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CN109433009B - 一种降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的设备及方法 - Google Patents

一种降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的设备及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的设备及方法，它包括：管体，所述管体开设有相对设置的进气口和出气口；第一凸环，所述第一凸环形成在所述管体的内表面上，所述第一凸环的内径由其两端部向其中部逐渐减小；第二凸环；滤芯，所述滤芯可拆卸地插设在两道所述第二凸环之间；第三凸环，所述第三凸环有两道且间隔形成在所述管体的内表面上，其与所述出气口的间距小于所述第二凸环与所述出气口的间距；催化填料，所述催化填料可更换地设置在两道所述第三凸环之间；喷淋器，所述喷淋器设置于所述催化填料的另一侧，用于喷淋无机氨或有机胺溶液。极大地减少了环境污染。

Description

一种降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的设备及方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，涉及一种降低二噁英毒性当量的方法，具体涉及一种降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的设备及方法。
背景技术
目前全世界每天产生的城市生活垃圾达2700万吨之多，导致垃圾问题成为举世瞩目的主要环境问题之一。就我国而言，城市生活垃圾以每年8％～10％的速度增加，人均日产垃圾量达到1kg左右，截至2015年我国城市垃圾年产量将达到2.1亿吨。而以填埋为主，堆肥、焚烧为辅的垃圾处理技术占用了大量的土地资源。随着垃圾处理技术的发展，具有占地小、处理时间短、减量化显著、无害化较彻底以及可回收余热等优点的焚烧处理技术在一些经济发展水平较高、垃圾热值较高、土地资源有限的城市得到逐渐的应用。
随着越来越多的垃圾焚烧厂的建成和投入使用，我国垃圾焚烧飞灰的排放量也越来越巨大。垃圾焚烧飞灰是垃圾焚烧厂烟道气净化系统收集下来的固体废物，它富集了垃圾中的大部分重金属元素、易溶盐类物质和一定量的二噁英类氯代物，因此各国均将垃圾焚烧飞灰列为危险固体废物。目前，我国对垃圾焚烧飞灰的合法处理只有两条：一是进入危险废物填埋场填埋，入场要求是《危险废物填埋污染控制标准》，在其中主要是对重金属的要求，没有对二噁英的要求，一般用水泥包裹法就可以达到要求；二是进入卫生填埋场填埋，入场要求是《生活垃圾填埋场污染控制标准》，在该标准第6.3款指出：生活垃圾焚烧飞灰经处理后满足下列条件，可以进入生活垃圾填埋场填埋处置；主要是以下数据：含水率小于30％、二噁英含量低于3μg TEQ/kg、按照HJ/T300制备的浸出液中危险物低于规定的限值等。
二噁英实际上是二噁英类物质的简称，它指的并不是一种单一物质，而是结构和形状都很类似的包含众多同类物或异构体的两大类有机化合物，分别是多氯二苯-对-二噁英
Figure BDA0001867489700000011
和多氯二苯并呋喃
Figure BDA0001867489700000012
自然界的微生物和水解作用对二噁英的分子结构影响较小，因此环境中的二噁英很难自然降解消除。它的毒性十分大，是砒霜的900倍；而且还具有生殖毒性和遗传毒性，直接危害子孙后代的健康和生活。因此，二噁英污染是关系到人类存亡的重大问题，必须严格加以控制。国际癌症研究中心已将其列为人类一级致癌物。
目前，用于飞灰中二噁英处理技术的研究主要包括：熔融法、气相氢气还原法、光化学分解法、电子束分解技术、低温等离子体、超临界水氧化技术、低温药剂催化分解技术等，这些方法要么要求较高，仅适合在实验室中进行，不适合在焚烧炉等工业场合进行；要么成本昂贵，不具有实际利用价值。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点而提出的一种降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的设备。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的设备，它包括：
管体，所述管体开设有相对设置的进气口和出气口；
第一凸环，所述第一凸环形成在所述管体的内表面上，所述第一凸环的内径由其两端部向其中部逐渐减小；
第二凸环，所述第二凸环有两道且间隔形成在所述管体的内表面上，其与所述出气口的间距小于所述第一凸环与所述出气口的间距；
滤芯，所述滤芯可拆卸地插设在两道所述第二凸环之间；
第三凸环，所述第三凸环有两道且间隔形成在所述管体的内表面上，其与所述出气口的间距小于所述第二凸环与所述出气口的间距；
催化填料，所述催化填料可更换地设置在两道所述第三凸环之间；
喷淋器，所述喷淋器设置于所述催化填料的另一侧，用于喷淋无机氨或有机胺溶液。
优化地，所述滤芯的侧面上固定有把手，所述管体的外壁上设置有与所述把手相配合的密封盖片。
优化地，管体的外壁上设置有与所述催化填料相对应的换料门。
优化地，所述催化填料为负载有催化剂的玻璃纤维，其内布设有紫外灯条。
优化地，所述催化剂为金红石型TiO2。
本发明的又一目的在于提供一种上述降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的方法，它包括以下步骤：向含有焚烧飞灰的烟气中喷淋无机氨或有机胺溶液以使其在室温或加热条件下反应。
优化地，无机氨为浓度为15～28wt％的氨水；所述有机胺为甲胺、乙胺、乙二胺、二甲胺、三乙胺、苯胺、三乙烯四胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺、三乙烯二胺、六亚甲基四胺和环己胺中的一种或多种，其溶液浓度为10～20wt％(通常是水溶液，也可以使用可以溶解上述化合物的乙醇、丙酮等的溶剂)。
进一步地，所述有机胺为三乙胺和苯胺按质量比1：1组成的混合物。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的设备，通过在管体内依次设置滤芯、催化填料和喷淋器，这样对烟气进行过滤去除大颗粒微粒后能够保证对其充分喷淋以使得喷淋的无机氨或有机胺溶液和二噁英在紫外的照射下进行充分反应，极大地减少了环境污染。
本发明降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的方法，对含有二噁英的烟气处理步骤简单、处理效果好，而使得二噁英中毒性较强的氯原子得以脱除，从而大幅降低飞灰中二噁英毒性当量。
附图说明
图1为本发明降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的设备结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明优选实施方案进行详细说明。
实施例1
本实施例提供一种降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的设备，如图1所示，包括管体1、第一凸环2、第二凸环3、滤芯4、第三凸环5、催化填料6和喷淋器7等。
其中，管体1开设有相对设置的进气口和出气口11(即管体1的一端为进气口，而另一端为出气口11)。第一凸环2形成在管体1的内表面上，它与管体1同心设置，但其内径由两端部向中部逐渐减小；这样烟气导入管体1内而流经此处时能够产生涡流而避免烟气中颗粒的过早沉降。第二凸环3有两道，它们间隔设置而形成在管体1的内表面上；第二凸环3相对于第一凸环2更靠近出气口11，即第二凸环3与出气口11的间距小于第一凸环2与出气口11的间距。滤芯4可拆卸地插设在两道第二凸环3之间，用于过滤除去烟气中较大的粉尘颗粒，因此需要定期更换以避免对烟气外排产生不利影响；通常滤芯4的侧面上固定有把手41，管体1的外壁上设置有与把手41相配合的密封盖片42(避免烟气外泄)；滤芯4通常是200目以上的滤网。第三凸环5也有两道，它们间隔设置而形成在管体1的内表面上；第三凸环5相对于第二凸环3更靠近出气口11，即第三凸环5与出气口11的间距小于第二凸环3与出气口11的间距。催化填料6可更换地设置在两道第三凸环5之间，管体1的外壁上设置有与催化填料6相对应的换料门61，以便于催化填料6的更换同时保证管体1的密封；催化填料6为负载有催化剂的玻璃纤维，其内布设有紫外灯条，而催化剂为金红石型TiO2。喷淋器7设置在催化填料6的另一侧，用于喷淋无机氨或有机胺溶液；喷淋流量为烟气流量的1/10。
实施例2
本实施例提供一种降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的方法，它使用的是普通管道，具体为：向含有焚烧飞灰的烟气中喷淋无机氨溶液(15wt％的氨水)以使其在室温条件下反应，烟气流动方向与喷淋方向相反。
实施例3
本实施例提供一种降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的方法，它与实施例2中的基本一致，不同的是：使用的是溶液浓度为15wt％的甲胺溶液。
实施例4
本实施例提供一种降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的方法，它与实施例2中的基本一致，不同的是：使用的是溶液浓度为15wt％的乙二胺溶液。
实施例5
本实施例提供一种降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的方法，它与实施例2中的基本一致，不同的是：使用的是溶液浓度为15wt％的三乙胺溶液。
实施例6
本实施例提供一种降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的方法，它与实施例2中的基本一致，不同的是：使用的是溶液浓度为15wt％的苯胺溶液。
实施例7
本实施例提供一种降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的方法，它与实施例2中的基本一致，不同的是：使用的是溶液浓度为15wt％的三乙烯四胺溶液。
实施例8
本实施例提供一种降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的方法，它与实施例2中的基本一致，不同的是：使用的是溶液浓度为15wt％的环己胺溶液。
实施例9
本实施例提供一种降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的方法，它与实施例2中的基本一致，不同的是：使用的是溶液浓度为15wt％混合溶液，三乙胺和苯胺按质量比1：1。
实施例10
本实施例提供一种降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的方法，它与实施例9中的基本一致，不同的是：烟气的温度调整为50～60℃。
实施例11
本实施例提供一种降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的方法，它与实施例2中的基本一致，不同的是：使用实施例1中的设备。
对比例1
本实施例提供一种降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的方法，它与实施例2中的基本一致，不同的是：喷淋普通的自来水。
刮取烟气出气管内壁上沉积的灰飞(位于喷淋器上方的)，测定其二噁英毒性当量。
二噁英毒性当量(μg TEQ/kg)
实施例2 2.2
实施例3 2.5
实施例4 2.3
实施例5 2.1
实施例6 2.2
实施例7 2.3
实施例8 2.4
实施例9 1.9
实施例10 1.7
实施例11 1.5
对比例1 2.8
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的方法，其特征在于，它包括以下步骤：向含有焚烧飞灰的烟气中喷淋有机胺溶液以使其在室温或50~60℃反应，所述有机胺为三乙胺和苯胺按质量比1：1组成的混合物，其溶液浓度为15wt%；
所述垃圾焚烧飞灰采用降低垃圾焚烧飞灰中二噁英毒性当量的设备进行处理，包括：
管体（1），所述管体（1）开设有相对设置的进气口和出气口（11）；管体（1）的外壁上设置有与催化填料（6）相对应的换料门（61）；
第一凸环（2），所述第一凸环（2）形成在所述管体（1）的内表面上，所述第一凸环（2）的内径由其两端部向其中部逐渐减小；
第二凸环（3），所述第二凸环（3）有两道且间隔形成在所述管体（1）的内表面上，其与所述出气口（11）的间距小于所述第一凸环（2）与所述出气口（11）的间距；
滤芯（4），所述滤芯（4）可拆卸地插设在两道所述第二凸环（3）之间；所述滤芯（4）的侧面上固定有把手（41），所述管体（1）的外壁上设置有与所述把手（41）相配合的密封盖片（42）；
第三凸环（5），所述第三凸环（5）有两道且间隔形成在所述管体（1）的内表面上，其与所述出气口（11）的间距小于所述第二凸环（3）与所述出气口（11）的间距；
催化填料（6），所述催化填料（6）可更换地设置在两道所述第三凸环（5）之间；所述催化填料（6）为负载有催化剂的玻璃纤维，其内布设有紫外灯条；所述催化剂为金红石型TiO2；
喷淋器（7），所述喷淋器（7）设置于所述催化填料（6）的另一侧，用于喷淋有机胺溶液。
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