[发明专利]生活垃圾热解烟气低温等离子体净化设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生活垃圾热解烟气净化处理设备及方法，尤其是提供一种基于流光电晕放电低温等离子体技术的复合污染物净化设备及方法，属于环境保护技术领域。

背景技术

城市生活垃圾热解由于无氧或缺氧分解，排气量少，尤其是可以避免二噁英类物质的形成，作为一种应用前景十分广阔垃圾处理方法，应用广泛。

其中，生活垃圾热解烟气成分复杂，是一种集固、液、气态污染物于一体的复合污染物。固态污染物主要包括炭黑、炉渣等固体颗粒物，液态污染物主要包括焦油、芳香烃等有机液体，气态污染物主要包括小分子可燃气体（如H₂、CH₄、CO等）及恶臭类物质（如H₂S、NH₃等）。生活垃圾热解烟气还具有所含污染物各组分浓度及气量波动较大的特点。该类复合污染物如不经有效净化后排空，会对周边居民生活环境造成严重影响，对城市空气质量构成了严重的威胁。

针对上述低浓度复合气态污染物的治理，传统处理方法有吸附法、燃烧法或生物法等。催化燃烧法净化效率高，但缺点是催化剂易受垃圾热解烟气中焦油及炭黑类固态物质影响而失效，设备体积较大，一次性投资及设备运行能耗较大，且存在安全隐患。吸附法、吸收法净化效果理想，但吸附/吸收后的污染物仍需处置，再生能耗较大。冷凝法应用范围受限，仅对中、高浓度易挥发性有机气体处理效果较好。生物法投资和运行费用较低，但运行操作复杂、占地面积较大，存在二次污染的可能性。

相比传统技术，低温等离子体技术是实现复合污染物同时去除的有效途径之一。通过高压放电获得低温等离子体，含有大量的高能电子及高能电子激励产生O、OH等活性粒子，可将有害气体污染物氧化成CO₂、H₂O等其它无害物或低毒物，同时，气体中固态及液态微粒通过脉冲放电产生的高能电子实现荷电，在电场力作用下收集到集尘板表面。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种去除效率高、能耗低的生活垃圾热解烟气低温等离子体净化设备及利用该设备净化生活垃圾热解烟气的方法。

为实现上述任务，本发明采取如下的技术方案：

一种生活垃圾热解烟气低温等离子体净化设备，包括带保温层的壳体，其特征在于，壳体底部至顶部依次设置有进气口、阳极框架、集尘板、清灰机构、上箱体和出气口，在壳体外配有高压电源及清灰电机；

壳体底部及上箱体分别设置有烟气加热器，在阳极框架内的电晕线采用锯齿状电晕线，该锯齿状电晕线与高压电源相连接；

所述的高压电源为峰值电压在1kV~50kV，频率为100Hz~2000Hz，脉冲宽度为0.05μs~800μs的正高压直流窄脉冲电源。

所述的清灰机构由清灰刀架、清灰刮刀、丝杠及清灰电机组成，其中，清灰刮刀与集尘板的距离设置为0.2mm~0.5mm，清灰刮刀的行程由丝杠两端设置的行程限位开关控制。

所述的低温等离子体净化设备净化生活垃圾热解烟气的方法，其特征在于，烟气流速在0.1m/s~2m/s之间，停留时间在2~5s之间，上箱体内烟气温度控制在80℃以上。

上述生活垃圾热解烟气低温等离子体净化设备用于净化生活垃圾热解烟气的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）生活垃圾热解烟气由进气口进入设备后，经烟气加热器加热后，进入等离子体反应区，高压电源放电产生的高能电子及高能电子激励产生O、OH等活性粒子，将垃圾热解烟气中有害气态污染物氧化成CO₂、H₂O等其它无害物或低毒物；其中，固态及液态微粒通过电场力作用下被收集到集尘板表面，处理后的气体由出气口排出；

2）集尘板收集的固态及液态微粒，除部分凝聚后滑落到垃圾热解炉内之外，其余的固态及液态微粒由清灰机构自动清灰，即在清灰电机的传动作用下，清灰刀架沿着丝杠自上而下带动清灰刮刀刮除。

本发明的生活垃圾热解烟气低温等离子体净化设备，与传统垃圾热解烟气净化方法（吸收法、吸附法等）相比，具有以下技术特点：

1、采用高压电源放电产生的低温等离子体实现同时高效去除垃圾热解烟气中的复合污染物（包括气态污染物、固态及液态微粒），二次污染较少。

2、通过清灰刀架沿着丝杠自上而下带动刮刀刮除集尘板上的固态及液态微粒，实现清灰目的。

同时，设备体积小，可直接安置在垃圾热解炉炉体上方，结构紧凑，操作简单，去除效率高，一次投资和运行费用低。

附图说明