CN104896488B - 一种处理垃圾焚烧废气的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理垃圾焚烧废气的系统，包括惰性气体储罐、加压泵、阻燃器、壁板为隔热材料的热电离室、1#电极、可移动壁板、喷嘴、冷却系统、等离子体反应室、2#电极、抽真空装置、热交换器、垃圾焚烧炉、纯净水槽、水泵等。本系统中的垃圾焚烧炉产生的废气排出后无需降温，高温废气可通过热交换器为反应提供能量；本系统通过活性臭氧分子和加压双重作用，可在800‑1000℃发生热电离反应，大大降低了热电离的反应温度，节约了能耗；本系统电离室的体积可调节，且采用压缩气体的方法，处理废气的流量范围可增加至80000‑150000m³/h，可满足一般垃圾焚烧厂废气的处理需求。

Description

一种处理垃圾焚烧废气的系统

技术领域

本发明涉及一种处理垃圾焚烧废气的系统，属于环境保护中的废气处理领域。

背景技术

生活垃圾焚烧过程中产生的污染物主要包括四大类：颗粒物（烟尘）、酸性气体（CO、NO_X、SO₂、HCl等）、重金属（Hg、Cr、Pb等）及有机污染物（主要因子为二恶英类）。其中HCl来源于生活垃圾中含氯废物。SO₂来源于含硫生活垃圾的高温氧化过程。NO_X来源于生活垃圾焚烧过程中N₂和O₂的氧化反应及含氮有机物的燃烧，其中95％为NO，NO₂所占比例很少。CO是由生活垃圾中有机可燃物不完全燃烧产生的。金属类污染物源于焚烧过程中生活垃圾所含重金属及其化合物。有机污染物的产生机理非常复杂，会伴随多种化学反应。首先形成中间产物，最后形成终产物，二恶英是其中毒性最强的化合物，在垃圾焚烧过程中其生成途径主要有：1）生活垃圾中本身含有的微量二恶英大部分会在高温下分解，但由于其具有热稳定性，少量会随烟气排放；2）在燃烧过程中由氯源生成，大部分在高温条件下也会被分解，但有少部分排放；3）当燃烧不充分时，烟气中会产生过多的未燃尽物质，在遇触媒（重金属Cu等）及300℃～500℃条件下，已分解的二恶英会重新生成。目前垃圾焚烧废气的处理方法主要有吸附法；吸收法；燃烧法；生物菌分解法；光催化法；低温等离子净化法。

1、除燃烧法外，其余方法均需要降温塔降温，会产生很大的热损失。

2、通常的热电离法的反应温度很高，反应温度为5000℃-10000℃，能耗大。

3、通常的等离子体法处理废气的流量范围是1000-60000m³/h，无法满足一般垃圾焚烧厂废气的处理需求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种处理垃圾焚烧废气的系统，包括惰性气体储罐、加压泵、阻燃器、壁板为隔热材料的热电离室、1#电极、可移动壁板、喷嘴、冷却系统、等离子体反应室、2#电极、抽真空装置、热交换器、垃圾焚烧炉、纯净水槽、水泵等；其中惰性气体储罐的出口通过管路连接加压泵的入口，加压泵的出口通过管路连接阻燃器的入口，阻燃器的出口通过管路连接热电离室的入口，纯净水槽的出水口通过管路连接水泵的入水口，水泵的出水口通过管路连接热电离室的入水口，热电离室内设有一热交换器，用以提高壁板为隔热材料的热电离室内温度，并将通入的纯净水变为水蒸气，热交换器的入口通过管路连接垃圾焚烧炉的废气排口，热交换器的出口通过管路连接等离子体反应室的进气口，热电离室的两壁板上安装有1#电极，用以电解壁板为隔热材料的热电离室内的水蒸气，使之生成臭氧分子，热电离室内另有一可移动壁板，可移动壁板可向内部推进以压缩热电离室内的气体，增大气体压力，使之能在1000℃以下发生热电离，热电离室通过一喷嘴与等离子体反应室相连，喷嘴的外围环绕有冷却系统，等离子体反应室的两壁板安装有2#电极，等离子体反应室的内设置一抽真空装置。

惰性气体储罐内的惰性气体为氮气、氦气或氩气。

1#电极的两极板间电压为1KV，热电离室内温度为800-1000℃，压力为6MPa。

2#电极的两极板间电压为2KV，等离子体反应室中内温度为100-110℃，压力为0-800Pa。

本发明的优点在于：

（1）本系统中的垃圾焚烧炉产生的废气排出后无需降温，高温废气可通过热交换器为反应提供能量；

（2）本系统通过活性臭氧分子和加压双重作用，可在800-1000℃发生热电离反应，大大降低了热电离的反应温度，节约了能耗；

（3）本系统电离室的体积可调节，且采用压缩气体的方法，处理废气的流量范围可增加至80000-150000m³/h，可满足一般垃圾焚烧厂废气的处理需求；

附图说明

图1是本发明的设备示意图。

图中：1-惰性气体储罐、2-加压泵、3-阻燃器、4-壁板为隔热材料的热电离室、5-1#电极、6-可移动壁板、7-喷嘴、8-冷却系统、9-等离子体反应室、10-2#电极、11-抽真空装置、12-热交换器、13-垃圾焚烧炉、14-纯净水槽、15-水泵。

具体实施方式

如图1所示的一种等离子体法处理垃圾焚烧废气的系统，包括惰性气体储罐1、加压泵2、阻燃器3、壁板为隔热材料的热电离室4、1#电极5、可移动壁板6、喷嘴7、冷却系统8、等离子体反应室9、2#电极10、抽真空装置11、热交换器12、垃圾焚烧炉13、纯净水槽14、水泵15；其中惰性气体储罐1的出口通过管路连接加压泵2的入口，加压泵2的出口通过管路连接阻燃器3的入口，阻燃器3的出口通过管路连接壁板为隔热材料的热电离室4的入口，纯净水槽14的出水口通过管路连接水泵15的入水口，水泵15的出水口通过管路连接壁板为隔热材料的热电离室4的入水口，壁板为隔热材料的热电离室4内设有一热交换器12，热交换器12的入口通过管路连接垃圾焚烧炉13的废气排口，热交换器12的出口通过管路连接等离子体反应室9的进气口，壁板为隔热材料的热电离室4的两壁板上安装有1#电极5，壁板为隔热材料的热电离室4内另有一可移动壁板6，壁板为隔热材料的热电离室4通过一喷嘴7与等离子体反应室9相连，喷嘴7的外围环绕有冷却系统8，等离子体反应室9的两壁板安装有2#电极10，等离子体反应室9的内设置一抽真空装置11。惰性气体由惰性气体储罐1进入加压泵2中，惰性气体在加压泵2中增加到较高气压后进入阻燃器3中，高压惰性气体经过阻燃器3进入壁板为隔热材料的热电离室4，阻燃器3可保护入口管路防止过热燃烧，垃圾焚烧炉13排出的高温废气，经热交换器12，将热能传输到壁板为隔热材料的热电离室4中，低温废气进入等离子体反应室9的进气口，在壁板为隔热材料的热电离室4中，在高压惰性气体持续输入的同时，调节可移动壁板6，使惰性气体被急剧压缩，释放大量的热，来自热交换器12和气体压缩的热能使壁板为隔热材料的热电离室4内的温度升高，将由水泵15注入的纯净水变为水蒸气，同时1#电极5两极板施加一定的电压，水蒸气在1#电极5的作用下电解，生成高活性臭氧分子，壁板为隔热材料的热电离室4内的惰性气体在高压力、高电压及高活性臭氧分子的活化作用下，发生热电离所需温度较低，惰性气体离解成等离子体的速度加快。高温的等离子体经冷却系统8冷却后，由喷嘴7喷至等离子体反应室9中，抽真空装置11将等离子体反应室9不断抽至真空，在等离子体反应室9中，2#电极10的两极板施加一定的电压，喷嘴7喷出的惰性等离子体在2#电极10的作用下形成均匀的等离子体流，与来自等离子体反应室9进气口的低温废气接触，等离子体流的高能量将废气分子分解为原子状态，净化后的气体自等离子体反应室9的排气口排出。

惰性气体储罐1内的惰性气体为氮气、氦气或氩气。

1#电极5的两极板间电压为1KV，壁板为隔热材料的热电离室4内温度为800-1000℃，压力为6MPa。

2#电极10的两极板间电压为2KV，等离子体反应室9中内温度为100-110℃，压力为0-800Pa。

Claims (4)

1.一种处理垃圾焚烧废气的系统，其特征在于，该系统包括惰性气体储罐、加压泵、阻燃器、壁板为隔热材料的热电离室、1#电极、可移动壁板、喷嘴、冷却系统、等离子体反应室、2#电极、抽真空装置、热交换器、垃圾焚烧炉、纯净水槽和水泵；其中惰性气体储罐的出口通过管路连接加压泵的入口，加压泵的出口通过管路连接阻燃器的入口，阻燃器的出口通过管路连接热电离室的入口，纯净水槽的出水口通过管路连接水泵的入水口，水泵的出水口通过管路连接热电离室的入水口，热电离室内设有一热交换器，用以提高热电离室内温度，并将通入的纯净水变为水蒸气，热交换器的入口通过管路连接垃圾焚烧炉的废气排口，热交换器的出口通过管路连接等离子体反应室的进气口，热电离室的两壁板上安装有1#电极，用以电解壁板为隔热材料的热电离室内的水蒸气，使之生成臭氧分子，热电离室内另有一可移动壁板，可移动壁板可向内部推进以压缩热电离室内的气体，增大气体压力，使之能在1000℃以下发生热电离，热电离室通过一喷嘴与等离子体反应室相连，喷嘴的外围环绕有冷却系统，等离子体反应室的两壁板安装有2#电极，等离子体反应室的内设置一抽真空装置。

2.根据权利要求1所述的处理垃圾焚烧废气的系统，其特征在于，惰性气体储罐内的惰性气体为氮气、氦气或氩气。

3.根据权利要求1所述的处理垃圾焚烧废气的系统，其特征在于，1#电极的两极板间电压为1KV，热电离室内温度为800-1000℃，压力为6MPa。

4.根据权利要求1所述的处理垃圾焚烧废气的系统，其特征在于，2#电极的两极板间电压为2KV，等离子体反应室中内温度为100-110℃，压力为0-800Pa。