專利名稱：一種垃圾焚燒尾氣中二噁英及污染物的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
。 本發(fā)明涉及垃圾焚燒尾氣的處理方法，尤其是涉及一種垃圾焚燒尾氣中二惡英及 污染物的處理方法。
背景技術(shù)：
2001年5月，在聯(lián)合國(guó)環(huán)境署的主持下，包括中國(guó)在內(nèi)的127個(gè)國(guó)家和地區(qū)的代 表在瑞典斯德哥爾摩正式簽署通過了《關(guān)于持久性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩公約》，簡(jiǎn)稱 《POPs公約》。該公約的主要內(nèi)容是遏制和消除我們周圍環(huán)境中12種POPs的污染，其中包 括二惡英，另外有7項(xiàng)POPs與二惡英有關(guān)，二惡英引起的環(huán)境問題已成為全人類關(guān)注的焦
點(diǎn)ο在大力倡導(dǎo)“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”以及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的今天，城市生活垃圾焚燒 發(fā)電、固體危險(xiǎn)廢棄物焚燒處置裝置不斷新建。垃圾焚燒是城市垃圾清潔處理和資源化利 用的發(fā)展方向。統(tǒng)計(jì)資料顯示，目前我國(guó)城市生活垃圾累積堆存量已達(dá)70億噸，占地約80 多萬(wàn)畝，近年來(lái)還在以平均每年4. 8%的速度持續(xù)增長(zhǎng)。在填埋、堆肥以及焚燒等三種垃圾 處理方式中，我國(guó)主要采用填埋處理。一個(gè)日處理千噸垃圾的填埋場(chǎng)需要占用土地1000多 畝，垃圾填埋所消耗的土地資源，已經(jīng)成為城市發(fā)展中“不能承受之重”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2008年 中國(guó)城市的垃圾產(chǎn)生量是1.55億噸，其中填埋占82.7%，焚燒占15%。日本焚燒處理占 78%，英國(guó)焚燒處理占88%。相對(duì)填埋處理方式而言，城市生活垃圾焚燒處理具有占地小、 場(chǎng)地選擇易、處理時(shí)間短、減量化顯著(減重一股達(dá)70%，減容一股達(dá)90% )、無(wú)害化較徹 底以及可回收垃圾焚燒余熱等優(yōu)點(diǎn)。垃圾焚燒將是未來(lái)垃圾處理的方向。2001年，國(guó)家環(huán) ?？偩纸M織開展了全國(guó)47個(gè)重點(diǎn)城市的生活垃圾處理處置設(shè)施污染物排放狀況的抽樣調(diào) 查，接受調(diào)查的329個(gè)垃圾處理設(shè)施處理規(guī)模為179348t/d，約占全國(guó)城市生活垃圾清運(yùn)量 的55%，僅有3. 3%的垃圾在20座焚燒爐中得到焚燒處理。所抽取的垃圾焚燒廠煙氣二惡 英超標(biāo)率為57. 1%，有的落后垃圾焚燒設(shè)施二惡英超標(biāo)99倍以上，依照的煙氣二惡英排放 標(biāo)準(zhǔn)是彡0. 5ngTEQ/Nm3，若提高標(biāo)準(zhǔn)彡0. IngTEQ/Nm3，煙氣二惡英排放污染狀況還要嚴(yán)重， 煙氣二惡英減排面臨重大挑戰(zhàn)。眾所周知，垃圾焚燒會(huì)產(chǎn)生諸如SOx、NOx、CO、CO2,、亞微粉塵、二惡英(P⑶Ds)、呋喃 (P⑶Fs)等對(duì)環(huán)境和人體極其有害的物質(zhì)。二惡英是持久性有機(jī)污染物之一，是目前已認(rèn)識(shí) 的環(huán)境荷爾蒙中毒性最大的一種。二惡英致畸、致癌、致突變的“不可逆三致”毒性和Ipg/ kgbw的超微攝入劑量毒性，對(duì)人類危害巨大。二惡英屬于有機(jī)氯類芳香族化合物，性質(zhì)十 分穩(wěn)定，一旦釋放到自然界中，就很難降解消失，具有累積性，會(huì)在環(huán)境中持久存在并不斷 富集，長(zhǎng)期危害環(huán)境和人類健康；因其脂溶性，容易在生物體內(nèi)留存、累積，隨食物鏈傳遞放 大，處于生物食物鏈頂端的人類是二惡英污染的最后鏈節(jié)，是二惡英持續(xù)并永久傷害對(duì)象。 西方發(fā)達(dá)國(guó)家在20世紀(jì)80 90年代經(jīng)過多年檢測(cè)、調(diào)查得出結(jié)論，生活垃圾焚燒是二惡 英產(chǎn)生的主要根源，所占比例高達(dá)70% 95%?，F(xiàn)有的國(guó)內(nèi)外處理煙氣中的二惡英的主要方法有
(1)活性碳吸附技術(shù)其原理是利用吸附技術(shù)脫除二噁英，即向煙道中噴灑活性 炭粉末或采用固定床吸附技術(shù)。該方法屬于物理吸附過程，未減吸附劑中二噁英的毒性，吸 附劑和煙塵必須回收進(jìn)行二次高溫焚燒。技術(shù)要求不高，但有二次污染之嫌，且運(yùn)行成本 大。(2).催化氧化技術(shù)在催化劑的作用下，在300°C左右的較低溫度下，使二噁英被 分子氧氧化，而生成C02、H2O和HCl等無(wú)機(jī)產(chǎn)物，屬于化學(xué)過程，可徹底消除二噁英毒性。(3).高溫過燃燒技術(shù)將二惡英類物質(zhì)經(jīng)燃燒室進(jìn)行過燃燒而實(shí)現(xiàn)徹底分解，一 股在iioo°c以上。由于高溫分解的二惡英在排氣冷卻過程中，又會(huì)在低溫重新聚合，因此該 技術(shù)必須輔以其他措施，才能達(dá)到銷毀二惡英的目的。(4).等離子體高溫分解技術(shù)二惡英類物質(zhì)首先在等離子場(chǎng)作用下離解成原子 狀態(tài)，然后經(jīng)混合器進(jìn)入高溫分解爐重組為氫氣、一氧化碳、氯化氫和顆粒碳，經(jīng)水洗和堿 洗除去氯化氫和顆粒碳，剩余的可燃?xì)怏w用電點(diǎn)火燒掉或用活性炭吸附去除。該技術(shù)優(yōu)點(diǎn) 是操作過程耗時(shí)短，系統(tǒng)輕便。目前僅處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。申請(qǐng)?zhí)枮?2117821. 6的中國(guó)發(fā)明專利，提供了一種熱循環(huán)隧道窯的焚燒法。1、讓 垃圾焚燒和隧道窖相互結(jié)合。2、垃圾在沸騰爐中形成的二惡英進(jìn)入隧道窖，強(qiáng)制在隧道中 各階段進(jìn)二次燃燒降解。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有的垃圾焚燒中尾氣二惡英治理難和成本高等問題，提 供一種工藝簡(jiǎn)單、處理較徹底、易于控制和優(yōu)化的垃圾焚燒尾氣中二惡英及污染物的處理 方法。本發(fā)明包括以下步驟1)將垃圾焚燒中的尾氣引入垃西環(huán)填料塔內(nèi)；2)在垃西環(huán)填料塔內(nèi)進(jìn)行堿液吸收處理；在步驟2)中，所述堿液可采用氫氧化納或氫氧化鈣等，堿液的體積比濃度可為 0. 0.3%。加入堿液進(jìn)行堿液吸收處理的目的在于防止在高溫下形成結(jié)晶，影響到噴 淋的效果。3)將經(jīng)步驟2)垃西環(huán)填料塔堿液吸收處理后的煙氣引入板式旋流塔中，在板式 旋流塔內(nèi)進(jìn)行氧化處理，另將經(jīng)步驟2)堿液吸收處理后的煙氣的煙灰進(jìn)入活性炭收集池， 堿液冷卻后循環(huán)使用；在步驟3)中，所述氧化處理的氧化液可采用高錳酸鉀溶液或雙氧水等，所述氧化 液的體積比濃度可為1% 3%。4)將經(jīng)步驟3)板式旋流塔氧化處理后的煙氣引入穿球篩孔板塔，在穿球篩孔板 塔內(nèi)進(jìn)行還原處理；在步驟4)中，所述還原處理的處理液可采用硫化納或硫化鈣等，所述處理液的體 積比濃度可為1% 3%。5)將經(jīng)步驟4)穿篩孔板塔還原處理后的煙氣引入湍球塔內(nèi)，進(jìn)行生物處理；
在步驟5)中，所述生物處理的生物處理液可采用市售的EM菌或SHH菌等，所述生 物處理液的體積比濃度可為3% 5% ；所述湍球塔內(nèi)的湍球最好為φ25 cp75mm。
6)將經(jīng)步驟5)湍球塔生物處理后的煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)排入大氣。與現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)外處理煙氣中的二惡英等主要方法相比，本發(fā)明由于采用組合式 填料搭板裝置，將垃圾焚燒中的尾氣依次引入垃西環(huán)填料塔、板式旋流塔、穿球篩孔板塔、 湍球塔，先后進(jìn)行堿液吸收處理、氧化處理、還原處理和生物處理，最后將處理后的煙氣經(jīng) 引風(fēng)機(jī)排入大氣。當(dāng)煙氣在垃西環(huán)填料塔內(nèi)與吸收液對(duì)流混合，不斷在填料中的空隙與 吸收液表面接觸反應(yīng)，使其焚燒煙氣中的粉塵和殘?jiān)械闹亟饘?，特別是氣態(tài)中的二惡英 (P⑶Ds)及呋喃(F⑶Fs)得以去除；又再通過氧化處理、還原處理和生物處理，最后得到凈 化的達(dá)標(biāo)可排放煙氣?；钚蕴嘉郊夹g(shù)的原理是利用吸附技術(shù)脫除二噁英，即向煙道中噴灑活性炭粉末 或采用固定床吸附技術(shù)。該方法屬于物理吸附過程，未減吸附劑中二噁英的毒性，吸附劑和 煙塵必須回收進(jìn)行二次高溫焚燒。技術(shù)要求不高，但有二次污染之嫌，且運(yùn)行成本大。催化氧化技術(shù)是在催化劑的作用下，在300°C左右的較低溫度下，使二噁英被分子 氧氧化，而生成C02、H2O和HCl等無(wú)機(jī)產(chǎn)物，屬于化學(xué)過程，可徹底消除二噁英毒性。高溫過燃燒技術(shù)是將二惡英類物質(zhì)經(jīng)燃燒室進(jìn)行過燃燒而實(shí)現(xiàn)徹底分解，一股在 iioo°c以上。由于高溫分解的二惡英在排氣冷卻過程中，又會(huì)在低溫重新聚合，因此該技術(shù) 必須輔以其他措施，才能達(dá)到銷毀二惡英的目的。采用等離子體高溫分解技術(shù)時(shí)，二惡英類物質(zhì)首先在等離子場(chǎng)作用下離解成原子 狀態(tài)，然后經(jīng)混合器進(jìn)入高溫分解爐重組為氫氣、一氧化碳、氯化氫和顆粒碳，經(jīng)水洗和堿 洗除去氯化氫和顆粒碳，剩余的可燃?xì)怏w用電點(diǎn)火燒掉或用活性炭吸附去除。該技術(shù)優(yōu)點(diǎn) 是操作過程耗時(shí)短，系統(tǒng)輕便。目前僅處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。表1給出幾種減排二噁英方法的比較。表 權(quán)利要求
一種垃圾焚燒尾氣中二惡英及污染物的處理方法，其特征在于包括以下步驟1)將垃圾焚燒中的尾氣引入垃西環(huán)填料塔內(nèi)；2)在垃西環(huán)填料塔內(nèi)進(jìn)行堿液吸收處理；3)將經(jīng)步驟2)垃西環(huán)填料塔堿液吸收處理后的煙氣引入板式旋流塔中，在板式旋流塔內(nèi)進(jìn)行氧化處理，另將經(jīng)步驟2)堿液吸收處理后的煙氣的煙灰進(jìn)入活性炭收集池，堿液冷卻后循環(huán)使用；4)將經(jīng)步驟3)板式旋流塔氧化處理后的煙氣引入穿球篩孔板塔，在穿球篩孔板塔內(nèi)進(jìn)行還原處理；5)將經(jīng)步驟4)穿篩孔板塔還原處理后的煙氣引入湍球塔內(nèi)，進(jìn)行生物處理；6)將經(jīng)步驟5)湍球塔生物處理后的煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)排入大氣。
2.如權(quán)利要求1所述的一種垃圾焚燒尾氣中二惡英及污染物的處理方法，其特征在于 在步驟2)中，所述堿液為氫氧化納或氫氧化鈣。
3.如權(quán)利要求1所述的一種垃圾焚燒尾氣中二惡英及污染物的處理方法，其特征在于 在步驟2)中，堿液的體積比濃度為0. 0. 3%。
4.如權(quán)利要求1所述的一種垃圾焚燒尾氣中二惡英及污染物的處理方法，其特征在于 在步驟3)中，所述氧化處理的氧化液為高錳酸鉀溶液或雙氧水。
5.如權(quán)利要求1所述的一種垃圾焚燒尾氣中二惡英及污染物的處理方法，其特征在于 在步驟3)中，所述氧化液的體積比濃度為 3%。
6.如權(quán)利要求1所述的一種垃圾焚燒尾氣中二惡英及污染物的處理方法，其特征在于 在步驟4)中，所述還原處理的處理液為硫化納或硫化鈣。
7.如權(quán)利要求1所述的一種垃圾焚燒尾氣中二惡英及污染物的處理方法，其特征在于 在步驟4)中，所述處理液的體積比濃度為1 % 3 %。
8.如權(quán)利要求1所述的一種垃圾焚燒尾氣中二惡英及污染物的處理方法，其特征在于 在步驟5)中，所述生物處理的生物處理液為EM菌或SHH菌。
9.如權(quán)利要求1所述的一種垃圾焚燒尾氣中二惡英及污染物的處理方法，其特征在于 在步驟5)中，所述生物處理液的體積比濃度為3 % 5 %。
10.如權(quán)利要求1所述的一種垃圾焚燒尾氣中二惡英及污染物的處理方法，其特征在 于在步驟5)中，所述湍球塔內(nèi)的湍球?yàn)棣?5 cp75mm。
全文摘要
一種垃圾焚燒尾氣中二噁英及污染物的處理方法，涉及垃圾焚燒尾氣的處理方法。提供一種工藝簡(jiǎn)單、處理較徹底、易于控制和優(yōu)化的垃圾焚燒尾氣中二噁英及污染物的處理方法。將垃圾焚燒中的尾氣引入垃西環(huán)填料塔內(nèi)；在垃西環(huán)填料塔內(nèi)進(jìn)行堿液吸收處理；將經(jīng)垃西環(huán)填料塔堿液吸收處理后的煙氣引入板式旋流塔中，在板式旋流塔內(nèi)進(jìn)行氧化處理，將經(jīng)堿液吸收處理后的煙氣的煙灰進(jìn)入活性炭收集池，堿液冷卻后循環(huán)使用；將經(jīng)板式旋流塔氧化處理后的煙氣引入穿球篩孔板塔，在穿球篩孔板塔內(nèi)進(jìn)行還原處理；將經(jīng)穿篩孔板塔還原處理后的煙氣引入湍球塔內(nèi)，進(jìn)行生物處理；將經(jīng)湍球塔生物處理后的煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)排入大氣。
文檔編號(hào)F23J15/00GK101949546SQ20101051076
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月18日
發(fā)明者蘇國(guó)強(qiáng), 蘇藝斌 申請(qǐng)人:蘇國(guó)強(qiáng)