fā)明采用改性納米活性硅為吸附材料，替代了常用的煤質(zhì)活性炭吸附劑，其為不燃物質(zhì)，可直接噴入120℃～220℃的高溫煙氣中，可有效脫除煙氣中的二噁英類有機污染物，且在120℃～220℃的煙氣溫度條件下，仍可保持較高的吸附性能，二噁英去除率高；
3、本發(fā)明中吸附劑完成吸附二噁英后，隨含鐵除塵灰一起燒結(jié)配料，可重新進行返回生產(chǎn)再利用，其中所含的二噁英物質(zhì)在燒結(jié)燃燒過程中，被徹底分解，因此不會產(chǎn)生二次污染物；
綜上所述，本發(fā)明可有效適用于配有靜電除塵器的高溫焚燒爐煙氣的二噁英脫除。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，一種焚燒爐煙氣攜氣流脫除二噁英的裝置，其包括焚燒爐2，焚燒爐2連接二燃室3后連通穩(wěn)定器4的進口，穩(wěn)定器4的出口連通靜電除塵器6，靜電除塵器6通過風機1-2與排放煙囪8相連通，靜電除塵器8下方設置有集灰斗7，在穩(wěn)定器4與靜電除塵器6之間裝有煙道5，煙道5內(nèi)裝有噴嘴9，噴嘴9通過噴射管路10連接定量輸送控制器11、風機1-1，定量輸送控制器11連接吸附劑儲備倉12，吸附劑儲備倉12中存儲改性納米活性硅吸附劑。
煙道5包括相連接的直管5-1和彎管5-2，彎管5-2呈U型，直管5-1連接穩(wěn)定器4，彎管5-2連接靜電除塵器6，噴嘴9設置于直管5-1內(nèi)；直管5-1內(nèi)的直徑方向上均勻布置有4個噴嘴9，噴嘴9的個數(shù)具體可根據(jù)實際情況設置；以及噴嘴9設置為與穩(wěn)定器4內(nèi)上升的煙氣流相傾斜，其傾斜角度為45°。
一種焚燒爐煙氣攜氣流脫除二噁英方法，其具體步驟是，
（1）、焚燒爐2排出的煙氣進入二燃室3再次進行燃燒分解后進入穩(wěn)定器4，分解后的煙氣在穩(wěn)定器4內(nèi)進行換熱、噴霧冷卻；其中二燃室3的主要是將焚燒過程中所產(chǎn)生的一些有機氣體在二燃室3內(nèi)再次進行燃燒分解；穩(wěn)定器4主要是將二燃室3出來的高溫煙氣經(jīng)換熱后，再進行噴霧冷卻，將煙氣溫度迅速降至200℃左右，以滿足后續(xù)除塵設備的煙溫要求；
（2）、在穩(wěn)定器4與靜電除塵器6之間安裝由直管5-1和U型彎管5-2連接而成的煙道5，煙道5內(nèi)的溫度為120℃～220℃，并在與穩(wěn)定器4連接的直管5-1內(nèi)裝有噴嘴9，噴嘴9通過噴射管路10連接定量輸送控制器11和用于吸附劑氣力輸送的風機1-1，以控制噴嘴9噴出的吸附劑的量，具體可根據(jù)煙氣流量以及二噁英原始濃度來設定吸附劑噴吹量，定量輸送控制器11連接吸附劑儲備倉12，吸附劑儲備倉12中存儲有通過采用袋裝人工加料的改性納米活性硅吸附劑，噴嘴9噴出定量的且濃度為120mg/Nm3的吸附劑，吸附劑進入煙道5后，迅速擴散，通過彎管5-2使吸附劑和從穩(wěn)定器4排出的煙氣得以在短時間內(nèi)充分混勻后進入靜電除塵器6；
（3）、吸附有二噁英的吸附劑與帶著各種粉塵的煙氣進入靜電除塵器6后繼續(xù)進行吸附反應，將煙氣中的氣態(tài)二噁英吸附并被捕集下來，與含鐵粉塵一起被送入設置于靜電除塵器6下方的集灰斗7，再經(jīng)槽罐車送往堆場進行燒結(jié)配料，從而返回生產(chǎn)進行再次利用，而吸附的二噁英則會被燒結(jié)過程中的高溫徹底分解，廢氣則通過與靜電除塵器6連接的風機1-2排到排放煙囪8，并從排放煙囪8中排出，噴吹吸附劑后，靜電除塵器6出口排放的煙氣中的粉塵濃度不超過原始濃度的5%。
吸附劑為一種改性納米活性硅吸附劑，其主要成分為氧化鈣和氧化硅，物相結(jié)構(gòu)為非晶硅酸鹽，內(nèi)部具有豐富的微孔結(jié)構(gòu)，呈蜂窩狀，吸附劑粒徑大于300目，比表面積在800 m2/g～1500m2/g；其具體制備方法已在中國專利201310637552.9一種以煤基固廢為原料制備活性硅吸附材料的方法中公開；以及該吸附劑與煤質(zhì)活性炭的最大區(qū)別在于它的主要成分為氧化鈣和氧化硅，不具有可燃性，因此可以直接噴入120℃～220℃的高溫煙氣中，用于脫除煙氣中的二噁英類有機污染物，再利用焚燒爐本身帶有的靜電除塵器實現(xiàn)氣固分離，可有效避免發(fā)生安全隱患；
4個噴嘴9均勻布置于直管5-1內(nèi)的直徑方向上，噴嘴9設置為與穩(wěn)定器4內(nèi)上升的煙氣流相傾斜，其傾斜角度為45°；定量輸送控制器11采用差重式定量輸送機；吸附劑儲備倉12呈倒錐形結(jié)構(gòu)；風機1-1、、風機1-2均采用羅茨風機，以控制噴嘴9噴出的吸附劑的量。
實施例1
設定原始煙氣流量為27000Nm3/h，煙氣流速為7.7m/s，煙氣中水分含量為11.4%，靜電除塵器6前煙道5內(nèi)煙氣溫度為200℃～210℃，吸附劑噴入量為4kg/h，系統(tǒng)運行時，首先將吸附劑加入吸附劑儲備倉12，根據(jù)設定的吸附劑噴吹量，依靠定量輸送控制器11，定量輸送給噴射管路10，經(jīng)由噴嘴9噴入煙道5，煙道5由一上升垂直的直管5-1和一U型彎管5-2連接而成，U型彎管5-2與靜電除塵器6相連，吸附劑進入直管5-1后，在直管5-1以及U型彎管5-2內(nèi)迅速擴散并與煙氣混合，之后進入靜電除塵器6，煙氣帶著的各種粉塵以及吸附有二噁英的吸附劑進入靜電除塵器6后并沉降，得到含鐵粉塵，送至集灰斗7，再送往堆場進行燒結(jié)配料，從而返回生產(chǎn)進行再次利用，吸附劑中所吸附的二噁英在燒結(jié)過程中，被高溫分解，不會造成二噁英的富集，通過工業(yè)實際運行得出，二噁英的脫除率可達68%。
實施例2
設定原始煙氣流量為24200Nm3/h，煙氣流速為6.9m/s，煙氣中水分含量為11.1%，靜電除塵器6前煙道5內(nèi)煙氣溫度為180℃～200℃，吸附劑噴入量為2kg/h，重復上述操作后，通過工業(yè)實際運行得出，二噁英的脫除率為79%。
綜上，本發(fā)明可適用于配有靜電除塵器的高溫焚燒爐煙氣的二噁英脫除，在120℃～220℃的煙氣溫度條件下，仍然保持較高的吸附性能，二噁英去除率大于68%，二噁英去除率高，可有效應用于工業(yè)生產(chǎn)中，具有較好的經(jīng)濟效益。