[发明专利]用双效反应器处理焚烧产生的烟气的方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用双效反应器(Dual Purposes Reactor，DPR)处理由焚烧产生的烟气的方法，尤其涉及一种利用高温和碱性物料去除高温焚烧烟气中的酸性气体和完全去除在焚烧烟气中二噁英前体物质，同时能够实现热能回收利用的方法。

背景技术

在工业生产中，高温焚烧法的应用广泛，包括水泥制造、炼钢、火力发电和废物焚烧等。焚烧过程中普遍会产生大量有毒有害气体废物，特别是酸性气体和二噁英等有毒物。

其中二噁英的英文名称为Dioxins，它是一类毒性极强的有害物质，对人类有致癌性、致畸性和免疫毒性，因此工业处理中产生的二噁英必须进行严格处理。二噁英在焚烧过程中的生成机理，已成为二噁英研究内容中的重要组成部分。二噁英既可由烃类有机物和无机氯化物在催化剂存在的条件下生成，也可由二噁英的前体有机氯化物产生。人们普遍认为在焚烧过程中，烃类有机物与有机氯化物会经化学反应生成二噁英。从目前的研究来看，在废物焚烧过程中二噁英的生成有以下几种原因：

1.在有两种或多种有机氯化物(如氯酚)存在的情况下，由于二聚作用，在适当的温度和氧气条件下就会结合成二噁英。

2.多氯化二酚、多氯联苯等一类化合物的不完全燃烧生成二噁英。

3.由于氯及氯化物的存在，破坏了碳氢化合物(芳香族)的基本结构，而与木质素，如木材、蔬菜等废弃物相结合，促使生成二噁英的化合物。

可见，二噁英前体物质包括烃类有机物、有机氯化物和无机氯化物等。在焚烧烟气中存在大量的二噁英前体物质。

另外，焚烧过程产生的酸性气体包括氯化氢气体(HCl)、氟化氢气体(HF)、氨气(NH₃)、硫酸(H₂SO₄)、氰氢酸气体(HCN)、硫化氢气体(H₂S)等。酸性气体会对环境带来广泛的危害，造成巨大的经济损失，如：腐蚀建筑物和工业设备；破坏露天的文物古迹；损坏植物叶面，导致森林死亡；使湖泊中鱼虾死亡；破坏土壤成分，使农作物减产甚至死亡；饮用酸化物造成的地下水，对人体有害。

因此，高温焚烧后的废气在排放前必须进行除酸除毒处理。经济有效的处理技术可大大减轻焚烧废气对环境和生产成本的负担。

目前，高温焚烧产生的废气处理技术多采用急速冷却，喷淋碱液，活性炭吸附系统。

如中国专利申请号200610154696.9“危险废物垃圾回转窑焚烧设备系统”和中国专利号02238510.X“医疗垃圾气控式热解焚烧无害化集成处理装置”。上述两项申请中防止二噁英生成装置都是采用急冷方式，将烟气从1100℃高温瞬间降至200℃以下，这样虽然清除了二噁英，但是却造成了热能的浪费，而且水耗量大，加大了处理成本。

中国专利申请号200610154695.4“垃圾回转窑焚烧设备中的烟气净化塔”采用净化塔喷碱液装置处理酸性尾气，烟气中的酸性气体处理前容易引起烟道和急冷换热设备的高温腐蚀和低温腐蚀，且设备体积庞大。

在活性炭吸附系统中，由于活性炭吸附后，二噁英只是存在于活性炭之中，并没有从根本上去除，需要进一步处理，价格昂贵。还有采用电子束照射延期的方法破坏烟气中的二噁英，然而，用于产生电子束的电压很高，处理容量不大，能耗大。

因此，目前急需一种简单、廉价、能够有效去除高温焚烧烟气中的酸性气体和完全去除在焚烧烟气中二噁英前体物质的废气处理方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用高温和碱性物料去除高温焚烧烟气中的酸性气体，完全去除在焚烧烟气中二噁英前体物质，同时能够回收热能的方法及其系统。

本发明提供了一种利用双效反应器处理高温焚烧废气的方法，所述双效反应器由相连的焚烧反应室和气固悬浮混合室所组成，该方法包括以下步骤废气处理方法，其包括以下步骤：

(a)将高温焚烧烟气输入到双效反应器的焚烧反应室；

(b)将燃料注入到所述焚烧反应室进行燃烧；

(c)将碱性物料输入到所述焚烧反应室；

(d)在高温下，所述废气与所述碱性物料进入气固悬浮混合室充分反应，废气中的酸性气体、持久性有机污染物和二噁英前体物质被清除；

(e)气粉混合物进入高温收尘器，气固分离，气体排出；

(f)剩余未反应的碱性物料可回入焚烧反应室循环再用，或收集于储灰仓，用作其他工业的原材料。

在本发明的一个方面，提供了一种利用双效反应器处理高温焚烧烟气的方法，所述双效反应器由相连的焚烧反应室和气固悬浮混合室所组成，该方法包括以下步骤：