低温热解-催化降解处理焚烧飞灰中挥发性有机物的装置的制造方法_2

文档序号:9281076阅读:来源:国知局
[0038]空分装置30可实现对空气中氮气和氧气的分离,通过氮气出口 32将氮气通入低温热解装置10,使低温热解装置10中的氧气含量不高于4% (体积分数),形成非氧化气氛。且通过氧气出口 33将氧气通入催化降解装置20,使催化降解装置20中的氧气含量不低于I % (体积分数),形成氧化气氛。
[0039]在本发明的一些具体示例中,如图1所示,低温热解-催化降解处理焚烧飞灰中挥发性有机物的装置I还包括控制系统40。控制系统40分别与低温热解装置10和催化降解装置20相连,控制系统40分别控制低温热解装置10的热解温度和热解时间以及催化降解装置20的降解温度和降解时间。
[0040]例如,控制系统40可以将预定热解温度控制在100?350摄氏度的范围内,将预定热解时间控制在10分钟?60分钟,将预定降解温度控制在100?400摄氏度的范围内,将预定降解时间控制在O秒?300秒。
[0041]如图1所述,所述控制系统进一步包括热解探测器41、降解探测器42、显示器43、按钮(图中未示出)和传输线(图中未示出)。热解探测器41设在低温热解装置10内。降解探测器42设在催化降解装置20内。显示器43分别与热解探测器41和降解探测器42相连。
[0042]控制系统40能够实现就地控制、DCS控制(分布式控制),能够控制低温热解装置10的内部反应的时间和温度,能够监测低温热解装置10的内部温度、氧含量和压力,显示器43显示低温热解装置10的转速、温度、时间、氧含量和压力,且能够控制催化降解装置20的内部反应的时间和温度,能够监测催化降解装置20的内部温度和氧含量,显示器43显示催化降解装置20的温度、时间和氧含量。
[0043]在本发明的一些具体实施例中,如图1所示,低温热解-催化降解处理焚烧飞灰中挥发性有机物的装置I还包括进料系统50,进料系统50与低温热解装置10相连。
[0044]具体地,低温热解装置10包括软连接、灰斗、倾斜角为5°?85°的斜管、旋转动力和螺旋给料,灰斗周围设置振打器。
[0045]可选地,如图1所示,低温热解-催化降解处理焚烧飞灰中挥发性有机物的装置I还包括飞灰储仓60,飞灰储仓60与进料系统50相连。
[0046]具体地,飞灰储仓60通过进料阀门61、管道、软连接与进料系统50连接,进料系统50与低温热解装置10通过一定的密封系统进行连接,进料系统50可以调节进料速度,以便控制焚烧飞灰在低温热解装置10中的停留时间。
[0047]在本发明的一些具体示例中,低温热解装置10由炉体、加热元件和保温层组成,炉体有很好的密封性能。降解出料阀门21由罩体、催化剂填料、加热元件和保温层组成,罩体有很好的密封性能,内部填充的催化剂为含钛、钨或钒元素的化合物。
[0048]其中,催化降解装置20通过送料阀门(图中未示出)、管道和单向流向控制装置(图中未示出)与低温热解装置10相连,单向流向控制装置仅允许所低温热解装置10产生的热解混合物流向催化降解装置20。
[0049]可选地,低温热解装置10上设有热解出料阀门(图中未示出),催化降解装置20上设有降解出料阀门21。通过打开所述热解出料阀门将低温热解装置10处理完的部分产物通入飞灰稳定化系统。通过打开降解出料阀门21将催化降解装置20处理完毕的尾气排出或输向垃圾焚烧发电厂烟气净化系统。
[0050]下面参考附图描述根据本发明实施例的低温热解-催化降解处理焚烧飞灰中挥发性有机物的方法。所述焚烧飞灰来源于危废焚烧、垃圾焚烧厂的袋式除尘器底部飞灰和脱酸塔底部飞灰和余热锅炉飞灰,所述焚烧飞灰含氯苯类、二噁英等挥发性有机物。
[0051]如图2所示,根据本发明实施例的低温热解-催化降解处理焚烧飞灰中挥发性有机物的方法包括:
[0052]将焚烧飞灰输送至低温热解装置10,并在预定热解温度、预定热解时间和非氧化气氛中进行热解,使飞灰中的挥发性有机物(含二噁英)从飞灰中分离出来或发生一定程度的脱氯反应,产生热解混合物,该热解混合物包括从飞灰中分离出来的未参与反应的或反应后的各类挥发性有机物(含二噁英)及反应产物;
[0053]将所述热解混合物输送至催化降解装置20,并在预定降解温度、预定降解时间和氧化气氛中进行降解,发生催化氧化反应,使热解混合物彻底分解为无害、无毒的产物(如C02、H20等),经过处理后焚烧飞灰中二噁英的含量低于3 μ gTEQ/Kgo
[0054]根据本发明实施例的低温热解-催化降解处理焚烧飞灰中挥发性有机物的方法,通过利用非氧化气氛热解及催化氧化分解的联合优势,一方面能够克服单独使用非氧化气氛热解无法将二噁英彻底分解成无毒、无害化合物的不足,另一方面将克服单独催化氧化法所需大量耗能及催化剂性能下降的不足,合理调配非氧化气氛热解及催化氧化分解对飞灰中挥发性有机物(含二噁英)的降解作用,达到工程化应用经济性、环保性的最优效果,不存在二次污染处理,经济效益和社会效益明显。
[0055]根据本发明实施例的低温热解-催化降解处理焚烧飞灰中挥发性有机物的方法,不仅可以使焚烧飞灰中的挥发性有机物(含二噁英)彻底降解为无害、无毒的化合物,而且处理过程能耗低,经济性强,可抵御波动性范围大,有效控制了飞灰处理的成本。
[0056]因此,根据本发明实施例的低温热解-催化降解处理焚烧飞灰中挥发性有机物的方法能够消除焚烧飞灰的二次污染,且具有节能、成本低等优点。
[0057]在本发明的一些具体实施例中,所述预定热解温度为100-350摄氏度。所述预定热解时间为10-60分钟。所述非氧化气氛中的氧气体积含量不高于4%。
[0058]所述预定降解温度为100-400摄氏度。所述预定降解时间为0-300秒。所述氧化气氛中的氧气体积含量不低于1%。
[0059]可选地,催化降解装置20采用的催化剂为含钛、钨或钒的化合物。
[0060]在本发明的一些具体示例中,所述非氧化气氛和所述氧化气氛分别采用由空分装置30对空气实施分离产生氮气和氧气营造。
[0061]将降解产生的固体残留物填埋,将降解产生的尾气排放。
[0062]为进一步解释根据本发明的低温热解-催化降解处理焚烧飞灰中挥发性有机物的方法的内容、特点及效果,以飞灰中二噁英含量为目标物,兹列举以下实施例:
[0063]实施例1:
[0064]某垃圾焚烧飞灰中二噁英的含量为943ngTEQ/Kg,按照根据本发明实施例的低温热解-催化降解处理焚烧飞灰中挥发性有机物的方法,第一步在低温热解装置10中,控制反应温度为300摄氏度,反应时间为30分钟,通氮气保持低温热解装置10的氧气含量不大于2% (体积分数),反应后得到热解混合物。第二步,将热解混合物通入催化降解装置20,控制反应温度为300摄氏度,反应时间为30秒,通氧气保持催化降解装置20的氧气含量大于5% (体积分数),检测尾气及固体残留物中二噁英含量总和为5.8ngTEQ/Kg,飞灰中二噁英的降解率为99.4%。
[0065]实施例2:
[0066]某垃圾焚烧飞灰中二噁英的含量为849ngTEQ/Kg,按照根据本发明实施例的低温热解-催化降解处理焚烧飞灰中挥发性有机物的方法,第一步在低温热解装置10中,控制反应温度为300摄氏度,反应时间为10分钟,通氮气保持低温热解装置10的氧气含量不大于2% (体积分数),反应后得到热解混合物。第二步,将热解混合物通入催化降解装置20,控制反应温度为300摄氏度,反应时间为30秒,通氧气保持催化降解装置20的氧气含量大于5% (体积分数),检测尾气及固体残留物中二噁英含量总和为130.6ngTEQ/Kg,飞灰中二噁英的降解率为84.6%。
[0067]实施例3:
[0068]某垃圾焚烧飞灰中二噁英的含量为849ngTEQ/Kg,按照根据本发明实施例的低温热解-催化降解处理焚烧飞灰中挥发性有机物的方法,第一步在低温热解装置10中,控制反应温度为300摄氏度,反应时间为30分钟,通氮气保持低温热解装置10的氧气含量不大于2% (体积分数),反应后得到热解混合物。第二步,将热解混合物通入催化降解装置20,控制反应温度为300摄氏度,反应时间为3秒,通氧气保持催化降解装置20的氧气含量大于5% (体积分数),检测尾气及固体残留物中二噁英含量总和为460ngTEQ/Kg,飞灰中二噁英的降解率为45.8%。
[0069]实施例4:
[0070]某垃圾焚烧飞灰中二噁英的含
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