一种抑制PCDD/Fs低温生成的方法技术

本发明专利技术公开了一种抑制PCDD/Fs低温生成的方法，括以下步骤：步骤1，固氯反应：PCDD/Fs经高温分解后随烟气进入烟道中，向烟道中加入碱性添加剂，通过碱性添加剂与高温烟气中的氯化物反应，实现对高温烟气中氯元素的固定；步骤2，骤降温：经步骤1固氯反应后的烟气进入横截面积大于烟道横截面积的扩容装置，并向扩容装置中加入冷却介质与烟气接触实现温度骤降。本发明专利技术提供的工艺及装置成本显著降低，操作方便，且可有效抑制PCDD/Fs的生成，保障排放的烟气复合环保标准要求。

A Method for Inhibiting the Low Temperature Generation of PCDD/Fs

【技术实现步骤摘要】
一种抑制PCDD/Fs低温生成的方法
本专利技术涉及环保
，具体涉及一种抑制PCDD/Fs低温生成的方法。
技术介绍
PCDD/Fs是迄今为止发现的毒性最大的有机化合物，其毒性是砒霜的900倍，号称“世纪之毒”，是被世界公认的一级致癌物。焚烧垃圾、有机废物、危险废物和医疗废物等最容易产生PCDD/Fs。混在焚烧(燃烧)烟气中的PCDD/Fs有两个显著特性：一是当燃烧的烟气温度达到850℃以上，烟气经过该温度段时间超过两秒钟，PCDD/Fs就可以全部分解，失去毒性；二是当烟气温度降至450℃以下到260℃(相对低温)时，在该温度段又再次生成PCDD/Fs。由于实现前述第一条中的高温燃烧分解PCDD/Fs的技术已经比较成熟，现有公开的废物焚烧相关的技术只涉及高温燃烧分解PCDD/Fs的技术，而选择性忽略PCDD/Fs低温再生的问题。虽然在高温段时烟气中的PCDD/Fs可以分解，失去毒性，但是烟气的温度终究是要降低排向空气中，尤其是在烟气降温至450℃～260℃的温度段时最容易再次生成PCDD/Fs。这就需要实现在这个温度段能够以最快的速度降温，尽量缩短生成PCDD/Fs的时间，通常都是采用骤冷法(使温度急速下降)降低PCDD/Fs生成概率，否则高温分解PCDD/Fs的操作就会前功尽弃。现有技术采用的骤冷法抑制PCDD/Fs低温生成的具体操作是：采用大温差的温度骤降操作，即：通过水冷换热进行降温，要将温度从600℃左右快速降至260℃以下(温降约340℃)达到如此大温差的快速骤降就必须要求有足够大的换热体积和水量，势必造成设备昂贵，运行费用高，使用风险大，操作困难；而且抑制PCDD/Fs低温生成的效果也有限，还需要进行二次净化，这就进一步加大设备投资，特别是净化材料消耗巨大，运行费用很高，致使很多焚烧项目无法承受这种代价。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：现有技术采用传统的骤冷法抑制PCDDs/Fs低温生成，设备昂贵、操作困难、成本较高，且抑制效果较差，甚至会无法满足环保要求，本专利技术提供了解决上述问题的一种抑制PCDD/Fs低温生成的方法。本专利技术通过下述技术方案实现：一种抑制PCDD/Fs低温生成的方法，包括以下步骤：步骤1，固氯反应：PCDD/Fs经高温分解后随烟气进入烟道中，向烟道中加入碱性添加剂，通过碱性添加剂与高温烟气中的氯化物反应，实现对高温烟气中氯元素的固定；步骤2，骤降温：经步骤1固氯反应后的烟气进入横截面积大于烟道横截面积的扩容装置，并向扩容装置中加入冷却介质与烟气接触实现温度骤降。本专利技术依次经固氯反应和骤降温操作实现抑制PCDD/Fs的低温生成问题：首先，PCDD/Fs经过高温达到完全分解后随烟气从燃烧(焚烧)装置进入烟道中，向该烟道中加入碱性添加剂，碱性添加剂进入烟道与高温烟气接触，使碱性添加剂与烟气中的氯化物在高温条件下发生反应，将Cl元素固定下来，使进入后续降温操作的烟气中用于生成PCDD/Fs的要素Cl元素大大减少，降低PCDD/Fs的低温生成率。由于经固氯反应之后的烟气，不仅烟气中氯元素含量会明显减少。且本专利技术改进骤降温操作，主要采用扩容扰流的方法实现对烟气快速降温：一方面，一定体积的烟气在流动过程中，流通管道截面骤然扩大，则会引起温度快速降低；另一方面，通过向扩容装置中加入冷却介质，冷却介质通过与烟气接触直接吸热降低烟气温度，同时冷却介质的加入会对流动的烟气起到扰动作用，利于增加换热效率。优选地，所述步骤1中，碱性添加剂以粉末的形式加入烟道中，粉末的粒径为50～200目。将碱性添加剂以粉末的形式加入烟道中，受高速通过的烟气冲击被打散与烟气混合均匀，这样碱性添加剂会与烟气中的氯化物充分接触，因此会显著增加固氯反应效率。依据实际操作，碱性添加剂粉末的粒径优选50～200目。优选地，所述步骤1中，所述碱性添加剂包括CaO、CaCO3、Ca(OH)2、CaSO4；所述高温烟气中的氯化物包括氯化氢。这类碱性添加剂的成本较低，操作方便，例如：Ca(OH)2+2HCl→CaCl2+H2O，碱性添加剂与烟气中的主要氯化物氯化氢反应，将氯元素转化为固体物质，实现固氯效果。优选地，所述步骤2中，冷却介质采用吸热介质和空气；所述吸热介质包括固态、半固态、液态物质。冷却介质同时采用吸热介质和空气，主要通过空气增强扰流效应，进行极速降温，并产生扰流提高效率；吸热介质可以是专用吸热材料(可循环使用)或矿料或固体废物或半固态或液态物质或其他需要干燥的物料；冷却介质可采用常温的吸热介质和空气，或者采用低温的吸热介质和空气。优选地，所述吸热介质采用生化处理后的含水份的有机质料。实际操作中，吸热介质优选半固态废物，起到扰流、水分蒸发、气体吸附等作用，可有效增加降温作用，也利于废热的有效利用。优选地，在固氯反应之前，或者固氯反应之后与骤降温之前还设置有预降温步骤，使进入扩容装置输入端的烟气温度大于PCDD/Fs的生成温度。减少一定量的温度骤降温差，使骤降温时间更短，进一步降低生成PCDD/Fs的概率。在固氯反应之前，或者固氯反应之后与骤降温之前还设置有预降温步骤，如降低100℃左右，通过预先降低烟气温度，利于适当降低对骤降温设备以及工艺的要求，但预降温后烟气的温度要仍高于PCDD/Fs的生成温度，防止在预降温以及固氯反应过程中生成PCDD/Fs。优选地，预降温步骤采用的方法包括空冷式换热器降温、水冷式换热器降温或者延长烟道长度降温。其中水冷式换热器也可采用其他流体介质冷却式的换热器。预降温是对烟气的较低温差降温操作，采用现有的一些简易、廉价的空冷式换热器或水冷式换热器就可以实现，或者直接延长烟道长度，增加烟气的自然散热时间，提高降温效果，预降温和固氯反应同时进行，可进一步降低成本。实现上述一种抑制PCDD/Fs低温生成的方法的系统，包括烟道和扩容装置，所述烟道的输入端用于通入高温烟气，烟道的输出端与扩容装置的输入端连通；烟道上设有碱性添加剂入口，扩容装置上设有冷却介质入口。优选地，所述碱性添加剂入口位于烟道的输入端或中部，且添加剂入口的轴线与烟道轴线相交或垂直。优选地，所述冷却介质入口位于扩容装置的输入端，且冷却介质入口的轴线扩容装置输入端口轴线相交或垂直。优选地，所述扩容装置的横截面积为烟道横截面积的7～12倍。优选地，所述一种抑制PCDD/Fs低温生成的系统还包括预降温装置，沿烟气流动方向上，所述预降温装置置于烟道之前、或者置于烟道与扩容装置之间。本专利技术具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术在高温烟道中注入添加剂将氯元素固定，使烟气中生成PCDD/Fs的要素氯减少，从而有效抑制PCDD/Fs在低温段的生成，工艺简单易行，成本低；2、本专利技术通过扩容扰流，同时输入吸热介质和冷空气与烟气混合，多措并举实现极短时间的温度骤降，PCDD/Fs生成几率大大下降，进一步抑制PCDD/Fs的生成，装置安全、可靠，运行成本低，相对于现有的骤冷操作，成本减少将近50～70％；3、本专利技术采用较低温差预降温装置易做、价廉、耐用、好操作、提高安全性；4、本专利技术生成PCDD/Fs的概率很低，PCDD/Fs生成率降低了75～98％，减轻了尾端PCDD/Fs净化的材料消耗，运行成本再次降低。5、本专利技术总体运行成本降低，利于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抑制PCDD/Fs低温生成的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，固氯反应：PCDD/Fs经高温分解后随烟气进入烟道中，向烟道中加入碱性添加剂，通过碱性添加剂与高温烟气中的氯化物反应，实现对高温烟气中氯元素的固定；步骤2，骤降温：经步骤1固氯反应后的烟气进入横截面积大于烟道横截面积的扩容装置，并向扩容装置中加入冷却介质与烟气接触实现温度骤降。

【技术特征摘要】
1.一种抑制PCDD/Fs低温生成的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，固氯反应：PCDD/Fs经高温分解后随烟气进入烟道中，向烟道中加入碱性添加剂，通过碱性添加剂与高温烟气中的氯化物反应，实现对高温烟气中氯元素的固定；步骤2，骤降温：经步骤1固氯反应后的烟气进入横截面积大于烟道横截面积的扩容装置，并向扩容装置中加入冷却介质与烟气接触实现温度骤降。2.根据权利要求1所述的一种抑制PCDD/Fs低温生成的方法，其特征在于，所述步骤1中，碱性添加剂以粉末的形式加入烟道中，粉末的粒径为50～400目。3.根据权利要求1所述的一种抑制PCDD/Fs低温生成的方法，其特征在于，所述步骤1中，所述碱性添加剂包括CaO、CaCO3、Ca(OH)2、CaSO4；所述高温烟气中的氯化物包括氯化氢。4.根据权利要求1所述的一种抑制PCDD/Fs低温生成的方法，其特征在于，所述步骤2中，冷却介质采用吸热介质和空气；所述吸热介质包括固态、半固态、液态物质。5.根据权利要求4所述的一种抑制PCDD/Fs低温生成的方法，其特征在于，所述吸热介质采用生化处理后的含水份的有机质料。6.根据权利要求1～6任一项所述的一种抑制PCDD/Fs低温生成的方法，其特征在于，在固氯反应之前，或者固氯反应之后与骤降温之前还设置有预降温步骤，使进入扩容装置输入端的烟气温度大于PCDD/F...

【专利技术属性】
技术研发人员：王英宾，
申请(专利权)人：王英宾，
类型：发明
国别省市：四川,51