一種處理垃圾焚燒廢氣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種處理垃圾焚燒廢氣的方法，屬于環(huán)境保護(hù)中的廢氣處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]生活垃圾焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的污染物主要包括四大類:顆粒物(煙塵)、酸性氣體(CO、NOx, SO2, HCl等)、重金屬(Hg、Cr、Pb等)及有機(jī)污染物(主要因子為二惡英類)。其中HCl來(lái)源于生活垃圾中含氯廢物。SO2來(lái)源于含硫生活垃圾的高溫氧化過(guò)程。勵(lì))(來(lái)源于生活垃圾焚燒過(guò)程中隊(duì)和O2的氧化反應(yīng)及含氮有機(jī)物的燃燒，其中95%為NO，顯2所占比例很少。CO是由生活垃圾中有機(jī)可燃物不完全燃燒產(chǎn)生的。金屬類污染物源于焚燒過(guò)程中生活垃圾所含重金屬及其化合物。有機(jī)污染物的產(chǎn)生機(jī)理非常復(fù)雜，會(huì)伴隨多種化學(xué)反應(yīng)。首先形成中間產(chǎn)物，最后形成終產(chǎn)物，二惡英是其中毒性最強(qiáng)的化合物，在垃圾焚燒過(guò)程中其生成途徑主要有:1)生活垃圾中本身含有的微量二惡英大部分會(huì)在高溫下分解，但由于其具有熱穩(wěn)定性，少量會(huì)隨煙氣排放；2)在燃燒過(guò)程中由氯源生成，大部分在高溫條件下也會(huì)被分解，但有少部分排放；3)當(dāng)燃燒不充分時(shí)，煙氣中會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的未燃盡物質(zhì)，在遇觸媒(重金屬Cu等)及300°C?500°C條件下，已分解的二惡英會(huì)重新生成。目前垃圾焚燒廢氣的處理方法主要有吸附法；吸收法；燃燒法；生物菌分解法；光催化法；低溫等離子凈化法。
[0003]1、除燃燒法外，其余方法均需要降溫塔降溫，會(huì)產(chǎn)生很大的熱損失。
[0004]2、通常的熱電離法的反應(yīng)溫度很高，反應(yīng)溫度為5000°C -10000°C，能耗大。
[0005]3、通常的等離子體法處理廢氣的流量范圍是1000-60000m3/h，無(wú)法滿足一般垃圾焚燒廠廢氣的處理需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種處理垃圾焚燒廢氣的方法，惰性氣體由惰性氣體儲(chǔ)罐進(jìn)入加壓泵中，惰性氣體在加壓泵中增加到較高氣壓后進(jìn)入阻燃器中，高壓惰性氣體經(jīng)過(guò)阻燃器進(jìn)入壁板為隔熱材料的熱電離室，阻燃器能夠保護(hù)入口管路防止過(guò)熱燃燒，垃圾焚燒爐排出的高溫廢氣經(jīng)熱交換器，將熱能傳輸?shù)綗犭婋x室中，低溫廢氣進(jìn)入等離子體反應(yīng)室的進(jìn)氣口 ；在熱電離室中，在高壓惰性氣體持續(xù)輸入的同時(shí)，調(diào)節(jié)可移動(dòng)壁板，使惰性氣體被急劇壓縮，釋放大量的熱，來(lái)自熱交換器和氣體壓縮的熱能使熱電離室內(nèi)的溫度升高，將由水泵注入的純凈水變?yōu)樗魵?，同時(shí)在I號(hào)電極兩極板間施加一定的電壓，水蒸氣在I號(hào)電極的電場(chǎng)作用下電解，生成高活性臭氧分子，熱電離室內(nèi)的惰性氣體在6MPa的壓力、I號(hào)電極的兩極板間電壓為IKV的條件下，在高活性臭氧分子的活化作用下，在約800-1000°C的溫度發(fā)生熱電離離解成等離子體；高溫的等離子體經(jīng)冷卻系統(tǒng)冷卻后，由噴嘴噴至等離子體反應(yīng)室中，抽真空裝置將等離子體反應(yīng)室不斷抽至真空，在等離子體反應(yīng)室中，2號(hào)電極的兩極板間施加一定的電壓，噴嘴噴出的惰性等離子體在2號(hào)電極的作用下形成均勻的等離子體流，與來(lái)自等離子體反應(yīng)室進(jìn)氣口的低溫廢氣接觸，等離子體流的高能量將廢氣分子分解為原子狀態(tài)，凈化后的氣體自等離子體反應(yīng)室的排氣口排出。
[0007]惰性氣體儲(chǔ)罐內(nèi)的惰性氣體為氮?dú)?、氦氣或氬氣?br>[0008]2號(hào)電極的兩極板間電壓為2KV，等離子體反應(yīng)室中內(nèi)溫度為100_110°C，壓力為O-800Pao
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
(1)本系統(tǒng)中的垃圾焚燒爐產(chǎn)生的廢氣排出后無(wú)需降溫，高溫廢氣可通過(guò)熱交換器為反應(yīng)提供能量；
(2)惰性氣體在6MPa的高壓力、IKV的高電壓條件下，在高活性臭氧分子的活化作用下，在800-1000°C發(fā)生熱電離反應(yīng)，較現(xiàn)有技術(shù)中6000-10000°C的熱電離溫度大大降低，節(jié)約了能耗。同事惰性氣體離解成等離子體的速度大大加快；
(3)本系統(tǒng)電離室的體積可調(diào)節(jié)，且采用壓縮氣體的方法，處理廢氣的流量范圍可增加至80000-150000m3/h，可滿足一般垃圾焚燒廠廢氣的處理需求。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明方法使用的設(shè)備示意圖。
[0011]圖中:1_惰性氣體儲(chǔ)罐、2-加壓泵、3-阻燃器、4-壁板為隔熱材料的熱電離室、5-1號(hào)電極、6-可移動(dòng)壁板、7-噴嘴、8-冷卻系統(tǒng)、9-等離子體反應(yīng)室、10-2號(hào)電極、11-抽真空裝置、12-熱交換器、13-垃圾焚燒爐、14-純凈水槽、15-水泵。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，惰性氣體由惰性氣體儲(chǔ)罐I進(jìn)入加壓泵2中，惰性氣體在加壓泵2中增加到較高氣壓后進(jìn)入阻燃器3中，高壓惰性氣體經(jīng)過(guò)阻燃器3進(jìn)入壁板為隔熱材料的熱電離室4，阻燃器3可保護(hù)入口管路防止過(guò)熱燃燒，垃圾焚燒爐13排出的高溫廢氣，經(jīng)熱交換器12，將熱能傳輸?shù)奖诎鍨楦魺岵牧系臒犭婋x室4中，低溫廢氣進(jìn)入等離子體反應(yīng)室9的進(jìn)氣口，在壁板為隔熱材料的熱電離室4中，在高壓惰性氣體持續(xù)輸入的同時(shí)，調(diào)節(jié)可移動(dòng)壁板6，使壁板為隔熱材料的熱電離室4內(nèi)壓力為6MPa，惰性氣體被急劇壓縮，釋放大量的熱，來(lái)自熱交換器12和氣體壓縮的熱能使壁板為隔熱材料的熱電離室4內(nèi)的溫度升高，將由水泵15注入的純凈水變?yōu)樗魵?，同時(shí)I號(hào)電極5兩極板施加IKV的電壓，水蒸氣在I號(hào)電極5的作用下電解，生成高活性臭氧分子，壁板為隔熱材料的熱電離室4內(nèi)的惰性氣體在高壓力、高電壓及高活性臭氧分子的活化作用下，發(fā)生熱電離所需溫度較低，約為800-1000°C，惰性氣體離解成等離子體的速度加快。高溫的等離子體經(jīng)冷卻系統(tǒng)8冷卻至100-110°C后，由噴嘴7噴至等離子體反應(yīng)室9中，抽真空裝置11將等離子體反應(yīng)室9不斷抽至0-800Pa，在等離子體反應(yīng)室9中，2號(hào)電極10的兩極板施加2KV的電壓，噴嘴7噴出的惰性等離子體在2號(hào)電極10的作用下形成均勻的等離子體流，與來(lái)自等離子體反應(yīng)室9進(jìn)氣口的低溫廢氣接觸，等離子體流的高能量將廢氣分子分解為原子狀態(tài)，凈化后的氣體自等離子體反應(yīng)室9的排氣口排出。
[0013]惰性氣體儲(chǔ)罐I內(nèi)的惰性氣體為氮?dú)?、氦氣或氬氣?br>【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種處理垃圾焚燒廢氣的方法，其特征在于，惰性氣體由惰性氣體儲(chǔ)罐進(jìn)入加壓泵中，惰性氣體在加壓泵中增加到較高氣壓后進(jìn)入阻燃器中，高壓惰性氣體經(jīng)過(guò)阻燃器進(jìn)入壁板為隔熱材料的熱電離室，阻燃器能夠保護(hù)入口管路防止過(guò)熱燃燒，垃圾焚燒爐排出的高溫廢氣經(jīng)熱交換器，將熱能傳輸?shù)綗犭婋x室中，低溫廢氣進(jìn)入等離子體反應(yīng)室的進(jìn)氣口 ；熱電離室中，在高壓惰性氣體持續(xù)輸入的同時(shí)，調(diào)節(jié)可移動(dòng)壁板，使惰性氣體被急劇壓縮，釋放大量的熱，來(lái)自熱交換器和氣體壓縮的熱能使熱電離室內(nèi)的溫度升高，將由水泵注入的純凈水變?yōu)樗魵?，同時(shí)在I號(hào)電極兩極板間施加一定的電壓，水蒸氣在I號(hào)電極的電場(chǎng)作用下電解，生成高活性臭氧分子，熱電離室內(nèi)的惰性氣體在6MPa的壓力、I號(hào)電極的兩極板間電壓為IKV的條件下，在高活性臭氧分子的活化作用下，在約800-1000°C的溫度發(fā)生熱電離離解成等離子體；高溫的等離子體經(jīng)冷卻系統(tǒng)冷卻后，由噴嘴噴至等離子體反應(yīng)室中，抽真空裝置將等離子體反應(yīng)室不斷抽至真空，在等離子體反應(yīng)室中，2號(hào)電極的兩極板間施加一定的電壓，噴嘴噴出的惰性等離子體在2號(hào)電極的作用下形成均勻的等離子體流，與來(lái)自等離子體反應(yīng)室進(jìn)氣口的低溫廢氣接觸，等離子體流的高能量將廢氣分子分解為原子狀態(tài)，凈化后的氣體自等離子體反應(yīng)室的排氣口排出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理垃圾焚燒廢氣的方法，其特征在于，惰性氣體儲(chǔ)罐內(nèi)的惰性氣體為氮?dú)狻⒑饣驓鍤獾取?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理垃圾焚燒廢氣的系統(tǒng)，其特征在于，2號(hào)電極的兩極板間電壓為2KV，等離子體反應(yīng)室中內(nèi)溫度為100-110°C，壓力為0-800Pa。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種處理垃圾焚燒廢氣的方法，廢氣通過(guò)包括惰性氣體儲(chǔ)罐、加壓泵、阻燃器、壁板為隔熱材料的熱電離室、1號(hào)電極、可移動(dòng)壁板、噴嘴、冷卻系統(tǒng)、等離子體反應(yīng)室、2號(hào)電極、抽真空裝置、熱交換器、垃圾焚燒爐、純凈水槽、水泵的設(shè)備處理后變?yōu)闊o(wú)害氣體排放。本方法中的垃圾焚燒爐產(chǎn)生的廢氣排出后無(wú)需降溫，高溫廢氣可通過(guò)熱交換器為反應(yīng)提供能量；本方法通過(guò)活性臭氧分子和加壓雙重作用，可在800-1000℃發(fā)生熱電離反應(yīng)，大大降低了熱電離的反應(yīng)溫度；本方法電離室的體積可調(diào)節(jié)，且采用壓縮氣體的方法，處理廢氣的流量范圍可增加至80000-150000m3/h，可滿足一般垃圾焚燒廠廢氣的處理需求。
【IPC分類】B01D53/32
【公開(kāi)號(hào)】CN104888587
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510364575
【發(fā)明人】李夢(mèng)燕
【申請(qǐng)人】李夢(mèng)燕
【公開(kāi)日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年6月29日