[发明专利]一种利用光催化防止二恶英低温合成的垃圾焚烧系统和方法

说明书

本发明公开一种利用光催化防止二恶英低温合成的垃圾焚烧系统和方法，垃圾焚烧系统，包括垃圾焚烧炉、高温换热器、高温除尘器、光催化装置、低温换热器和烟气净化装置；垃圾焚烧排放的烟气经高温换热器降温后通过高温除尘器，脱除烟气中的灰尘、碳颗粒等大部分固态物质，脱除了作为二恶英低温合成的催化剂；净化后的烟气进入光催化装置，烟气中的碳颗粒和含碳有机物经过光催化处理后转变成二氧化碳和水，消除了二恶英低温合成所必须的碳颗粒和含碳有机物，在二恶英的低温合成的200℃至400℃的范围内，烟气中缺少二恶英低温合成所需的催化剂、以及碳颗粒和含碳有机物，有效防止了二恶英的低温合成，减少垃圾焚烧对环境的污染。

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧技术，特别涉及一种防止二恶英低温合成的垃圾焚烧系统和方法。

背景技术

垃圾焚烧处理具有减量化、无害化、资源化比较明显等优势，得到迅速推广应用。但是，垃圾焚烧处理过程中产生剧毒物质二恶英(Dioxins)，威胁人类的生存环境。垃圾焚烧过程中，二恶英的生成方式包括：炉内生成和尾部烟道内低温合成。

通过“3T+E”工艺，即控制：焚烧温度、烟气在炉内的停留时间、烟气的气固湍动程度和过量空气量，可以有效控制二恶英在炉内的生成。尾部烟道内二恶英的低温合成原理是尾部烟道烟气温度200℃至400℃的范围内，飞灰中的某些金属化合物作催化剂，将垃圾未充分燃尽的碳颗粒和含碳有机物与氯元素反应生成二恶英。由于垃圾焚烧炉的炉膛温度在800℃以上，而烟囱入口的烟气的一般在200℃以下，垃圾焚烧产生的烟气必然经历二恶英低温合成的温度区域，必然发生二恶英的低温合成反应。为了避免垃圾焚烧所产生的二恶英随烟气进入到大气中，垃圾焚烧厂在烟气净化处理中，在尾部烟道喷入活性碳、吸附烟气中二恶英，并通过除尘装置将活性碳捕集下来进入到除尘器收集的飞灰中，最终随着飞灰排放到环境中，飞灰中的二恶英造成环境风险。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明目的是提供一种利用光催化防止二恶英低温合成的垃圾焚烧系统和方法，有效防止垃圾焚烧过程中二恶英的低温合成。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种利用光催化防止二恶英低温合成的垃圾焚烧系统，包括垃圾焚烧炉、高温换热器、高温除尘器、光催化装置、低温换热器和烟气净化装置；

所述垃圾焚烧炉的排烟口与所述高温换热器相连接，高温换热器烟气出口与所述高温除尘器相连接，高温除尘器将烟气中的灰尘、碳颗粒等大部分固态物质收集下来，高温除尘器烟气出口与光催化装置相连接，通过光催化装置使烟气中的碳颗粒和含碳有机物转化为无毒的二氧化碳和水，光催化装置烟气出口连接低温换热器，低温换热器烟气出口连接烟气净化装置，烟气净化后达标排空。

进一步，在所述高温除尘器烟气出口位置设置温度传感器，通过温度传感器监测烟气温度。

进一步，所述高温除尘器的除尘材料采用多孔过滤金属材料、多孔陶瓷过滤材料或者多孔复合过滤材料。

进一步，所述光催化装置的光源为紫外光。

进一步，所述光催化装置的光源为紫外—发光二极管。

进一步，所述光催化装置的光催化剂为二氧化钛。利用光催化防止二恶英低温合成的垃圾焚烧方法，包括如下步骤：

步骤一：将垃圾焚烧炉中垃圾焚烧产生的高温烟气通入高温换热器对高温烟气进行降温，将烟气温度降低到450℃±50℃；

步骤二：降温后的烟气通入高温除尘器进行除尘净化处理，高温除尘器将烟气中的灰尘、碳颗粒等大部分固态物质收集下来；

步骤三：经过高温除尘器净化后的烟气进入光催化装置，利用光催化处理烟气中残余的碳颗粒、以及含碳有机物，与氧气发生生成二氧化碳和水；