四段式污泥干化尾气处理系统技术方案

本发明专利技术涉及尾气中有机污染物处理系统，旨在提供一种四段式污泥干化尾气处理系统。该系统包括滑动弧放电等离子体反应器、除尘器、冷凝器和活性炭吸附器；除尘器与空心桨叶式干化机的干化尾气出口相连接；冷凝器与除尘器相连接；活性炭吸附器的一端与冷凝器相连接，同时该端还与等离子体反应器相连接；活性炭吸附器的另一端则与烟囱相连接，同时该端还与换热器相连接；烟囱还与等离子反应器相连接。本发明专利技术利用锅炉余热供热，系统运行成本低；等离子体反应器能对脱附后的尾气进行充分的降解，避免二次污染的产生；采用两组活性炭吸附装置避免了因为更换饱和的吸附剂而影响整个系统运行的连续性，使整个系统运行过程更为高效。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及尾气中有机污染物处理系统，尤其是一种四段式污泥干化尾气处理系统。
技术介绍
污水的有效处理和回收利用可以减少水资源的浪费并可改善人类生活的环境，但是污水处理后的污泥中含有大量的病原菌、寄生虫、致病微生物，以及砷、铜、铬、汞等重金属和有毒有害物质，而且污泥含水率高、体积大、给堆放和运输带来很大困难，如果处理不当或不规范，如随意弃置，农地滥用等，将对生态环境造成二次污染。随着经济的发展，城市人口的增加，工业废水与生活污水的排放量日益增多，污水处理厂处理污水后剩余的污泥量也与日俱增，大量未经处理的污泥，不仅将占土地，而且将对环境造成新的污染。据统计， 2010年我国城市污水处理量为244X IO8 m3,由此产生的污泥(以含水率80%计)达到1220万吨，根据有关预测，到2020年，我国一年的污水排放量将达到5. 36X 101° m3。污泥处理的关键在于污泥中水分的去除，这是实现污泥减量化的主要途径，也是实现污泥资源化的重要步骤。污泥经干化，其臭味，病原物、粘度、不稳定等负面特性得到显著改善并具有多种用途，无论是填埋、焚烧、农用还是热能利用，干化都是重要的第一步。将脱水污泥通过干化技术处理，不但减少了污泥最终处置前的体积，降低了污泥处理机最终处置的费用，而且使得污泥性质稳定化，避免了产生二次污染。热干化技术正是基于此背景而被广泛应用于污泥处理领域。污泥干化过程中会产生有恶臭味的尾气，主要成分包括N0X、NH3> H2S, CH4, HCN以及挥发性有机污染物包括甲硫醇、乙硫醇、二甲苯等，其中恶臭的主要来源为H2S, NH3以及部分挥发性有机污染物如甲硫醇等。目前常用的臭气治理方法有吸附法、吸收法、燃烧法、冷凝法、生物法、等离子体法、膜分离法和催化氧化法，其中以生物法和化学吸收法的技术最为成熟。但是生物法对于不同组分的混合气体的去除效果差别很大，对混合气体中某种组分的去除能力低于对相应单一组分气体的去除能力，且其去除能力在运行过程中会由于填料层压实或者堵塞等原因而下降。而化学吸附法需要根据不同污泥所排放尾气的特点来配置不同成分的洗涤液，较为繁琐，吸附剂需要再生，增加了运行成本。目前低温等离子体技术被认为是处理挥发性有机污染物的最有效途径之一。低温等离子体的产生方式主要有辉光放电、脉冲放电、介质阻挡放电和滑动弧放电。相比于脉冲放电和电晕放电等低温等离子体发生方式，滑动弧放电由于不需要抑制电流和气压，每对电极能产生的非平衡态功率可达40kw，因而可以在提供很好的反应选择性和能量转化效率的同时，突破气压和能量输入的限制。传统的刀片式滑动弧放电等离子体反应器已经初步应用于工业废气、废水处理等环保领域。但是刀片式反应器的放电的反应区间很小，大量废气不能通过等离子体区域，同时气体在反应器内的停留时间较短，其降解效果并不十分理想。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种用于污泥热干化过程的四段式污泥干化尾气处理系统，控制干化尾气中恶臭污染物的排放，并且提供了一种新型的椭球形滑动弧放电等离子体反应器。为了解决技术问题，本专利技术的解决方案是提供一种四段式污泥干化尾气处理系统，包括用于降解挥发性有机污染物的低温等离子体反应器，所述低温等离子体反应器是滑动弧放电等离子体反应器；该系统还包括除尘器、冷凝器和活性炭吸附器；所述除尘器通过干化尾气管道经第一引风机与空心桨叶式干化机的干化尾气出口相连接；所述冷凝器通过除尘后尾气管道经第二引风机与除尘器相连接；所述活性炭吸附器的一端通过冷凝后尾气管道经阀门和第三引风机与冷凝器相连接，同时该端还通过脱附尾气管道经阀门和第七引风机与等离子体反应器相连接；活性炭吸附器的另一端则通过净化尾气管道经阀门、第四引风机或者第五引风机与烟囱相连接，同时该端还通过热风管道经阀门、第六引风机与换热器相连接；烟園还通过放电后尾气管 道经第八引风机与等离子反应器相连接；换热器的两端分别通过第二蒸汽管道和第二蒸汽冷凝水管道与余热锅炉相连接。本专利技术中，所述冷凝器的冷凝水入口和出口分别设在冷凝器的下方和上方。本专利技术中，所述活性炭吸附器有两台，两台活性炭吸附器相互并联，且通过两端的阀门切换实现互为替换运行。本专利技术中，所述余热锅炉还通过第一蒸汽管道和第一蒸汽冷凝水管道与空心桨叶式干化机相连接。本专利技术中，所述滑动弧放电等离子体反应器是椭球形滑动弧放电等离子体反应器，包括绝缘底座、端盖及位于两者之间的保护罩；椭球形的内电极固定于绝缘底座中心，保护罩内侧设具有球壳形结构的外电极，且外电极的球壳形结构环绕着内电极设置；绝缘底座上设有废气进气管道，其一端与脱附尾气管道相接，另一端的出气口位于两个电极之间的绝缘底座内表面；所述端盖上设放电后尾气出口，与放电后尾气管道相接。本专利技术中，所述保护罩呈筒状，所述绝缘底座和端盖均为圆形。本专利技术中，四段式污泥干化尾气处理系统包括除尘，冷凝，活性炭吸附和等离子体氧化降解处理。空心桨叶式干化机内产生的干化尾气，由于含有大量粉尘，可能会堵塞管道，因此在引风机的作用下，经干化尾气管道首先被送入除尘器进行预除尘。经除尘后，尾气被引入冷凝器，气体中含有的水蒸气经冷凝进入废液收集池，同时，部分溶于水的恶臭气体(主要是NH3)会随着水蒸气的凝结而进入废液中。气体经过冷凝器后被送入活性炭吸附器，尾气中的有机成分被吸附剂吸附，净化后的气体由引风机送至烟囱排出。当吸附器的吸附剂饱和时，通过阀门的切换，使其进入热风脱附一等离子体氧化降解过程。由换热器送出的热风进入吸附器，活性炭热脱附后析出污染物气体，脱附后的废气由引风机送入滑动弧放电等离子体反应器进行等离子体氧化降解，降解净化后的尾气通过烟囱排出。本专利技术的有益效果在于I、利用锅炉排出烟气的余热供热，采用非接触式换热，冷却水和活性炭可以循环使用，系统运行成本低；2、采用活性炭吸附一热风脱附一等离子体氧化降解联用，与传统的活性炭吸附法相比，等离子体反应器对污染物没有选择性，能对脱附后的尾气进行充分的降解，最终生成二氧化碳和水等，避免了二次污染的产生；3、采用两组活性炭吸附装置交替地吸附和脱附，避免了因为更换饱和的吸附剂而影响整个系统运行的连续性，使整个系统运行过程更为高效；4、改进了滑动弧放电等离子体反应器的结构，使气体在法兰上的螺旋形气道内运动并沿切向进入反应器的内外电极之间的环形区域，电弧在气流的推动下绕着椭球形内电极螺旋向下移动，该设计与刀片式反应器相比，增大了气体在反应器内的反应区域，并延长了气体在反应器内的停留时间，保证了污染物气体的充分降解，另外将内电极改为椭球形球壳，与旋风滑动弧放电等离子体反应器的金属丝电极相比结构更稳定，能防止电极在高温下变形而影响反应的稳定性和连续性。附图说明图I是污泥干化过程中四段式污泥干化系统示意图。 图中湿污泥存储仓I、污泥给料机2、空心桨叶式干化机3、干污泥储存仓4、低压余热锅炉5、除尘器6、冷凝器7、冷凝废液收集池8、冷却水入口 9、冷却水出口 10、第一活性炭吸收器11、第二活性炭吸收器12、滑动弧放电等离子体反应器13、烟囱14、换热器15、第一引风机16、第二引风机17、第三引风机18、第四引风机19、第五引风机20、第六引风机21、第七引风机22、第八引风机23、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四段式污泥干化尾气处理系统，包括用于降解挥发性有机污染物的等离子体反应器，其特征在于，所述等离子体反应器是滑动弧放电等离子体反应器；该系统还包括除尘器、冷凝器和活性炭吸附器；所述除尘器通过干化尾气管道经第一引风机与空心桨叶式干化机的干化尾气出口相连接；所述冷凝器通过除尘后尾气管道经第二引风机与除尘器相连接；所述活性炭吸附器的一端通过冷凝后尾气管道经阀门和第三引风机与冷凝器相连接，同时该端还通过脱附尾气管道经阀门和第七引风机与等离子体反应器相连接；活性炭吸附器的另一端则通过净化尾气管道经阀门、引风机与烟囱相连接，同时该端还通过热风管道经阀门、第六引风机与换热器相连接；烟囱还通过放电后尾气管道经第八引风机与等离子反应器相连接；换热器的两端分别通过第二蒸汽管道和第二蒸汽冷凝水管道与余热锅炉相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：严建华，陆胜勇，王飞，池涌，李晓东，蒋旭光，马增益，金余其，黄群星，薄拯，倪明江，岑可法，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：