[发明专利]一种用于去除垃圾焚烧炉烟气中二恶英的方法

说明书

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧处理技术，尤其是指一种用于去除垃圾焚烧炉二恶英的方法。

背景技术

垃圾焚烧处理方法具有减量化明显、周期短、无害化和资源化突出等优点，近年在垃圾处理方法中得到很多关注。但垃圾中往往混杂有少量的氯源，当在焚烧处理条件不当的时候，焚烧烟气有二恶英排放，可能引起大气的二次污染。二恶英在标准状态下呈固态，熔点为303～305℃，二恶英极难溶于水而容易溶解于脂肪，所以它容易在生物体内积累并难以排出，二恶英对人体有致畸和致癌作用。

在垃圾焚烧中二恶英的形成有以下原因：垃圾中自身含有的二恶英类物质以及在焚烧过程中形成的二恶英前驱体经过转化而成；在焚烧过程中形成的小分子碳氢化合物通过聚合和环化形成多环烃化合物(PAHs)，再和氯元素反应形成二恶英；在较低温度下，二恶英前驱体在飞灰催化作用下形成二恶英。

世界上各个国家对二恶英均有严格的排放标准，如欧盟对二恶英的排放标准为0.1ngTEQ/Nm3，我国的二恶英排放标准也由1ngTEQ/Nm3提高到0.5ngTEQ/Nm3。二恶英排放的控制成为世界性的环境问题。

控制二恶英的方法主要有以下几个：(1)通过焚烧炉的设计，主要是提高焚烧温度和烟气在高温条件下的停留时间。二恶英在高温下很容易分解，实践表明，二恶英在800℃停留2s，在1000℃停留1s，在1100℃停留数微秒即可完全分解；(2)利用活性炭的吸附性来吸收二恶英；(3)尾部烟道气剧冷，缩短烟气在200～300℃下的停留时间，从而抑制二恶英的低温合成；(4)催化氧化分解等。

在焚烧系统的工艺中，有报道采用热解焚烧系统可以抑制二恶英的形成。其基本过程为：垃圾先经过一个热解反应器，在隔绝空气或半氧化气氛下，垃圾热解形成气态产物，然后把形成的气态热解气导入二燃室，利用辅助燃料把热解气体充分焚烧，二恶英在高温下分解。

从目前的技术分析，单纯依靠焚烧炉的设计还不能彻底解决二恶英的排放问题，因为在尾部飞灰表面可再次合成二恶英；活性炭吸附也只是发生物理吸附，二恶英没有被分解；而通过烟气剧冷方法能耗太大。催化氧化分解技术是利用烟气中氧气条件，在大约300～400℃的温度下，二恶英在催化剂表面被分解形成CO2、H2O蒸汽和HCl，但该工艺中催化剂要面临烟气中粉尘、水蒸汽和酸性气体的毒化，容易失活。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术不能彻底解决垃圾焚烧的二恶英排放问题，提供一种用于去除垃圾焚烧炉烟气中二恶英的方法，该方法简单实用、经济有效。

为实现本发明的目的，现提供以下技术方案：

一种用于去除垃圾焚烧炉烟气中二恶英的方法，其结合了一种用于去除垃圾焚烧炉烟气中二恶英的焚烧工艺以及向焚烧炉炉内喷射抑制剂的方法，其中，用于去除垃圾焚烧炉烟气中二恶英的焚烧工艺为：将垃圾置于垃圾焚烧炉炉膛底部的炉排上焚烧，从炉排底部供入过量焚烧空气，在炉排上方的二次燃烧区喷入二次燃料和二次过量焚烧空气，通过控制二次燃料和二次焚烧空气的量，使喷口区域的二燃区温度处于900～1100℃；在实施前述焚烧工艺同时，向焚烧炉炉内二次燃烧区喷入抑制剂粉末，该抑制剂粉末包括了新鲜加入的抑制剂，以及从除尘后循环回来的飞灰，新鲜加入的抑制剂粉末的颗粒直径为60目以下。焚烧后的烟气经过冷却和除尘，得到的飞灰按与新鲜加入的抑制剂的比例为1∶10～3∶5混合喷入炉膛。

上述二次燃料可以是燃气或燃油；新鲜加入的抑制剂粉末可选择廉价的物质，如氧化钙、氧化镁、碳酸镁、石灰石或白云石中的任一种或几种的组合，其中一种药剂或两种药剂组合为优选，因为若用多种组合则更麻烦。

所述过量焚烧空气按一般垃圾焚烧炉中可能涉及到的过量空气系数1.2～2.2的比例供入。

所述二次过量焚烧空气按照二次燃料计算的过量空气系数为1.05～2.0的比例供入。

所述新鲜加入的抑制剂粉末一般来说颗粒直径越小越有利于发生反应，但考虑到磨制的能耗，因此其颗粒直径最好小于200目最佳，而颗粒直径60目则是可行最大直径的极限。

所述抑制剂粉末中新鲜加入的抑制剂的喷入量按10～200kg/吨垃圾喷入。