二噁英脱除系统及其应用的制作方法

本发明涉及二噁英脱除系统，以及利用前述的二噁英脱除系统处理烟气的方法。

背景技术：

焚烧技术作为处理城市垃圾的一种技术，与其他技术相比，减量化、资源化和无害化效果更加突出，目前在世界范围内已得到广泛应用，然而垃圾在焚烧过程中不可避免会产生一些污染物，其中二噁英被认为是最具毒性的一类化合物。二噁英是一类物质的总称，包括多氯联苯并二噁英(PCDDs)和多氯联苯并呋喃(PCDFs)，根据氯原子取代数目及取代位置的不同，它们分别含有75种和135种同系物。二噁英是非常稳定的化合物，常温下为无色固体，微溶于大部分有机溶剂，极难溶解于水，具有较高的熔点和沸点。二噁英的生成机理主要为高温气相生成，大分子碳与飞灰中的氯化物在低温下合成，不良燃烧产生的二噁英前驱体在飞灰表面的催化剂(铁、铜、镍等)作用下相互反应生成。二噁英的合成窗口温度为200-450℃和500-800℃，形成的最佳温度范围为250-450℃。关于二噁英分解的普遍看法是850℃左右在炉膛中停留时间达到2s，虽然二噁英基本被分解，当排烟温度冷却到300-500℃时，在金属化合物催化下，前驱物会重新组合生成二噁英。为尽可能减少二噁英合成几率，扼制焚烧烟气在净化过程中的再合成，一般采用控制烟气温度的方法。通常将高温烟气急速冷却至200℃以下，从而跨过儿噁英易生成的温度区间，大大降低后期的重新合成几率。目前对于二噁英的消除主要分为2部分，在垃圾焚烧过程中控制二噁英的生成，主要依据二噁英生成的影响因素采取相应的措施。或者在焚烧产生二噁英后对其进行净化脱除。现如今，通过排烟过程中控制二噁英的再生成效果并不好。

由此，排烟过程中脱除二噁英的系统有待改进。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种二噁英脱除系统，该系统通过激冷塔、文丘里洗涤塔和活性炭吸附塔共同脱除二噁英，实现了二噁英一次性彻底脱除，二噁英去除率高。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种二噁英脱除系统。根据本发明的实施例，该二噁英脱除系统包括：

激冷塔，所述激冷塔包括烟气入口和冷却后的烟气出口，且内部设置冷却水喷淋器；

文丘里洗涤器，所述文丘里洗涤器包括收缩段、喉管和扩散段，所述收缩段与所述冷却后的烟气出口相连通；

洗涤液储罐，所述洗涤液储罐具有洗涤液出口和洗涤液入口，所述洗涤液出口和所述洗涤液入口与所述喉管相连；

活性炭吸附塔，所述活性炭吸附塔具有底部洗涤后的烟气入口、顶部净化后的烟气出口、顶部活性炭入口和底部活性炭出口，且所述活性炭吸附塔内设置多级活性炭传送带吸附平台，所述洗涤后的烟气入口与所述扩散段相连；以及

活性炭料仓，所述活性炭料仓具有活性炭输出口和活性炭输入口，所述活性炭输出口与所述顶部活性炭入口相连，所述活性炭输入口与所述底部活性炭出口相连。

根据本发明实施例的二噁英脱除系统，通过激冷塔、文丘里洗涤塔和活性炭吸附塔共同脱除二噁英，克服了现有二噁英脱除装置单一的问题，实现了二噁英一次性彻底脱除，二噁英去除率高。并且，活性炭吸附塔中的活性炭在完全达到吸附饱和之前可以循环使用，大大提高了活性炭的利用效率，节约了成本。此外，该系统除除定期排出的活性炭送去再生处理和少量来自文丘里洗涤器的颗粒杂质外，无其他二次污染物产生，具有清洁、环保和高效的特点。

另外，根据本发明上述实施例的二噁英脱除系统，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，所述文丘里洗涤器、所述洗涤液储罐和所述活性炭吸附塔均为多个，且一一对应相连。

根据本发明的实施例，所述文丘里洗涤器、所述洗涤液储罐和所述活性炭吸附塔均为两个。

根据本发明的实施例，多个所述文丘里洗涤器、所述洗涤液储罐和所述活性炭吸附塔并联连接在所述冷却后的烟气出口处。

根据本发明的实施例，所述多级活性炭传送带吸附平台为锯齿形。

根据本发明的实施例，所述活性炭吸附塔进一步包括：第一挡板，所述第一挡板设置在所述顶部活性炭入口处；第二挡板，所述第二挡板设置在所述底部活性炭出口处。

根据本发明的实施例，多级活性炭传送带吸附平台呈交错分布。

根据本发明的另一方面，本发明提供了一种利用前述的二噁英脱除系统处理烟气的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：

将烟气输送至激冷塔进行喷淋冷却处理，以便得到冷却后的烟气；

所述冷却后的烟气进入文丘里洗涤器的收缩段，在喉管扩散并与洗涤液进行气液对流形成含尘液滴，并在扩散段捕集所述含尘液滴，以便得到洗涤后的烟气；以及

所述洗涤后的烟气经底部洗涤后的烟气入口进入活性炭吸附塔、与从顶部活性炭入口进入的循环流动的活性炭逆流接触并吸附所述洗涤后的烟气中的二噁英，以便得到净化后的烟气。

根据本发明实施例的处理烟气的方法，通过激冷塔、文丘里洗涤塔和活性炭吸附塔共同脱除二噁英，克服了现有二噁英脱除方法中装置单一的问题，实现了二噁英一次性彻底脱除，二噁英去除率高。并且，活性炭吸附塔中的活性炭在完全达到吸附饱和之前可以循环使用，大大提高了活性炭的利用效率，节约了烟气处理的成本。此外，该方法除除定期排出的活性炭送去再生处理和少量来自文丘里洗涤器的颗粒杂质外，无其他二次污染物产生，具有清洁、环保和高效的特点。

根据本发明的实施例，所述冷却后的烟气的温度为100-200℃。

根据本发明的实施例，所述喷淋冷却处理的时间为1-2秒。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1显示了根据本发明一个实施例的二噁英脱除系统的结构示意图；

图2显示了根据本发明一个实施例的利用二噁英脱除系统处理烟气的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种二噁英脱除系统。参考图1，根据本发明的实施例，对该二噁英脱除系统进行解释说明，该系统包括：激冷塔100、文丘里洗涤器200、洗涤液储罐300、活性炭吸附塔400和活性炭料仓500。下面对各装置逐一进行解释说明：

激冷塔100：根据本发明的实施例，该激冷塔100包括烟气入口和冷却后的烟气出口，且内部设置冷却水喷淋器，将烟气输送至激冷塔100进行喷淋冷却处理，得到冷却后的烟气。具体地，烟气穿过喷淋形成的水雾，与水雾形成逆流接触，接触面积大，换热效率高，从而完成快速降温。

根据本发明的一些实施例，换热后的冷却水进入冷却塔600降温后返回激冷塔100，从而实现激冷用水循环使用，定期排除激冷塔内积存的残液。

文丘里洗涤器200：根据本发明的实施例，该文丘里洗涤器200包括收缩段210、喉管220和扩散段230，其中，收缩段210与冷却后的烟气出口相连通，冷却后的烟气进入文丘里洗涤器200的收缩段210，在喉管220扩散并与洗涤液进行气液对流形成含尘液滴，并在扩散段230捕集含尘液滴，得到洗涤后的烟气，从而完成了烟气中颗粒杂质的脱除，脱除效果好，效率高。

洗涤液储罐300：根据本发明的实施例，该洗涤液储罐300具有洗涤液出口和洗涤液入口，其中，洗涤液出口和洗涤液入口与喉管220相连，用于为文丘里洗涤器200提供洗涤液。

活性炭吸附塔400：根据本发明的实施例，该活性炭吸附塔400具有底部洗涤后的烟气入口、顶部净化后的烟气出口、顶部活性炭入口和底部活性炭出口，且活性炭吸附塔内设置多级活性炭传送带吸附平台410，洗涤后的烟气入口与扩散段230相连，洗涤后的烟气经底部洗涤后的烟气入口进入活性炭吸附塔400，依次通过各级活性炭传送带吸附平台410，与从顶部活性炭入口进入的循环流动的活性炭逆流接触并吸附洗涤后的烟气中的二噁英，烟气不断穿过两级传送带之间的连续流动状态中的活性炭，增强了活性炭对二噁英的吸附效果，得到净化后的烟气。根据本发明的一些实施例，烟气中二噁英的脱除率高于90％。

根据本发明的实施例，多级活性炭传送带吸附平台410为锯齿形，换句话说，也就是活性炭传送带为锯齿形，加大了活性炭与烟气的接触面积，使活性炭对二噁英的吸附效果更佳。

根据本发明的实施例，该活性炭吸附塔400进一步包括：第一挡板420和第二挡板430，其中，第一挡板420设置在顶部活性炭入口处，第二挡板430设置在底部活性炭出口处。由此，活性炭物料的进出活性炭吸附塔更加顺畅。

根据本发明的实施例，多级活性炭传送带吸附平台呈交错分布。由此，烟气穿过交错分布的多级活性炭传送带吸附平台，增加了烟气与活性炭的接触面积，使二噁英的吸附效果更佳。

活性炭料仓500：根据本发明的实施例，该活性炭料仓500具有活性炭输出口和活性炭输入口，其中，活性炭输出口与顶部活性炭入口相连，活性炭输入口与底部活性炭出口相连，活性炭料仓500向活性炭吸附塔400输送活性炭进行吸附处理，完成整个吸附处理的活性炭从吸附塔底部排出，进入到活性炭料仓500，进入下一个循环，整个活性炭吸附塔400内的活性炭连续循环，活性炭吸附效果好，效率高。当活性炭吸附饱和后，可以定期从活性炭料仓补充新的活性炭，活性炭料仓500的底部定期排出少量的废活性炭，送去再生。

根据本发明的实施例，文丘里洗涤器200、洗涤液储罐300和活性炭吸附塔300均为多个，且一一对应相连。由此，既可单一线路的洗涤塔和吸附塔运行，也可多个线路的洗涤塔和吸附塔同时运行，处理规模更加灵活，可实现连续稳定运行，具有设备占地面积小，投资和运行费用少等特点。

根据本发明的实施例，文丘里洗涤器200、洗涤液储罐300和活性炭吸附塔300均为两个。由此，由此，既可单一线路的洗涤塔和吸附塔运行，也可双线路的洗涤塔和吸附塔同时运行，不仅处理规模灵活，可实现连续稳定运行，而且设备占地面积小，制造成本低，运行费用少。

根据本发明的实施例，多个文丘里洗涤器200、洗涤液储罐300和活性炭吸附塔300并联连接在冷却后的烟气出口处。由此，通过并联连接，可实现对多个洗涤吸附过程的单独控制，既可单一线路洗涤塔和吸附塔运行，也可多线路的洗涤塔和吸附塔同时运行，处理规模更加灵活。

根据本发明的另一方面，本发明提供了一种利用前述的二噁英脱除系统处理烟气的方法。参考图2，根据本发明的实施例，对利用前述的二噁英脱除系统处理烟气的方法进行解释说明，该方法包括：

S100喷淋冷却处理

根据本发明的实施例，将烟气输送至激冷塔进行喷淋冷却处理，得到冷却后的烟气。由于烟气穿过喷淋形成的水雾，与水雾形成逆流接触，接触面积大，换热效率高，从而完成快速降温。

根据本发明的实施例，冷却后的烟气的温度为100-200℃。由此，喷淋冷却处理的效率高，高温烟气温度明显降低，被充分冷却。

根据本发明的实施例，喷淋冷却处理的时间为1-2秒。由此，冷却速度快，避开了二噁英的再生温度区间(300-500℃)。

根据本发明的实施例，对烟气进行喷淋完成换热后的冷却水经冷却塔降温后可循环使用。

S200洗涤处理

根据本发明的实施例，冷却后的烟气进入文丘里洗涤器的收缩段，在喉管扩散并与洗涤液进行气液对流形成含尘液滴，并在扩散段捕集所述含尘液滴，得到洗涤后的烟气，从而完成了烟气中颗粒杂质的脱除，脱除效果好，效率高。

S300吸附处理

根据本发明的实施例，洗涤后的烟气经底部洗涤后的烟气入口进入活性炭吸附塔、与从顶部活性炭入口进入的循环流动的活性炭逆流接触并吸附洗涤后的烟气中的二噁英，得到净化后的烟气。具体地，洗涤后的烟气经底部洗涤后的烟气入口进入活性炭吸附塔，依次通过各级活性炭传送带吸附平台，与从顶部活性炭入口进入的循环流动的活性炭逆流接触并吸附洗涤后的烟气中的二噁英，烟气不断穿过两级传送带之间的连续流动状态中的活性炭，增强了活性炭对二噁英的吸附效果，得到净化后的烟气。根据本发明的一些实施例，烟气中二噁英的脱除率高于90％。根据本发明的实施例，净化后的烟气可直接通过烟囱进行外排。

下面参考具体实施例，对本发明进行说明，需要说明的是，这些实施例仅仅是说明性的，而不能理解为对本发明的限制。

下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

利用本发明实施例的二噁英脱除系统对某垃圾焚烧处理厂废高温烟气进行处理，其中，二噁英脱除系统的结构示意图如图1所示，具体方法如下：

(1)废烟气(800-900℃)经激冷塔烟气入口进入，烟气经冷却水喷淋器喷水急速降温至100-200℃，换热后的冷却水进入冷却塔降温后返回激冷塔，从而实现激冷用水循环使用，定期排除激冷塔内积存的残液。

(2)经过激冷后的低温烟气分两路进入并联的文丘里洗涤器200，烟气在文丘里洗涤器200的喉管部位内与洗涤液混合，烟气中的颗粒杂质在文丘力洗涤器扩散段被脱除。从而完成了烟气中颗粒杂质的脱除。

(3)经降温和除尘后的烟气继续进入活性炭吸附塔400，烟气从吸附塔400底部进入，依次通过各级水平传送带，烟气在穿过过程中与传送带中的活性炭接触，从而完成脱除烟气中的二噁英杂质，由于烟气在吸附塔中与活性炭接触时间长，接触面积更大，且烟气不断穿过两级传送带之间的连续流动状态中的活性炭，更加增强了活性炭对二噁英的吸附效果。完成整个吸附过程的活性炭从吸附塔底部挡板排出，进入到活性炭料仓，进入下一个循环，整个吸附塔内的活性炭连续循环，活性炭吸附效果好，效率高。当活性炭吸附饱和后，可以定期从活性炭料仓补充新的活性炭，活性炭料仓的底部定期排出少量的废活性炭，送去再生。净化后的烟气中的二噁英脱除率高达93％，净化后的烟气直接通过烟囱进行外排。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。