专利名称：基于脉冲式过滤及活性炭回用的脱除烟气中POPs的方法
技术领域：
本发明涉及各类固体废弃物焚烧处置过程中持久性有机污染物 (Persistent Organic Pollutants, POPs)的排放控制的方法，特别是涉及一 种基于脉沖式过滤除尘及活性炭回用脱除烟气中POPs的方法。
背景技术：
随着人们物质生活水平的提高，固体废弃物的产生量逐年增多。以生 活垃圾为例，2006年我国城镇生活垃圾的清运量为1.4亿吨；国外如美国 每年的生活垃圾产生量为1.6亿吨，规模如此巨大的产生量使固体废弃物 的处理成为亟待解决的难题。
固体废弃物的处理分为填埋、堆肥和焚烧，而以填埋为主。但是有限 的土地资源使填埋为主的垃圾处理方法越来越不受欢迎。焚烧法处置固体 废弃物，相对于其它处置方法而言，能较好地实现减容、减量和资源化的 目标。过去焚烧法利用较少，但是近年来由于能源危机的迫近，以及焚烧 技术的改进，越来越多的焚烧厂或焚烧电厂相继兴起。美国从80年代起， 政府投资70亿美元兴建了 100多座垃圾焚烧厂，年处理能力约为3000万 吨。日本目前拥有垃圾焚烧厂共1899座，年焚烧垃圾量3086万吨，占垃 圾总量的73%。我国于1988年在深圳建成第一座生活垃圾焚烧厂，至2006 年底，已有焚烧厂69个，处理能力1138万吨。今后几年，将有更多的固 体废弃物焚烧厂建成，将大大緩解环境压力。
然而，固体废弃物在焚烧过程中不可避免地会产生和排放污染物质， 如氯化氢、多环芳烃、多氯联苯、二噁英、重金属等物质，而以二噁英为 代表的持久性有机污染物由于具有致癌、致畸、致突变的毒性而受到研究 者和公众的广泛关注。如何降低或控制固体废弃物焚烧过程中的二噁英类 持久性有机污染物及重金属的排放已成为焚烧技术继续推广应用的瓶颈 问题之一。随着环保标准的不断提高，对固体废弃物焚烧尾气污染物排放的控制
要求也越来越严格，以二噁英为例，美国的排放标准在0.2~0.5 ng I-TEQ/Nm3，日本日处理大于4吨的垃圾焚烧厂排;故标准为0.1 ng I-TEQ/Nm3，欧盟国家的排放标准则为0.1 ng I-TEQ/Nm3。我国由于对二 噁英类持久性有机污染物的研究相对较晚，目前生活垃圾焚烧的二噁英排 放控制标准为1 ngl-TEQ/Nm3，但随着环保执行力度的不断加大，我国已 在制定更为严格的排放标准，并逐步与国际标准接轨。因此，需要不断改 进焚烧炉烟气排放控制装置和提升运行水平来降低持久性有机污染物的 浓度，满足向大气排放的要求。
目前，已有很多研究利用过滤器除尘和吸附剂吸附有机污染物质的方 法去除气态污染物质，在二噁英控制的技术上还有通过双布袋除尘降低二 噁英含量的方法，收到了4艮好的效果，如中国发明专利申请CN101310832 公开的一种固体废物焚烧烟气中二噁英的净化方法，但还是存在不少的缺 点。如利用碱性吸附剂如Ca(OH)2吸附HCl的效果较好，但是这种吸附剂 在自然状态下是极性的，对多环芳烃等非极性的有机污染物质具有较低的 吸附能力；活性炭简单的喷吹吸附将使活性炭的耗量大大增加，增加了成 本；飞灰附着在过滤器中，如不及时清理，将使飞灰中的有机污染物质重 新生成，甚至转化为毒性更大的二噁英类物质。
发明内容
本发明提供了 一种脱除烟气中持久性有机污染物的方法，通过改进碱 性吸附剂的特性，改变活性炭的喷吹使用方法，引入了基于脉冲式过滤除 尘及活性炭回用的多级过滤器系统来控制持久性有机污染物的排放，使烟 气中有机污染物的浓度得到严格控制，达到烟气的清洁排放，同时履行国 际公约(《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》)。
一种基于脉冲式过滤及活性炭回用的脱除烟气中POPs的方法，包括 抽取待处理烟气，经过二级过滤除尘后排放；第一级过滤除尘前向烟气中 喷射改性碱性吸附剂，脱除烟气中的飞灰、盐酸及多氯联苯、多环芳烃等 有机物质；第二级过滤除尘前向烟气中喷射改性活性炭，主要脱除烟气中 的残留气相二噁英，喷射后的改性活性炭回流至第二级过滤除尘前循环使用，循环倍率大于20,增加活性炭的利用效率；过滤除尘产生的飞灰定期 脉冲清除。
所述的改性碱性吸附剂为添加阴离子表面活性剂的碱性吸附剂，将碱 性吸附剂和阴离子表面活性剂配制成水溶液，IO(TC左右干燥并研磨成粉 状即可，碱性吸附剂与阴离子表面活性剂的质量比为1: (0.8-1.5)。所述 的碱性吸附剂可以为熟石灰、石灰石、生石灰等碱性吸附剂的任意一种， 所述的阴离子表面活性剂为木质素磺酸4丐、木质素磺酸钠、烷基萘磺酸钠 或p萘磺酸钠。碱性吸附剂如熟石灰在自然状态下是极性的，对多环芳烃 等非极性的有机污染物质具有较低的吸附能力，但是通过改变表面特性能 可以提高对非极性有机污染物的吸附特性。本发明通过在碱性吸附剂中添 加阴离子表面活性剂提高有机污染物质的吸附能力。
所述的改性活性炭由活性炭在NaOH溶液中浸制后干燥研磨成粉末 得到，C/Na摩尔比为20-30,所述的活性炭可采用目前市售的各类活性 炭。
本发明的改性碱性吸附剂和改性活性炭都是粉状结构，通过微型绞龙 喷射进料及改变进料量，改性碱性吸附剂进料量为0.75-2 g/Nm3,改性 活性炭进料量为0.15-lg/Nm3，两者通过变频电机调节，保证进料稳定。 进料的喷射量都较小，在满足烟气中持续性有机污染物质排放要求的同时 能节约资源，增加经济效益。
所述的待处理烟气为在焚烧炉的急冷塔出口中抽取的烟气，烟气量一 般要求大于200Nm3/h,可以在实际工程运行中扩大烟气处理量。
过滤时过滤器内产生的飞灰利用脉沖定期清除，防止压力过大时阻塞 系统，特别是防止有机污染物质如二噁英的再生成，保证系统持续稳定运 行。定期脉冲清灰可以采用时间、温度、压力等十余种控制方式，比如第 一级过滤除尘的脉冲清灰为压力控制，当压力超过400Pa时自动清灰；第 二级过滤除尘的脉沖清灰为时间控制，当时间超过2h自动清灰。
所述的过滤除尘采用布袋除尘器，布袋材料为玻纤和特氟隆制成的复 合毡，经过聚四氟乙烯浸渍后使用。
按照多级过滤系统要求，在处理不同焚烧垃圾时，可以在适当情况下 增加过滤器来提高烟气中持久性有机污染物质的去除效率。与现有技术相比，本发明的有益效果是
本发明主要通过改进多级过滤除尘系统，利用脉沖式过滤器，改良碱 性吸附剂和活性炭喷射以及活性炭回流，实现多氯联苯、多环芳烃、二噁 英等持久性有机污染物质的协同去除目标，达到尾气的清洁排放要求。本 发明的工艺简单、操作简便、设备投资和运行成本低、处理效果好，适合 各种垃圾焚烧尾气持久性有机污染物质的达标控制，尤其是危险废物如医 疗垃圾焚烧尾气的持久性有机污染物质的达标控制。
图1为实现本发明方法的装置的结构示意图。
附图标记1烟气通道；2空压机；3储气罐；4第一级布袋除尘器； 5第二级布袋除尘器；6卸灰阀；7脉冲控制仪；8引风机；9改性活性 炭进料绞龙；10改性;成性吸附剂进料绞龙
具体实施例方式
参考附图，下面将对本发明进行详细描述。
在焚烧炉的急冷塔出口的烟气通道1中抽取部分烟气，通过引风机8 的变频器调节处理烟气量的大小，本实施例中的烟气量大于200NmVh。
布袋除尘器采用多级处理方式。第一级布袋除尘器4前通过改性^喊性 吸附剂进料绞龙10喷射碱性吸附剂后第一级布袋除尘；在第二级布袋除 尘器5前通过改性活性炭进料绞龙9喷射改性活性炭后第二级布袋除尘， 其中回收的改性活性炭回流至第二级布袋除尘器前与新喷射的活性炭一 起参与作用，达到活性炭的循环利用，其循环倍率>20。
布袋的材料为玻纤+特氟隆复合毡，经PTEE浸渍处理后使用。
在两个布袋除尘器前喷射改性碱性吸附剂和改性活性炭，因为进料较 小，所喷射的吸附剂都为粉状结构。改性碱性吸附剂为木质素磺酸钙改性 的粉状熟石灰，以熟石灰氾20的质量比为1/10配制溶液，然后加入木质 素磺酸钙，其质量占熟石灰溶液质量的10%，搅拌溶解，随后在10(TC左 右通风干燥并研磨成粉状；改性活性炭为NaOH浸制的粉状活性炭，按 C/Na摩尔比为20将活性炭加入NaOH溶液中浸渍，然后用磁力搅拌机搅
6拌12h,随后在10(TC左右通风干燥后研磨成^):分状；两者喷射量分别为1 g/Nm> 0.25 g/Nm3。
第二级布袋除尘器5中的部分改性活性炭通过空压机2回流至第二级 布袋除尘器5前，部分改性活性炭则通过卸灰阀6直接排出。而第一级布 袋除尘器4中的改性熟石灰灰渣和飞灰则通过卸灰阀6直接排出。
两布袋中的飞灰通过脉沖控制仪自动清除。空压机2将空气压缩至储 气罐3，利用脉沖控制仪7自动清灰。第一级布袋除尘器4中飞灰为压力 控制，当压力超过400Pa时自动清灰；第二级布袋除尘器5中飞灰为时间 控制，当时间超过2h自动清灰。
整个过程烟气通过引风机8引流，将烟气引流至双布袋联用除尘器除 尘、吸附，最后清洁空气经引风机排出烟自。
另外，本实例在第一级布袋除尘器4前、第二级布袋除尘器5前、第 二级布袋除尘器后都安装了温度显示仪，对温度进行实时监控，使温度在 180。C-120。C范围内，从而进一步控制二噁英的再合成。在第一级布袋除 尘器前还安装了一压力显示仪，通过调节引风机压力来保持进口压力稳 定。
本实例应用后的检测数据表明，经处理后的烟气中HC1含量<10 mg/m3，汞、镉含量O.05mg/m3,铅含量<0.5 mg/m3，多环芳烃(PAHs) 如苊烯、菲、荧蒽的去除效率分别提高了 45~55%、 40~60%、 40 ~ 60 %，其它苯系物如曱苯和m-二甲苯的去除效率从0分别增加到50-70 %和70 ~ 100 % ，烟气中二噁英含量<0.06 I-TEQ ng/ m3。
权利要求
1、一种基于脉冲式过滤及活性炭回用的脱除烟气中POPs的方法，包括抽取待处理烟气，经过二级过滤除尘后排放，第一级过滤除尘前向烟气中喷射改性碱性吸附剂，第二级过滤除尘前向烟气中喷射改性活性炭；喷射后的改性活性炭回流至第二级过滤除尘前循环使用；过滤除尘产生的飞灰定期脉冲清除；所述的改性碱性吸附剂由添加阴离子表面活性剂的碱性吸附剂溶液干燥，研磨成粉末制得；所述的改性活性炭由活性炭在氢氧化钠溶液中浸制后干燥，研磨成粉末制得。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的改性碱性吸附 剂的碱性吸附剂与阴离子表面活性剂的质量比为1: (0.8-1.5);所述的改 性活性炭的C/Na摩尔比为20 - 30。
3、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于改性碱性吸附剂进料 量为0.75 ~ 2 g/Nm3，改性活性炭进料量为0.15 ~ lg/Nm3。
4、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的碱性吸附剂为 熟石灰、石灰石或生石灰，所述的阴离子表面活性剂为木质素磺酸钙、木 质素磺酸钠、烷基萘磺酸钠或p萘磺酸钠。
5、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于第一级过滤除尘的脉 冲清灰为压力控制，当压力超过400Pa时自动清灰；第二级过滤除尘的脉 冲清灰为时间控制，当时间超过2h自动清灰。
6、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的待处理烟气为 焚烧炉的急冷塔出口中抽取的烟气，烟气抽取量大于200 NmVh。
7、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的过滤除尘采用 布袋除尘器，布袋材料为玻纤和特氟隆制成的复合毡，经过聚四氟乙烯浸 渍后使用。
全文摘要
本发明公开了一种基于脉冲式过滤及活性炭回用的脱除烟气中POPs的方法，包括抽取待处理烟气，经过二级过滤除尘后排放，第一级过滤除尘前向烟气中喷射改性碱性吸附剂，第二级过滤除尘前向烟气中喷射改性活性炭；喷射后的改性活性炭回流至第二级过滤除尘前循环使用；过滤除尘产生的飞灰定期脉冲清除。本发明方法通过改进多级过滤除尘系统，利用脉冲式过滤除尘，改良碱性吸附剂和活性炭喷射以及活性炭回流，实现多氯联苯、多环芳烃、二噁英等持久性有机污染物质的协同去除目标，达到尾气的清洁排放要求，适合各种垃圾焚烧尾气持久性有机污染物质的达标控制，尤其是危险废物如医疗垃圾焚烧尾气的持久性有机污染物质的达标控制。
文档编号B01D39/14GK101507896SQ20091009637
公开日2009年8月19日 申请日期2009年2月24日 优先权日2009年2月24日
发明者严建华, 倪明江, 岑可法, 李晓东, 杨家林, 涌 池, 飞 王, 蒋旭光, 金余其, 陆胜勇, 马增益, 黄群星 申请人:浙江大学