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(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及垃圾焚燒煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)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(shù)：
垃圾焚燒技術(shù)成為近年來(lái)解決垃圾問(wèn)題的新趨勢(shì)和新熱點(diǎn)。由于垃圾成分的復(fù)雜性、多樣性和不均勻性，在焚燒過(guò)程中發(fā)生許多化學(xué)反應(yīng)，生成各種污染物。焚燒產(chǎn)生so2、 CO、CO2、粉塵等大氣污染物和灰渣等固體廢棄物。通過(guò)現(xiàn)有較為成熟的污染控制技術(shù)可對(duì)其進(jìn)行有效控制，但產(chǎn)生的二噁英、氮氧化物、惡臭等特殊污染物目前尚無(wú)有效的處理手段。因此，垃圾焚燒過(guò)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(shù)迫切需要解決的問(wèn)題。二噁英類是高毒性、高累積性的化合物，能夠在人體內(nèi)積累富集，危害極大。其具有高熔點(diǎn)、高沸點(diǎn)的特征，且化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，不僅對(duì)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(duì)大氣、土壤、河流、湖泊、海洋等造成嚴(yán)重污染，其中垃圾和工業(yè)廢物等焚燒過(guò)程是二噁英最主要的來(lái)源。目前尚未見(jiàn)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(shù)與設(shè)備。 常見(jiàn)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(shù)設(shè)備和SCR煙氣脫硝設(shè)備?；钚蕴课绞悄壳靶⌒头贌隣t煙氣凈化常見(jiàn)工藝，該工藝凈化效率不超過(guò)70%， 特別是對(duì)VOC的吸附效率不高；煙氣極冷技術(shù)不適合于大型生活垃圾焚燒廠，這樣不僅浪費(fèi)大量的熱能，而且還需要消耗大量的水資源；SCR脫銷(xiāo)技術(shù)，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(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有粉末活性炭吸附、煙氣急冷、SCR 脫硝技術(shù)只能針對(duì)單一類型的污染物進(jìn)行控制與凈化，凈化效率不高等問(wèn)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(shí)用新型是通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)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(yù)熱器2、還原劑噴射預(yù)混管3、靜態(tài)混合器4和催化反應(yīng)器5，所述氣/ 氣換熱器1內(nèi)含有冷側(cè)進(jìn)口 1. 1、冷側(cè)出口 1.2、熱側(cè)進(jìn)口 1.3、熱側(cè)出口 1.4四個(gè)煙氣接口， 所述預(yù)熱器2的預(yù)熱器進(jìn)口 2. 1與氣/氣換熱器1冷側(cè)出口 1. 2相連，預(yù)熱器出口 2. 2與所述還原劑噴射預(yù)混器3的還原劑噴射預(yù)混器進(jìn)口 3. 1相連，還原劑噴射預(yù)混器出口 3. 2 與所述靜態(tài)混合器4的靜態(tài)混合器進(jìn)口 4. 1相連，靜態(tài)混合器出口 4. 2與所述催化反應(yīng)器5的催化反應(yīng)器進(jìn)口 5. 1相連，催化反應(yīng)器出口 5. 2與所述氣/氣換熱器1的熱側(cè)進(jìn)口 1. 3 相連。所述還原劑噴射預(yù)混器3是一個(gè)文丘里管結(jié)構(gòu)的管段，在喉管段前設(shè)置有還原劑噴槍3. 3。噴槍將還原劑噴射進(jìn)入煙氣中，利用文丘里管原理，讓還原劑迅速混合到煙氣當(dāng)中并迅速汽化。所述靜態(tài)混合器4是一個(gè)不對(duì)稱U型管結(jié)構(gòu)，其內(nèi)依次設(shè)置有四層混合區(qū)，所述每一個(gè)混合區(qū)是由若干個(gè)五個(gè)尖角星形的圓盤(pán)4. 3組成。所述催化反應(yīng)器5內(nèi)裝填有兩層催化劑層，靠近所述催化反應(yīng)器進(jìn)口 5. 1的第一層為催化還原層5. 3，靠近所述催化反應(yīng)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(cè)煙氣與熱側(cè)煙氣是通過(guò)氣/氣換熱器 1的間壁換熱，互不相通。所述預(yù)熱器2采用燃?xì)忸A(yù)熱或電加熱預(yù)熱，用于加熱煙氣到催化反應(yīng)所需要的溫度(約為 300-3200C ) ο所述還原劑噴射預(yù)混器3將還原劑噴射進(jìn)入進(jìn)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(shè)置有四層煙氣靜態(tài)混合層，每層混合區(qū)內(nèi)按一定的角度布置多個(gè)帶五個(gè)尖角星形圓盤(pán)，讓煙氣與還原劑充分混合。所述催化反應(yīng)器5內(nèi)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(chǔ)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(shí)用新型的有益效果為本實(shí)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(shí)現(xiàn)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(dá)到脫臭的目的。即本實(shí)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(gè)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(jié)構(gòu)示意圖圖2是催化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)圖圖3是靜態(tài)混合器的結(jié)構(gòu)示意圖圖4是靜態(tài)混合器中混合區(qū)的五個(gè)尖角星形的圓盤(pán)結(jié)構(gòu)圖圖5是還原劑噴射預(yù)混管的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)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(jié)構(gòu)示意圖，包括依次連接的氣/氣換熱器1、預(yù)熱器2、還原劑噴射預(yù)混管3、靜態(tài)混合器4和催化反應(yīng)器5，所述氣/氣換熱器1內(nèi)含有冷側(cè)進(jìn)口 1. 1、冷側(cè)出口 1.2、熱側(cè)進(jìn)口 1.3、熱側(cè)出口 1. 4四個(gè)煙氣接口，所述預(yù)熱器2的預(yù)熱器進(jìn)口 2. 1與氣/氣換熱器1冷側(cè)出口 1. 2相連， 預(yù)熱器出口 2. 2與所述還原劑噴射預(yù)混器3的還原劑噴射預(yù)混器進(jìn)口 3. 1相連，還原劑噴射預(yù)混器出口 3. 2與所述靜態(tài)混合器4的靜態(tài)混合器進(jìn)口 4. 1相連，靜態(tài)混合器出口 4. 2 與所述催化反應(yīng)器5的催化反應(yīng)器進(jìn)口 5. 1相連，催化反應(yīng)器出口 5. 2與所述氣/氣換熱器1的熱側(cè)進(jìn)口 1.3相連。如圖所示，通過(guò)上述連接組成一個(gè)U形一體化裝置。如圖5，還原劑噴射預(yù)混管的結(jié)構(gòu)示意圖，還原劑噴射預(yù)混器3是一個(gè)文丘里管結(jié)構(gòu)的管段，在喉管段前設(shè)置有還原劑噴槍3. 3。噴槍將還原劑噴射進(jìn)入煙氣中，利用文丘里管原理，讓還原劑迅速混合到煙氣當(dāng)中并迅速汽化。如圖3和圖4，分別是靜態(tài)混合器的結(jié)構(gòu)示意圖和靜態(tài)混合器中混合區(qū)的五個(gè)尖角星形的圓盤(pán)結(jié)構(gòu)圖，靜態(tài)混合器4是一個(gè)不對(duì)稱U型管結(jié)構(gòu)，其內(nèi)依次設(shè)置有四層混合區(qū)，所述每一個(gè)混合區(qū)是由若干個(gè)五個(gè)尖角星形的圓盤(pán)4. 3組成。如圖2，是催化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)圖，催化反應(yīng)器5內(nèi)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(yīng)器進(jìn)口 5. 1的第一層為催化還原層5. 3，靠近所述催化反應(yīng)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(shí)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(cè)進(jìn)口 1. 1進(jìn)入氣/氣換熱器1內(nèi)， 從冷側(cè)出口 1.2排出；而熱煙氣從熱側(cè)進(jìn)口 1.3進(jìn)入氣/氣換熱器1內(nèi)，從熱側(cè)出口 1.4排出。冷煙氣與熱煙氣在氣/氣換熱器1內(nèi)通過(guò)換熱管(或板)的間壁換熱而實(shí)現(xiàn)熱交換。 可控制熱交換的具體數(shù)據(jù)如下冷側(cè)進(jìn)口 1. 1煙氣溫度155-160°C ；冷側(cè)出口 1. 2煙氣溫度約270°C ；熱側(cè)進(jìn)口 1. 3煙氣溫度約320°C ；熱側(cè)出口 1. 4煙氣溫度約205 °C。(2)預(yù)熱垃圾焚燒煙氣經(jīng)過(guò)氣/氣換熱器1換熱升溫后從預(yù)熱器2的預(yù)熱器進(jìn)口進(jìn)口 2. 1進(jìn)入預(yù)熱器2，預(yù)熱器2采用燃?xì)饣螂娂訜釋煔饧訜嵘郎氐?20°C左右以達(dá)到催化反應(yīng)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(guò)噴槍3. 3噴射進(jìn)入焚燒煙氣中，還原劑噴射預(yù)混器3是一個(gè)文丘里管結(jié)構(gòu)的管段，混合有還原劑的煙氣通過(guò)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(jīng)過(guò)還原劑噴射預(yù)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(jìn)口 4. 1進(jìn)入煙氣靜態(tài)混合器4內(nèi)，煙氣經(jīng)過(guò)四層靜態(tài)混合區(qū)4. 3 之后在靜態(tài)混合板后產(chǎn)生強(qiáng)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(dá)到98%以上，有利于后續(xù)的催化反應(yīng)。(5)催化反應(yīng)經(jīng)過(guò)靜態(tài)混合器4充分混合的煙氣由催化反應(yīng)器進(jìn)口 5. 1進(jìn)入催化反應(yīng)器5內(nèi)，焚燒煙氣首先通過(guò)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(yīng)而轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退煌瑫r(shí)二噁英也在催化劑的作用下，與煙氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水、氯化氫。經(jīng)過(guò)催化還原層5. 3凈化后的煙氣再通過(guò)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(yīng)轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等，達(dá)到脫臭的目的。 本實(shí)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(jiǎn)單，運(yùn)行于控制可靠。
權(quán)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(yù)熱器O)、還原劑噴射預(yù)混管(3)、靜態(tài)混合器(4)和催化反應(yīng)器 (5)，其特征在于所述氣/氣換熱器(1)內(nèi)含有冷側(cè)進(jìn)口(1.1)、冷側(cè)出口(1.2)、熱側(cè)進(jìn)口(1.3)、熱側(cè)出口(1.4)四個(gè)煙氣接口，所述預(yù)熱器O)的預(yù)熱器進(jìn)口(2.1)與氣/氣換熱器(1)冷側(cè)出口(1. 2)相連，預(yù)熱器出口(2. 2)與所述還原劑噴射預(yù)混器(3)的還原劑噴射預(yù)混器進(jìn)口(3. 1)相連，還原劑噴射預(yù)混器出口(3.2)與所述靜態(tài)混合器(4)的靜態(tài)混合器進(jìn)口(4. 1)相連，靜態(tài)混合器出口(4. 2)與所述催化反應(yīng)器( 的催化反應(yīng)器進(jìn)口(5. 1) 相連，催化反應(yīng)器出口(5.2)與所述氣/氣換熱器(1)的熱側(cè)進(jìn)口(1.3)相連。
2.如權(quán)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(yù)混器(3)是一個(gè)文丘里管結(jié)構(gòu)的管段，在喉管段前設(shè)置有還原劑噴槍(3. 3)。
3.如權(quán)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(gè)不對(duì)稱U型管結(jié)構(gòu)，其內(nèi)依次設(shè)置有四層混合區(qū)，所述每一個(gè)混合區(qū)是由若干個(gè)五個(gè)尖角星形的圓盤(pán)(4. 3)組成。
4.如權(quán)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(yīng)器(5)內(nèi)裝填有兩層催化劑層，靠近所述催化反應(yīng)器進(jìn)口(5. 1) 的第一層為催化還原層(5. 3)，靠近所述催化反應(yīng)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(shí)用新型公開(kāi)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(yù)熱器、還原劑噴射預(yù)混管、靜態(tài)混合器和催化反應(yīng)器，氣/氣換熱器為間壁式換熱器；預(yù)熱器用于將煙氣升溫至催化反應(yīng)所需溫度；還原劑噴射預(yù)混管將還原劑噴射進(jìn)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(yīng)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(shí)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(shí)現(xiàn)同步脫硝與脫二噁英的目的；能將煙氣中的VOC脫除，達(dá)到脫臭的目的。
文檔編號(hào)B01D53/79GK202021007SQ201120101109
公開(kāi)日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者宋金洲 申請(qǐng)人:上海同利環(huán)境科技有限公司