一种有机固废气化-焚烧烟气撬装式净化装备的制作方法

本发明属于烟气除尘净化技术领域，特别涉及一种有机固废气化-焚烧烟气撬装式净化装备。

背景技术：

随着中国经济社会的迅猛发展，我国的有机固废产量也逐渐增加。有机固废的气化-焚烧技术是一种新型热处理技术，能够实现有机固废减量化、资源化、无害化处理。气化-焚烧技术是指经过预处理过后的有机固废在热解气化炉中进行干燥、热解、氧化还原等过程，产生的合成气或可燃气通入燃烧室进行燃烧，产生的热量通过余热锅炉或内燃机等进行热电联用。与传统的焚烧技术相比，传统焚烧技术容易因为反应不充分而引起以二噁英为代表的二次污染问题，而有机固废气化-焚烧技术通过控制贫氧或缺氧等反应条件，能够从原理上减少二噁英等污染物的产生，同时具有烟气排放量低、能量利用率高等优势。

有机固废热化学处理过程中产生的烟气组成成分十分复杂，其中包括了粉尘颗粒物、酸性气体、重金属和有机污染物等二次污染物。因此，在采用气化-焚烧技术处理有机固废时，必须经过烟气除尘净化的处理，以使其达到排放标准和避免二次污染。不同于直接焚烧的烟气，气化-焚烧烟气中的二氧化硫、氮氧化物等污染物含量相对较低，其原因是在有机固废热解气化过程中，氮、硫元素极少被氧化而残留在固态灰渣中，并没有随着挥发分一起进入二燃室。

现有的烟气除尘净化设备，多数都是针对传统焚烧技术，少有针对有机固废气化技术的处理设备与方法，而且已有的技术与装备存在着烟气处理效率低、净化效果不彻底的问题。此外，现有的处理设备多为固定式，安装复杂，移动不便，并不适用于需要进行移动的应急处理或就地处置设施。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种有机固废气化-焚烧烟气撬装式净化装备，可灵活应用于生活垃圾、医疗废物、有机危险废物、工业有机固废等热解气化应急处理设施的烟气/废气处理，以解决应急处理或就地处理设施的环保问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种有机固废气化-焚烧烟气撬装式净化装备，烟气净化的处理单元以模块化的形式集中在集装箱中，沿有机固废气化烟气的流向，所述处理单元包括：

耐高温过滤模块，由板式过滤器组成；

活性炭吸附模块，由进风段、炭纤维过滤段和出风段组成，其中炭纤维过滤段由若干活性炭纤维过滤筒组成；

两级喷淋模块，包括串联的一级喷淋洗涤塔和二级喷淋洗涤塔；

尾气排放模块，由玻璃钢离心风机、可拆卸烟囱风管以及备用的可更换风管构成。

所述板式过滤器为表面氧化铝挤型材内部铺以滤料骨架的板式过滤器，滤料采用聚酯合成纤维，其进风面蓬松，出风面紧实，板式过滤器与有机固废气化烟气的流向垂直，其边沿可通过螺栓螺丝等结构安装于集装箱内壁。

所述活性炭纤维过滤筒的过滤层厚度为50～100mm，活性炭纤维过滤筒的轴向与有机固废气化烟气的流向垂直，各活性炭纤维过滤筒呈阵列式分布。

所述活性炭吸附模块的进风段在竖直方向上位于集装箱的中下部，出风段在竖直方向上位于进风段的下方。

所述一级喷淋洗涤塔和二级喷淋洗涤塔的结构相同，主体采用玻璃钢材质，塔体表面采用进口抗紫外线胶衣，喷嘴为低压大流量细雾螺旋喷嘴，喷管采用pvc管，填料选用纯pp特拉瑞带刺花环。

所述一级喷淋洗涤塔的烟气入口在竖直方向上位于集装箱的中上部，烟气出口在竖直方向上位于集装箱的中上部，所述二级喷淋洗涤塔的烟气入口在竖直方向上位于集装箱的中下部，烟气出口在竖直方向上位于集装箱的中上部。

所述玻璃钢离心风机的机壳为高强度、耐酸碱纤维增强复合材料(frp)材质构成的蜗壳型结构；进风口为玻璃钢制成的整体收敛式，用螺栓固定在机壳侧；叶轮采用碳素钢为骨架，外表面用耐酸碱纤维增强复合材料(frp)材质进行复合保护；电机、皮带轮配有保护罩，可拆卸烟囱风管和备用的可更换风管均采用耐酸碱纤维增强复合材料(frp)材质，外表面使用进口抗紫外线胶衣保护。

本发明集装箱采用40尺货柜，内径尺寸为：长12032mm×宽2352mm×高2393mm。

本发明还提供了基于所述有机固废气化-焚烧烟气撬装式净化装备的净化方法，所述有机固废气化烟气在引风机作用下通过集装箱内的处理单元，依次进行耐高温初效过滤、活性炭纤维吸附、两级喷淋酸雾洗涤后，由离心风机抽出至风管烟囱达标排放。

所述有机固废气化烟气在进入集装箱之前温度控制在150℃-200℃之间，若温度高于200℃，则先进行风冷，通过补给新风来降低温度，烟气中的颗粒物经过耐高温初效过滤后被有效处理掉，之后再进入活性炭纤维吸附，除去烟气中的重金属，通过两级喷淋酸雾洗涤，吸收二氧化硫、氮氧化物、硫化氢、氯化氢等气体，最后净化后的烟气通过烟囱达标排放。

与现有技术相比，本发明具有的优点主要体现在：所述的撬装式烟气净化处理设备机动性较强，能够灵活运用到小规模分散化的有机固废(包括生活垃圾、有机危险废物、医疗废物、工业有机固废等)处理设施或应急处理设施上，确保尾气达标排放；各个处理部件以模块化的形式集成在集装箱内，方便添加药品、更换耗材以及设备检修或替换；相比于传统的有机固废气化或焚烧的烟气处理成套装备，所述的撬装式装备还具备占地面积小、操作便捷、运行维护成本低、高效节能等优势。

附图说明

图1为本发明提供的所述的有机固废气化-焚烧烟气撬装式净化装备的整体结构示意图。

图2为本发明提供的所述的有机固废气化-焚烧烟气撬装式净化装备的俯视图。

上述附图中的有关标记为：1进气口，2补气口，3耐高温过滤模块，4活性炭吸附模块，5喷淋装置，6循环泵，7喷淋水箱，8加药箱，9电控系统，10可拆卸烟囱风管，11风机，12备用烟囱风管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

一种有机固废气化-焚烧烟气撬装式净化装备，烟气净化的处理单元以模块化的形式集中在集装箱中，沿有机固废气化烟气的流向，其中，处理单元包括：

耐高温过滤模块，由采用表面氧化铝挤型材内部铺以滤料骨架的板式过滤器组成。滤料采用优质聚酯合成纤维，其进风面蓬松，出风面紧实，在保证效率的同时，提供了较大的容尘量、合理的滤芯褶数设计，增加了有效的过滤面积。使用一段时间后，过滤器拆卸下来用气枪吹清洗，可以重复利用。板式过滤器与有机固废气化烟气的流向垂直，其边沿可通过螺栓螺丝等结构安装于集装箱内壁。

活性炭吸附模块，由进风段、炭纤维过滤段和出风段组成，其中进风段在竖直方向上位于集装箱的中下部，出风段在竖直方向上位于进风段的下方。炭纤维过滤段由若干活性炭纤维过滤筒组成，过滤层厚度为50～100mm，活性炭纤维的吸附性能优于活性炭，它具有高度发达的微孔结构，吸附速度快、净化效果好，且还具备不怕碳碱的耐腐蚀性能。有机固废气化-焚烧烟气从进风段进入箱体经由滤筒吸附净化后，由出风段通入下一模块。活性炭纤维过滤筒的轴向与有机固废气化烟气的流向垂直，各活性炭纤维过滤筒呈阵列式分布。

两级喷淋模块，包括串联的一级喷淋洗涤塔和二级喷淋洗涤塔。一级喷淋洗涤塔和二级喷淋洗涤塔的结构相同，主体采用玻璃钢材质，塔体表面采用进口抗紫外线胶衣；洗涤塔喷淋系统中的喷嘴为低压大流量细雾螺旋喷嘴，喷管采用优质pvc管，保证较好的气液相接触和喷雾效果；洗涤塔的填料选用纯pp特拉瑞带刺花环，该填料比表面积大，可充分解决气液交换问题，具有阻力小、操作弹性大等特点。一级喷淋洗涤塔的烟气入口在竖直方向上位于集装箱的中上部，烟气出口在竖直方向上位于集装箱的中上部，所述二级喷淋洗涤塔的烟气入口在竖直方向上位于集装箱的中下部，烟气出口在竖直方向上位于集装箱的中上部。

尾气排放模块，由玻璃钢离心风机、可拆卸烟囱风管以及备用的可更换风管构成。玻璃钢离心风机的机壳为高强度、耐酸碱纤维增强符合材料(frp)材质构成的蜗壳型结构；进风口为玻璃钢制成的整体收敛式，经过精加工后用螺栓固定在机壳侧；叶轮采用碳素钢为骨架，外表面用frp材质进行符合保护；电机、皮带轮等配有保护罩。可拆卸烟囱风管和备用的可更换风管均采用frp材质，外表面使用进口抗紫外线胶衣保护。

上述撬装式烟气净化装备涉及的核心部件按照过滤、吸附、喷淋、排放的顺序以模块化的形式放置在集装箱(40尺货柜，内径尺寸：12032mm(长)×2352mm(宽)×2393mm(高)，外部尺寸：12192mm(长)×2438mm(宽)×2438mm(高))内。该尺寸的集装箱符合我国现行国家标准《集装箱外部尺寸和额定质量》(gb1413—2008)，能够由货车直接运输。相比于固定式的烟气净化装备，撬装式装备通过运输，能够灵活运用于应急处理设施或者就地处理设施的烟气净化，使得尾气达标排放。

本发明的净化方法，有机固废气化烟气(气化炉尾气/烟气)在引风机作用下通过集装箱内的处理单元，依次进行耐高温初效过滤、活性炭纤维吸附、两级喷淋酸雾洗涤后，由离心风机抽出至风管烟囱达标排放。

具体过程如下：烟气在进入撬装式烟气净化装置之前温度需要控制在150℃-200℃之间，在引风机作用下通过风管将气体引入处理净化设施。若气体温度仍然高于200℃，则需要先进行风冷，通过补给新风来降低烟气温度。烟气中的颗粒物经过耐高温初效过滤段后被有效处理掉，之后再进入活性炭纤维吸附，除去烟气中的重金属，通过两级喷淋洗涤段，吸收二氧化硫、氮氧化物、硫化氢、氯化氢等气体，最后净化后的烟气通过烟囱达标排放。

本发明进一步提供一个具体实施例如下：

参考图1和图2，在集装箱左侧中部位置设置进气口1用于烟气或废气的引入，在进气口的下方位置预留有补气口2，目的是补新风对温度过高的烟气进行风冷。烟气进入净化装备后，通过耐高温过滤模块3进行初效过滤，除去烟气中的颗粒物；过滤后的烟气通过活性炭吸附模块4左侧中下方的风管进入活性炭纤维过滤吸附筒，除去烟气中的重金属和异味。

处理过后的烟气由活性炭吸附模块4右侧下方的风管排出并进入两级喷淋洗涤塔；一级喷淋洗涤塔和二级喷淋洗涤塔构造上没有区别，均主要由喷淋装置5、循环泵6、喷淋水箱7和加药箱8构成；烟气通过一级喷淋洗涤塔的左侧中上部进入一次喷淋段后从右侧上方排出，一级喷淋后的烟气通过二级喷淋洗涤塔的下方进入二次喷淋段充分气液接触后，由二级喷淋洗涤塔右侧上方风管引出，二氧化硫、氮氧化物、硫化氢、氯化氢等气体在该阶段被吸收。

经过过滤、吸附、喷淋处理后的烟气在烟囱风机11的作用下，引入到可拆卸烟囱风管10中高空排放。可拆卸烟囱风管10的设计高度为20m，在运输过程中或装备不工作状态下可以分段拆卸放置在备用烟囱风管12处。在可拆卸烟囱风管10和备用烟囱风管12中预留有检测点位，用于检测分析排放烟气中的氮氧化物、二氧化硫、颗粒物等排放是否低于排放限值。

电控系统9位于加药箱8和可拆卸烟囱风管10之间，用于控制喷淋洗涤塔的循环泵6、加药箱8和烟囱的风机11以及配套的照明和消防设施。

与烟气净化装备相对应，本发明提供的有机固废气化-焚烧烟气撬装式净化方法，包括如下步骤：

1)烟气的初效过滤；

2)烟气的活性炭吸附；

3)烟气的两级喷淋洗涤。

具体地，结合烟气净化装备，有机固废气化-焚烧烟气撬装式净化方法具体实施如下：气化-焚烧烟气通过进气口1进入净化装备中，若烟气温度过高，则开启补气口2进行新风补给将气体温度降低至200℃以下；烟气通过布置在集装箱内的风管依次经过耐高温过滤模块3、活性炭吸附模块4和喷淋装置5进行烟气净化，除去烟气中的粉尘颗粒物、酸性气体、重金属和有机污染物等；最后净化后的烟气通过可拆卸烟囱风管10高空达标排放。

本发明提供的装备和方法可应用于多种有机固废气化-焚烧处理后的烟气净化，包括生活垃圾、医疗废物、有机危险废物、工业有机固废等。其优点在于撬装式处理设备灵活机动，适用于有机固废分布式或分散性的就地热解气化处理或应急处理的烟气净化；各处理单元以模块化形式组装在集装箱内，便于安装、维护、检修以及耗材更换；撬装式设备还具备投资成本低、运行维护成本低、操作简单等优点。