專利名稱：阻滯二惡英類物質(zhì)生成的阻滯劑加入系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及垃圾焚燒導(dǎo)致污染的控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種垃圾焚燒系統(tǒng)阻
滯二惡英類物質(zhì)生成的阻滯劑加入系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
焚燒法處理生活垃圾等固體廢棄物具有無害化徹底，高度減量化，熱量回收利用 率高等優(yōu)點(diǎn)，是最能體現(xiàn)垃圾處理三大原則的技術(shù)之一，已經(jīng)在歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和地 區(qū)得到了非常廣泛的應(yīng)用。自20世紀(jì)90年代末開始，垃圾焚燒技術(shù)在我國(guó)也得到了迅速 的發(fā)展，各大中城市相繼建成了垃圾焚燒發(fā)電(供熱)廠，預(yù)計(jì)在未來一段時(shí)間內(nèi)我國(guó)的生 活垃圾焚燒廠數(shù)量仍將以較大幅度增長(zhǎng)，通過焚燒法處理生活垃圾等固體廢棄物的比例將 會(huì)逐年得到提高。但不容忽視的是，焚燒法處理生活垃圾也帶來了二次污染的問題。二惡 英類物質(zhì)就是垃圾焚燒排放的重要污染物之一，也是毒性最大的一類。 二惡英是一類含氯多環(huán)芳香化合物的總稱，包括多氯代二苯并二惡英(PCDDs， PolyChlorinated Dibenzo-p-Dioxins)和多氯代二苯并呋喃(PCDFs， PolyChlorinated DibenzoFurans)兩大類物質(zhì)，另外，世界衛(wèi)生組織將多氯聯(lián)苯PCBs也列為二惡英類物質(zhì)。 二惡英類物質(zhì)中具有2， 3， 7， 8位氯取代的同系物均具有較強(qiáng)的毒性，其中2， 3， 7， 8-四氯代 二苯并二惡英被稱為"地球上毒性最強(qiáng)的毒物"。二惡英類物質(zhì)具有持久性(難降解)、脂 溶性和蓄積性等特點(diǎn)，進(jìn)入自然界后可以大區(qū)域的擴(kuò)散并會(huì)穩(wěn)定存在很長(zhǎng)時(shí)間，可長(zhǎng)期沉 積在土壤、水體、動(dòng)物體內(nèi)，如果通過食物鏈、呼吸、接觸等途徑進(jìn)入人體，會(huì)對(duì)身體健康造 成巨大、多方面的損害，包括皮膚、內(nèi)分泌、消化、生殖、神經(jīng)等系統(tǒng)均可受到影響，美國(guó)環(huán)境 保護(hù)署已經(jīng)確證該類物質(zhì)為一級(jí)致癌物。 隨著對(duì)二惡英類物質(zhì)研究的深入，以及垃圾焚燒技術(shù)的不斷改善和進(jìn)步，歐美、日 本等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)垃圾焚燒的二惡英排放控制越來越嚴(yán)格，已有多處不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的垃 圾焚燒處理設(shè)施被關(guān)閉。隨著垃圾焚燒技術(shù)在國(guó)內(nèi)的迅猛發(fā)展，我國(guó)也開始高度重視這個(gè) 問題，部分發(fā)達(dá)地區(qū)的二惡英的排放標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在執(zhí)行歐盟標(biāo)準(zhǔn)，而且我國(guó)已加入《關(guān)于持久 性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩公約》，對(duì)于二惡英類物質(zhì)的排放控制肯定會(huì)更加嚴(yán)格。
綜上可以看出，二惡英類物質(zhì)從垃圾焚燒設(shè)施的排放問題如果不能得到有效的控 制和治理，會(huì)給自然環(huán)境帶來極大的破壞，對(duì)人身健康造成巨大的傷害。并且將會(huì)成為垃圾 焚燒技術(shù)繼續(xù)發(fā)展的一大制約因素。 現(xiàn)有技術(shù)除去垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的二惡英類物質(zhì)、或阻滯二惡英類物質(zhì)生成的 方案主要包括 —是在尾部煙氣處理裝置中(脫酸塔或布袋除塵器)向煙道內(nèi)噴入粉末狀活性炭 (或其他多孔、高比表面積的微粒)，再結(jié)合布袋除塵器，通過吸附、過濾等作用，除去煙氣 中的二惡英類物質(zhì)，從而達(dá)到使焚燒煙氣排放二惡英達(dá)標(biāo)的目的，這種方案是目前通行的、 應(yīng)用最廣泛的除去垃圾焚燒煙氣二惡英工藝；與之類似的還有尾部設(shè)置活性炭吸附塔的工 藝。這種除去垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的二惡英類物質(zhì)的方案十分有效，技術(shù)也很成熟，但僅僅
4是把煙氣中的污染物進(jìn)行了轉(zhuǎn)移，將二惡英類物質(zhì)吸附到活性炭再歸集至飛灰中，雖然煙氣中二惡英類物質(zhì)的含量降低了，但飛灰中卻由于二惡英含量的上升而增加了其危險(xiǎn)性，毒性更大，也更不容易處理；其次，這種處理工藝絲毫沒有減少垃圾焚燒產(chǎn)生二惡英類物質(zhì)的總量，并非真正意義上的二惡英治理技術(shù)；第三，吸附二惡英需要高品質(zhì)的粉末活性炭，其高昂的價(jià)格，也使得這種工藝的運(yùn)行費(fèi)用非常高，一般垃圾焚燒廠恐難以承受。
二是在危險(xiǎn)廢棄物焚燒系統(tǒng)中采用急冷法控制PCDD/Fs的生成。該方案中，設(shè)置有急冷塔，可向煙氣中噴入大量霧化水，使煙氣由60(TC以上迅速降溫至20(TC以下，從而避免生成PCDD/Fs所需要的溫度條件。但這種工藝對(duì)焚燒熱能的回收非常不利，在大型生活垃圾焚燒系統(tǒng)中一般不予采用。 三是在垃圾焚燒系統(tǒng)的尾部設(shè)置金屬觸媒降解以及紫外光降解PCDD/Fs裝置來控制二惡英類物質(zhì)的排放。但目前這類方案還處于試驗(yàn)階段，尚無成熟可靠的工藝可供實(shí)施；而且，垃圾成分極為復(fù)雜和不穩(wěn)定，焚燒產(chǎn)物中含有大量可使催化劑中毒的物質(zhì)，金屬觸媒和紫外光降解能否適用尚待考證。 四是在焚燒煙氣投加改性鈣基、硫基等阻滯劑，在煙氣降溫過程中阻滯PCDD/Fs生成的方案，已經(jīng)有大量試驗(yàn)和研究證明是有很好效果的。例如，鈣基阻滯劑可通過與氯酚和氯苯等前驅(qū)物反應(yīng)而阻滯其合成PCDD/Fs ;硫基阻滯劑通過與氯源反應(yīng)，以及使生成PCDD/Fs的催化劑中毒等途徑阻滯PCDD/Fs生成。但是，這種方案只能針對(duì)一種特定的焚燒系統(tǒng)而進(jìn)行特定設(shè)計(jì)，阻滯劑加入點(diǎn)單一，不能根據(jù)不同的反應(yīng)溫度、前驅(qū)物、催化劑等生成PCDD/Fs的條件投加不同的阻滯劑，因而不能全方位阻滯PCDD/Fs的生成，并廣泛適用于各種不同的垃圾焚燒系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種垃圾焚燒系統(tǒng)阻滯二惡英類物質(zhì)生成的阻滯劑加入系統(tǒng)和方法，可解決現(xiàn)有技術(shù)不能適應(yīng)各種垃圾焚燒系統(tǒng)、不利于回收焚燒熱能、不能阻滯二惡英類物質(zhì)生成以及運(yùn)行成本較高等問題。 為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種垃圾焚燒系統(tǒng)阻滯二惡英類物質(zhì)生成的阻滯劑加入系統(tǒng)，包括阻滯劑加入裝置和控制裝置，其中 阻滯劑加入裝置設(shè)置有料倉、防結(jié)拱單元和輸送單元，料倉用于存儲(chǔ)阻滯劑；防結(jié)拱單元用于防止阻滯劑在料倉內(nèi)架橋或結(jié)拱；輸送單元用于將料倉中的阻滯劑輸送至垃圾焚燒系統(tǒng)相應(yīng)的阻滯劑加入點(diǎn)； 控制裝置設(shè)置有工作站和監(jiān)控儀表，工作站用于對(duì)阻滯劑加入裝置的所有單元以及阻滯劑的投加工況進(jìn)行監(jiān)控，并實(shí)時(shí)顯示阻滯劑加入裝置的運(yùn)行狀況以及監(jiān)控儀表的信號(hào)；監(jiān)控儀表用于監(jiān)控阻滯劑加入裝置的壓力參數(shù)、溫度參數(shù)和/或流量參數(shù)，為工作站提供運(yùn)行依據(jù)和反饋。 優(yōu)選的，上述阻滯劑加入系統(tǒng)包括一套控制裝置以及一套或一套以上的阻滯劑加入裝置，并由該控制裝置監(jiān)控所有阻滯劑加入裝置的運(yùn)行。 優(yōu)選的，上述料倉為全封閉設(shè)計(jì)，容量為能夠保存2 10天用量的阻滯劑。
優(yōu)選的，上述防結(jié)拱單元為攪拌器、流化空氣設(shè)備、機(jī)械振打設(shè)備或空氣炮設(shè)備。
優(yōu)選的，上述輸送單元為給料部件，該給料部件的出口直接設(shè)置于所述垃圾焚燒系統(tǒng)相應(yīng)的阻滯劑加入點(diǎn)。 優(yōu)選的，上述輸送單元設(shè)置有給料部件和傳輸部件，給料部件用于將料倉出口的阻滯劑傳遞至傳輸部件；傳輸部件用于將給料部件輸出的阻滯劑傳輸至垃圾焚燒系統(tǒng)相應(yīng)的阻滯劑加入點(diǎn)。 優(yōu)選的，上述給料部件為容積式給料機(jī)，其中，容積式給料機(jī)為螺旋給料機(jī)、圓盤給料機(jī)、稱重給料機(jī)或星型給料機(jī)；傳輸部件為氣力輸送部件或機(jī)械輸送部件，其中，氣力輸送部件為風(fēng)機(jī)、壓縮空氣或所述垃圾焚燒系統(tǒng)的負(fù)壓吸送部件。 優(yōu)選的，上述阻滯劑為硫基阻滯劑或*丐基阻滯劑；其中，所述硫基阻滯劑為硫磺或高硫煤；所述鈣基阻滯劑為氧化鈣、氫氧化鈣或碳酸鈣。 優(yōu)選的，上述垃圾焚燒系統(tǒng)為循環(huán)流化床垃圾焚燒系統(tǒng)、爐排爐、回轉(zhuǎn)窯爐或熱解爐。 優(yōu)選的，上述垃圾焚燒系統(tǒng)的焚燒對(duì)象為生活垃圾、工業(yè)垃圾、醫(yī)療垃圾和/或危險(xiǎn)廢棄物。 優(yōu)選的，上述垃圾焚燒系統(tǒng)為循環(huán)流化床垃圾焚燒系統(tǒng)，該垃圾焚燒系統(tǒng)相應(yīng)的阻滯劑加入點(diǎn)為垃圾焚燒系統(tǒng)的垃圾給料裝置、燃燒室、外置式換熱器、旋風(fēng)分離器和/或尾部煙道。 根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，還公開了一種垃圾焚燒系統(tǒng)阻滯二惡英類物質(zhì)生成的阻滯劑加入方法，包括根據(jù)垃圾焚燒系統(tǒng)及其焚燒對(duì)象的種類，確定阻滯劑的種類及其在垃圾焚燒系統(tǒng)的加入點(diǎn)；調(diào)節(jié)阻滯劑加入系統(tǒng)的輸送部件，將預(yù)定數(shù)量的阻滯劑從料倉中均勻地加入到所述垃圾焚燒系統(tǒng)的加入點(diǎn)。 優(yōu)選的，上述確定阻滯劑的種類及其在垃圾焚燒系統(tǒng)的投加點(diǎn)的方法具體為根據(jù)垃圾焚燒系統(tǒng)及其焚燒對(duì)象的種類，判斷二惡英類物質(zhì)的生成機(jī)理；如果生成機(jī)理是高溫氣相生成或低溫異相催化從頭合成反應(yīng)生成，則采用硫基阻滯劑，所述硫基阻滯劑在垃圾焚燒系統(tǒng)的加入點(diǎn)為垃圾給料裝置和/或燃燒室；如果生成機(jī)理是低溫異相催化前驅(qū)物合成反應(yīng)生成，則采用鈣基阻滯劑，所述鈣基阻滯劑在垃圾焚燒系統(tǒng)的加入點(diǎn)為垃圾給料裝置、燃燒室、外置式換熱器、旋風(fēng)分離器和/或尾部煙道；如果上述二種生成機(jī)理都占有一定份額，則組合采用硫基阻滯劑和鈣基阻滯劑，所述硫基阻滯劑在垃圾焚燒系統(tǒng)的加入點(diǎn)為垃圾給料裝置和/或燃燒室，所述鈣基阻滯劑在所述垃圾焚燒系統(tǒng)的加入點(diǎn)為旋風(fēng)分離器和/或尾部煙道。 優(yōu)選的，上述硫基阻滯劑為硫磺或高硫煤，其加入量以保證所述垃圾焚燒系統(tǒng)的燃燒室出口二氧化硫的濃度不小于每立方米二百毫克為準(zhǔn)。 優(yōu)選的，上述鈣基阻滯劑為氧化鈣或氫氧化鈣，在垃圾焚燒系統(tǒng)的加入點(diǎn)為旋風(fēng)分離器和/或尾部煙道。 優(yōu)選的，上述鈣基阻滯劑為碳酸鈣，在垃圾焚燒系統(tǒng)的加入點(diǎn)為垃圾給料裝置、燃燒室、外置式換熱器。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn) 首先，本發(fā)明方案可在垃圾焚燒系統(tǒng)的多個(gè)阻滯劑加入點(diǎn)以多種形式投加阻滯劑，因此，可適用于各類不同的垃圾焚燒系統(tǒng)，對(duì)于阻滯劑的形態(tài)、加入量、種類也有很好的適應(yīng)性。
其次，本發(fā)明方案采用單元式設(shè)計(jì)，不同單元間既可聯(lián)合運(yùn)行，也可獨(dú)立使用。
第三，在垃圾焚燒系統(tǒng)具有將碳酸鈣分解為氧化鈣的條件時(shí)，可使用碳酸鈣作為 鈣基阻滯劑，從而可大大降低成本；阻滯劑的保存、輸送更容易。 另外，本發(fā)明方案采用阻滯劑阻滯二惡英類物質(zhì)的生成，不需要用急冷塔等降溫 裝置降低煙氣的溫度來破壞二惡英類物質(zhì)的生成條件，因此，不會(huì)影響對(duì)焚燒所產(chǎn)生的熱 能的回收。


圖1是本發(fā)明阻滯二惡英類物質(zhì)生成的阻滯劑加入系統(tǒng)第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2-a是本發(fā)明阻滯二惡英類物質(zhì)生成的阻滯劑加入系統(tǒng)第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示 意圖； 圖2-b是本發(fā)明阻滯二惡英類物質(zhì)生成的阻滯劑加入系統(tǒng)第二實(shí)施例的阻滯劑 加入點(diǎn)示意圖； 圖3是本發(fā)明阻滯二惡英類物質(zhì)生成的阻滯劑加入方法一實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明之前，首先介紹一下垃 圾焚燒過程中生成二惡英類物質(zhì)的幾種主要機(jī)理
機(jī)理1 、高溫氣相生成機(jī)理 在垃圾進(jìn)入焚燒爐，經(jīng)過干燥、預(yù)熱階段后開始燃燒，部分垃圾(大塊)在燃燒時(shí) 可能會(huì)處于局部的缺氧燃燒狀態(tài)，此時(shí)會(huì)生成一些不完全燃燒產(chǎn)物；垃圾中的氯(包括有 機(jī)氯和無機(jī)氯)在燃燒時(shí)絕大多數(shù)會(huì)以HC1的形式釋放出來，并在催化劑的作用下部分轉(zhuǎn) 化為Cl和Cl2 ;而Cl和Cl2均可氯化不完全燃燒產(chǎn)物，生成氯代的不完全燃燒產(chǎn)物，進(jìn)而通 過聚合反應(yīng)生成PCDD/Fs。其中，該機(jī)理生成二惡英類物質(zhì)的最佳反應(yīng)溫度在500 800°C 范圍。 機(jī)理2、低溫異相催化從頭合成反應(yīng) 在這個(gè)機(jī)理中，PCDD/Fs是由那些與其分子結(jié)構(gòu)不相似的非前驅(qū)物合成。這些非前 驅(qū)物包括石油產(chǎn)品、聚氯乙烯、聚苯乙烯、纖維素、木質(zhì)素、焦炭、煤、碳微粒和氯化氫氣體。
從頭合成反應(yīng)過程主要為飛灰中少量殘留的碳緊密的吸附在飛灰顆粒的氣孔 中，當(dāng)空氣流過飛灰時(shí)，空氣中的氧擴(kuò)散到氣孔中與天然碳(大分子碳)發(fā)生反應(yīng)，即大分 子碳的氧化降解，同時(shí)，氯從飛灰表面金屬氯化物的配位體傳輸?shù)酱蠓肿犹贾?，形成氯代?芳香族化合物，再進(jìn)一步生成PCDD/Fs。 大量的試驗(yàn)、研究結(jié)果表明從頭合成反應(yīng)生成的二惡英含量與以下條件緊密相 關(guān)a、溫度，從頭合成二惡英最低溫度為20(TC，最佳溫度范圍為300 35(TC和45(TC左 右；b、飛灰中碳的含量及形態(tài)；c、金屬催化劑是從頭合成反應(yīng)必不可少的條件之一，而二 價(jià)銅被公認(rèn)為最有效的促進(jìn)PCDD/Fs生成的催化劑，也有研究認(rèn)為二價(jià)鐵和三價(jià)鐵也有與 銅相同的催化能力；d、氧氣在從頭合成反應(yīng)中起重要作用，在碳的氣化、氯氣的產(chǎn)生過程中 均需要氧的貢獻(xiàn)；e、氯源是PCDD/Fs形成必不可少的元素， 一般認(rèn)為Cl2的氯化能力高于 HC1。
機(jī)理3、低溫異相催化前驅(qū)物合成反應(yīng) 在這類反應(yīng)中，PCDD/Fs通過前驅(qū)物的熱降解和分子重排生成，前驅(qū)物通常是和PCDD/Fs具有相似結(jié)構(gòu)的氯代芳香烴。已被確認(rèn)的前驅(qū)物有多氯聯(lián)苯、氯酚和氯苯等。形成過程發(fā)生于前驅(qū)物吸附濃縮于漂浮微粒時(shí)，微粒表面的活性位點(diǎn)可促進(jìn)PCDD/Fs的形成。當(dāng)無機(jī)氯化物被吸附于微粒上時(shí)可催化PCDD/Fs的形成反應(yīng)。該反應(yīng)最適宜溫度為250 450°C (也有研究認(rèn)為220 500°C )，溫度過高或過低反應(yīng)都會(huì)受到抑制。
通過這一機(jī)理生成PCDD/Fs有以下幾個(gè)關(guān)鍵條件a、前驅(qū)物的存在；b、具有較大比表面積和吸附能力的多孔微粒，如飛灰或受熱面、煙道內(nèi)的積灰；c、活性位點(diǎn)，未燃燼碳；d、催化劑，無機(jī)氯化物，尤其是氯化銅、氯化鐵等過渡金屬氯化物；e、反應(yīng)的溫度范圍，250 450°C。 上述三種機(jī)理在垃圾焚燒過程產(chǎn)生PCDD/Fs中有著或多或少的作用， 一般認(rèn)為機(jī)理2和機(jī)理3的貢獻(xiàn)占主要部分。但是具體由哪一種機(jī)理起主導(dǎo)作用，還要取決于爐型、焚燒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、燃燒條件、燃料成分、運(yùn)行狀態(tài)等多種因素的影響。 本發(fā)明的核心構(gòu)思之一在于，根據(jù)不同的垃圾焚燒系統(tǒng)，選擇不同的阻滯劑投加類型、方式、加入點(diǎn)和投加量，使阻滯劑充分發(fā)揮其作用，有效阻滯PCDD/Fs在垃圾焚燒系統(tǒng)中的生成。 對(duì)于因氯源的存在而生成PCDD/Fs的情況(相應(yīng)于上述機(jī)理1和2)，由于氯源主要是指Cl2，當(dāng)S02存在時(shí)，S02和Cl2、 H20反應(yīng)生成HC1，從而可減少氯源的存在，進(jìn)而抑制了 PCDD/Fs的生成；另外，S02可以使生成PCDD/Fs的重要催化劑二價(jià)銅中毒，降低其催化活性，從而進(jìn)一步破壞PCDD/Fs生成的條件，減少PCDD/Fs的產(chǎn)生。 對(duì)于因多氯聯(lián)苯、氯酚和氯苯等氯代芳香烴前驅(qū)物的存在而生成PCDD/Fs的情況(相應(yīng)于上述機(jī)理3)，由于Ca0和Ca(0H)2等堿性f丐基阻滯劑可以與呈弱酸性的氯酚反應(yīng)生成鹽類物質(zhì)，從而破壞其合成PCDD/Fs的反應(yīng)條件(其中，氯苯主要是通過生成氯酚，然后再通過縮合反應(yīng)生成PCDD/Fs的)；另外，Ca0和Ca(0H)2還可以通過與氯源(Cl2和HC1)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而進(jìn)一步阻滯PCDD/Fs的生成。 對(duì)于各種生成機(jī)理均占有相似份額的情況，使用單一種類的阻滯劑就難以實(shí)現(xiàn)好的阻滯效果，本發(fā)明提出了聯(lián)合使用多種阻滯劑的方法相對(duì)于單一的使用某一種阻滯劑，阻滯劑的作用范圍(溫度、區(qū)域)不能完全覆蓋焚燒煙氣的整個(gè)燃燒及降溫過程，而通過在不同的溫度范圍和區(qū)域投加相應(yīng)的阻滯劑，可以在焚燒系統(tǒng)全部溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)生成PCDD/Fs的阻滯效果。 參照?qǐng)Dl，示出了本發(fā)明阻滯二惡英類物質(zhì)生成的阻滯劑加入系統(tǒng)第一實(shí)施例的
結(jié)構(gòu)，包括控制裝置11和阻滯劑加入裝置12，其中 控制裝置11具體設(shè)置有工作站111和監(jiān)控儀表112。 工作站111是控制裝置11的中樞，設(shè)有上位機(jī)和全程可編程控制器(P1X， Progr謙mable Logic Controller)或分布式控制系統(tǒng)(DCS, DistributedControlSystem)，通過設(shè)定好的程序?qū)ψ铚┘尤胙b置12的所有單元進(jìn)行控制，并實(shí)時(shí)顯示阻滯劑加入裝置12各單元的運(yùn)行狀況和監(jiān)控儀表112的信號(hào)。 監(jiān)控儀表112用于監(jiān)控阻滯劑加入裝置12和垃圾焚燒系統(tǒng)的相關(guān)壓力、溫度、流量等參數(shù)，為工作站111相應(yīng)程序的運(yùn)行提供依據(jù)和反饋；監(jiān)控儀表112具體可包括壓力傳
8感器、二氧化硫含量傳感器、煙氣量傳感器、料位傳感器等等。 阻滯劑加入裝置12具體設(shè)置有料倉121、防結(jié)拱單元122和輸送單元123。
料倉121的容量為可保存一定時(shí)間(一般為2 IO天)用量的阻滯劑，另外，根據(jù)阻滯劑種類、形態(tài)的不同，料倉121可以有不同的形式；為保證阻滯劑不會(huì)受潮、泄漏或與其他雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而影響其性能，料倉121優(yōu)選采用全封閉的設(shè)計(jì)形式，另外，根據(jù)物料性質(zhì)的不同，可能還需要配置倉頂除塵器、壓力真空釋放閥等。 防結(jié)拱單元122的作用是防止阻滯劑在料倉121內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間堆放而產(chǎn)生架橋、結(jié)拱等現(xiàn)象而影響輸送；具體地，防結(jié)拱單元122可采用攪拌器、流化空氣、機(jī)械振打、空氣炮等形式的設(shè)備。 輸送單元123用于將儲(chǔ)存在料倉121中的阻滯劑傳輸至垃圾焚燒系統(tǒng)的相應(yīng)阻滯劑接入點(diǎn)；輸送單元123可根據(jù)阻滯劑的特點(diǎn)和垃圾焚燒系統(tǒng)的阻滯劑加入點(diǎn)而進(jìn)行特別設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)定量、均勻、可調(diào)節(jié)地給料，輸送單元123的給料部件可選用容積式給料機(jī)，如螺旋給料機(jī)、圓盤給料機(jī)、星型給料機(jī)或稱重給料機(jī)等，控制裝置11可通過頻率變化控制給料機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)給料量；輸送單元123的輸送部件的作用是將給料機(jī)出口的阻滯劑輸送至垃圾焚燒系統(tǒng)相應(yīng)的阻滯劑加入點(diǎn)，根據(jù)阻滯劑種類、料倉與加入點(diǎn)相對(duì)位置、加入點(diǎn)工況等不同情況，可選用氣力輸送或機(jī)械輸送，也可以將給料裝置的出口直接布置于加料點(diǎn)；對(duì)于氣力輸送方式，可采用風(fēng)機(jī)作為氣源，也可以采用壓縮空氣、或者垃圾焚燒系統(tǒng)
自身負(fù)壓吸送等；另外，風(fēng)機(jī)形式也不作特別限定，可以為羅茨風(fēng)機(jī)、離心風(fēng)機(jī)、螺桿風(fēng)機(jī)等等。 本系統(tǒng)實(shí)施例可根據(jù)焚燒工況，配置兩個(gè)或多個(gè)阻滯劑加入裝置，這些裝置既可單獨(dú)運(yùn)行，也可聯(lián)合工作，因此，本發(fā)明實(shí)施例所公開的阻滯劑加入系統(tǒng)，相對(duì)于垃圾焚燒系統(tǒng)而言，既適用于循環(huán)流化床垃圾焚燒系統(tǒng)，也可以應(yīng)用于爐排爐、回轉(zhuǎn)窯爐、熱解爐等形式的焚燒爐；對(duì)于焚燒對(duì)象而言，可適用于對(duì)生活垃圾、工業(yè)垃圾、醫(yī)療垃圾、危險(xiǎn)廢棄物等各種有可能生成PCDD/Fs的廢棄物的焚燒。 參照?qǐng)D2-a，示出了本發(fā)明阻滯二惡英類物質(zhì)生成的阻滯劑加入系統(tǒng)第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖，具體包括一個(gè)硫基阻滯劑加入裝置221、一個(gè)*丐基阻滯劑加入裝置222和控制裝置21，其中 *丐基阻滯劑加入裝置222具體包括料倉2221、攪拌裝置2222、螺旋給料機(jī)2223、風(fēng)機(jī)2224和風(fēng)管2225 ;在本優(yōu)選實(shí)施例中，*丐基阻滯劑選用Ca0，料倉2221可儲(chǔ)存滿足系統(tǒng)三天用量的Ca0 ;料倉2221內(nèi)部設(shè)置有攪拌裝置2222，可防止Ca0結(jié)拱、架橋；料倉2221的底部連接二臺(tái)螺旋給料機(jī)2223，分別用于向二個(gè)加入點(diǎn)(旋風(fēng)分離器4和尾部煙道5)供料，上述二個(gè)阻滯劑加入點(diǎn)的位置如圖2-b所示；標(biāo)定的螺旋給料機(jī)2223可以定量、可調(diào)、均勻的輸送CaO，其中，螺旋給料機(jī)2223可通過變頻來控制、調(diào)節(jié)給料量的大??；螺旋給料機(jī)2223吐出的物料由風(fēng)機(jī)2224提供的空氣通過風(fēng)管2225輸送至相應(yīng)的加入點(diǎn)(旋風(fēng)分離器4和尾部煙道5)。在旋風(fēng)分離器4和尾部煙道5中加入的Ca0可阻滯焚燒煙氣在對(duì)流煙道3中與受熱面6換熱完成其降溫過程中及其降溫后生成PCDD/Fs。
硫基阻滯劑加入裝置221具體包括料倉2221、攪拌裝置2222和螺旋給料機(jī)2223 ;在本優(yōu)選實(shí)施例中，硫基阻滯劑選用硫磺粉末，料倉2211可儲(chǔ)存滿足系統(tǒng)三天用量的硫磺；料倉2211的內(nèi)部設(shè)置有攪拌裝置2212，可防止硫磺粉末結(jié)拱、架橋；料倉2211底部連接一臺(tái)螺旋給料機(jī)2213，經(jīng)過標(biāo)定的螺旋給料機(jī)2213可以定量、可調(diào)、均勻的輸送硫磺粉 末，螺旋給料機(jī)2213可通過變頻控制來調(diào)節(jié)給料量的大??；由于垃圾焚燒系統(tǒng)的垃圾給料 裝置1通常不是完全密封的，采用氣力輸送會(huì)導(dǎo)致垃圾給料裝置1處揚(yáng)塵并造成阻滯劑的 損耗，因此本系統(tǒng)實(shí)施例直接將料倉2211布置在垃圾給料裝置1附近，料倉2211的出料口 略高于阻滯劑加入點(diǎn)，由螺旋給料機(jī)2213直接將硫磺粉末加入到垃圾給料裝置中。硫磺在 燃燒室2內(nèi)經(jīng)過燃燒生成二氧化硫，二氧化硫可在燃燒室2的燃燒區(qū)和尾部煙道5的降溫 過程中起到阻滯PCDD/Fs生成的作用。 控制裝置21具體包括工作站和設(shè)置在風(fēng)管2225中的壓力傳感器、設(shè)置在燃燒室2 出口的二氧化硫傳感器、設(shè)置在垃圾焚燒系統(tǒng)出口的煙氣量傳感器、以及設(shè)置在料倉2211 和料倉2221中的料位傳感器；上述傳感器可將系統(tǒng)工況實(shí)時(shí)反饋給工作站，工作站根據(jù)預(yù) 設(shè)程序控制或人工控制硫基阻滯劑加入裝置221、鈣基阻滯劑加入裝置222的工作。另外， 根據(jù)焚燒工況，兩個(gè)阻滯劑加入裝置既可單獨(dú)運(yùn)行，也可聯(lián)合工作。 整套阻滯劑加入系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、流程簡(jiǎn)單，阻滯效果好，不需要對(duì)垃圾焚燒系統(tǒng)進(jìn)行改造。 需要說明的是，上述系統(tǒng)實(shí)施例屬于優(yōu)選實(shí)施例，所涉及的裝置和模塊并不一定 是本發(fā)明所必須的。 另外，本發(fā)明不僅適用于新建垃圾焚燒系統(tǒng)，對(duì)于已有的垃圾焚燒系統(tǒng)，通過增加 本發(fā)明實(shí)施例公開的阻滯劑加入系統(tǒng)，也能達(dá)到減少PCDD/Fs排放的效果，而且改造工程 量小，適用性強(qiáng)，對(duì)原焚燒系統(tǒng)影響小。 參照?qǐng)D3，示出了本發(fā)明阻滯二惡英類物質(zhì)生成的阻滯劑加入方法一實(shí)施例的流 程，具體包括 步驟301 :確定垃圾焚燒系統(tǒng)的特點(diǎn)和焚燒對(duì)象； 步驟302 :判斷生成二惡英類物質(zhì)的主要原因是否為高溫氣相生成機(jī)理或低溫異 相催化從頭合成反應(yīng)？若是，則轉(zhuǎn)303 ;否則，轉(zhuǎn)步驟304 ; 步驟303 :阻滯劑采用硫基阻滯劑，加入點(diǎn)選在垃圾給料裝置或燃燒室，結(jié)束流 程； 其中，硫基阻滯劑的加入量可根據(jù)垃圾焚燒系統(tǒng)燃燒室出口的二氧化硫濃度來調(diào) 節(jié)，當(dāng)二氧化硫濃度保持在200mg/m3以上時(shí)，即可有效阻滯PCDD/Fs的生成。硫基阻滯劑 可選用硫磺或高硫煤等，加入點(diǎn)選在垃圾給料裝置或焚燒爐爐膛，可使加入的硫基阻滯劑 經(jīng)焚燒后生成二氧化硫，從而起到阻滯PCDD/Fs生成的作用。 步驟304 :判斷生成二惡英類物質(zhì)的主要原因是否為低溫異相催化前驅(qū)物合成反 應(yīng)？若是，則轉(zhuǎn)305;否則，轉(zhuǎn)步驟306; 步驟305 :阻滯劑采用鈣基阻滯劑，加入點(diǎn)選在高效旋風(fēng)分離器、尾部煙道、垃圾 給料裝置、燃燒室、外置式換熱器或返料器，結(jié)束流程； 其中，鈣基阻滯劑根據(jù)其加入點(diǎn)的不同，可選用不同的種類；如果從垃圾焚燒系統(tǒng) 的高效旋風(fēng)分離器或尾部煙道加入，使用CaO或Ca(OH^ ;如果從垃圾給料裝置、燃燒室、外 置式換熱器、返料器等處加入，則可以使用CaC03， CaC03經(jīng)過在燃燒室煅燒，可分解為CaO， 從而起到阻滯生成PCDD/Fs的作用；CaC03價(jià)格更便宜，大約為CaO的十分之 ，而且更容易 保存和輸送，從而可降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本；輔助燃料為含硫的燃煤或垃圾本身含硫量較高時(shí)，也可采用鈣基阻滯
劑聯(lián)合阻滯PCDD/Fs的生成，使得對(duì)PCDD/Fs的生成產(chǎn)生更佳的阻滯效果。 步驟306 :聯(lián)合選用硫基阻滯劑和*丐基阻滯劑，硫基阻滯劑的加入點(diǎn)選在垃圾給
料裝置或燃燒室，鈣基阻滯劑加入點(diǎn)選在高效旋風(fēng)分離器或尾部煙道； 對(duì)于因多種原因生成PCDD/Fs的情況，需要聯(lián)合使用硫基、f丐基阻滯劑，才能達(dá)到
較好的阻滯效果。 需要說明的是，對(duì)于前述的各方法實(shí)施例，為了描述簡(jiǎn)單，故將其都表述為一系列
的動(dòng)作組合，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該知悉，本發(fā)明并不受所描述的動(dòng)作順序的限制，因
為根據(jù)本發(fā)明，某些步驟可以采用其他順序或同時(shí)執(zhí)行。其次，本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該知
悉，上述方法實(shí)施例屬于優(yōu)選實(shí)施例，所涉及的動(dòng)作和模塊并不一定是本發(fā)明所必須的。 本說明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與
其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可。 以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種阻滯二惡英類物質(zhì)生成的阻滯劑加入系統(tǒng)和方法進(jìn)
行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施
例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人
員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明
書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
一種垃圾焚燒系統(tǒng)阻滯二惡英類物質(zhì)生成的阻滯劑加入系統(tǒng)，其特征在于，所述阻滯劑加入系統(tǒng)包括阻滯劑加入裝置和控制裝置，其中所述阻滯劑加入裝置設(shè)置有料倉、防結(jié)拱單元和輸送單元，所述料倉用于存儲(chǔ)所述阻滯劑；所述防結(jié)拱單元用于防止所述阻滯劑在料倉內(nèi)架橋或結(jié)拱；所述輸送單元用于將所述料倉中的阻滯劑輸送至所述垃圾焚燒系統(tǒng)相應(yīng)的阻滯劑加入點(diǎn)；所述控制裝置設(shè)置有工作站和監(jiān)控儀表，所述工作站用于對(duì)所述阻滯劑加入裝置的所有單元以及所述阻滯劑的投加工況進(jìn)行監(jiān)控，并實(shí)時(shí)顯示所述阻滯劑加入裝置的運(yùn)行狀況以及監(jiān)控儀表的信號(hào)；所述監(jiān)控儀表用于監(jiān)控所述阻滯劑加入裝置的壓力參數(shù)、溫度參數(shù)和/或流量參數(shù)，為所述工作站提供運(yùn)行依據(jù)和反饋。
2. 如權(quán)利要求1所述的阻滯劑加入系統(tǒng)，其特征在于，所述阻滯劑加入系統(tǒng)包括一套 控制裝置以及一套或一套以上的阻滯劑加入裝置，并由該控制裝置監(jiān)控所有阻滯劑加入裝 置的運(yùn)行。
3. 如權(quán)利要求2所述的阻滯劑加入系統(tǒng)，其特征在于所述料倉為全封閉設(shè)計(jì)，容量為能夠保存2 10天用量的阻滯劑；和/或 所述防結(jié)拱單元為攪拌器、流化空氣設(shè)備、機(jī)械振打設(shè)備或空氣炮設(shè)備。
4. 如權(quán)利要求2所述的阻滯劑加入系統(tǒng)，其特征在于所述輸送單元為給料部件，所述給料部件的出口直接設(shè)置于所述垃圾焚燒系統(tǒng)相應(yīng)的 阻滯劑加入點(diǎn)；或所述輸送單元設(shè)置有給料部件和傳輸部件，所述給料部件用于將所述料倉出口的阻滯 劑傳遞至所述傳輸部件；所述傳輸部件用于將所述給料部件輸出的阻滯劑傳輸至所述垃圾 焚燒系統(tǒng)相應(yīng)的阻滯劑加入點(diǎn)。
5. 如權(quán)利要求4所述的阻滯劑加入系統(tǒng)，其特征在于所述給料部件為容積式給料機(jī)，其中，所述容積式給料機(jī)為螺旋給料機(jī)、圓盤給料機(jī)、 稱重給料機(jī)或星型給料機(jī)；所述傳輸部件為氣力輸送部件或機(jī)械輸送部件；其中，所述氣力輸送部件為風(fēng)機(jī)、壓縮 空氣或所述垃圾焚燒系統(tǒng)的負(fù)壓吸送部件。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的阻滯劑加入系統(tǒng)，其特征在于所述阻滯劑為硫基阻滯劑或*丐基阻滯劑；其中，所述硫基阻滯劑為硫磺或高硫煤；所 述鈣基阻滯劑為氧化鈣、氫氧化鈣或碳酸鈣；和/或所述垃圾焚燒系統(tǒng)為循環(huán)流化床垃圾焚燒系統(tǒng)、爐排爐、回轉(zhuǎn)窯爐或熱解爐；和/或 所述垃圾焚燒系統(tǒng)的焚燒對(duì)象為生活垃圾、工業(yè)垃圾、醫(yī)療垃圾和/或危險(xiǎn)廢棄物。
7. 如權(quán)利要求6所述的阻滯劑加入系統(tǒng)，其特征在于，所述垃圾焚燒系統(tǒng)為循環(huán)流化 床垃圾焚燒系統(tǒng)；所述垃圾焚燒系統(tǒng)相應(yīng)的阻滯劑加入點(diǎn)為所述垃圾焚燒系統(tǒng)的垃圾給料 裝置、燃燒室、外置式換熱器、旋風(fēng)分離器和/或尾部煙道。
8. —種垃圾焚燒系統(tǒng)阻滯二惡英類物質(zhì)生成的阻滯劑加入方法，其特征在于，包括 根據(jù)所述垃圾焚燒系統(tǒng)及其焚燒對(duì)象的種類，確定阻滯劑的種類及其在垃圾焚燒系統(tǒng)的加入點(diǎn)；調(diào)節(jié)阻滯劑加入系統(tǒng)的輸送部件，將預(yù)定數(shù)量的阻滯劑從料倉中均勻地加入到所述垃 圾焚燒系統(tǒng)的加入點(diǎn)。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述確定阻滯劑的種類及其在垃圾焚燒系統(tǒng)的投加點(diǎn)的方法具體為根據(jù)垃圾焚燒系統(tǒng)及其焚燒對(duì)象的種類，判斷二惡英類物質(zhì)的生成機(jī)理； 如果生成機(jī)理是高溫氣相生成或低溫異相催化從頭合成反應(yīng)生成，則采用硫基阻滯劑，所述硫基阻滯劑在垃圾焚燒系統(tǒng)的加入點(diǎn)為垃圾給料裝置和/或燃燒室；如果生成機(jī)理是低溫異相催化前驅(qū)物合成反應(yīng)生成，則采用鈣基阻滯劑，所述鈣基阻滯劑在垃圾焚燒系統(tǒng)的加入點(diǎn)為垃圾給料裝置、燃燒室、外置式換熱器、旋風(fēng)分離器和/或尾部煙道；如果上述二種生成機(jī)理都占有一定份額，則組合采用硫基阻滯劑和鈣基阻滯劑，所述 硫基阻滯劑在垃圾焚燒系統(tǒng)的加入點(diǎn)為垃圾給料裝置和/或燃燒室，所述鈣基阻滯劑在所 述垃圾焚燒系統(tǒng)的加入點(diǎn)為旋風(fēng)分離器和/或尾部煙道。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述硫基阻滯劑為硫磺或高硫煤，其加入量以保證所述垃圾焚燒系統(tǒng)的燃燒室出口二 氧化硫的濃度不小于每立方米二百毫克為準(zhǔn)；和/或所述鈣基阻滯劑為氧化鈣或氫氧化鈣，所述氧化鈣或氫氧化鈣在垃圾焚燒系統(tǒng)的加入 點(diǎn)為旋風(fēng)分離器和/或尾部煙道；或所述鈣基阻滯劑為碳酸鈣，所述碳酸鈣在垃圾焚燒系統(tǒng)的加入點(diǎn)為垃圾給料裝置、燃 燒室、外置式換熱器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種垃圾焚燒系統(tǒng)阻滯二惡英類物質(zhì)生成的阻滯劑加入系統(tǒng)和方法，所述阻滯劑加入系統(tǒng)包括阻滯劑加入裝置和控制裝置，阻滯劑加入裝置設(shè)置有料倉、防結(jié)拱單元和輸送單元，料倉用于存儲(chǔ)阻滯劑，防結(jié)拱單元用于防止阻滯劑在料倉內(nèi)架橋或結(jié)拱，輸送單元用于將料倉中的阻滯劑輸送至垃圾焚燒系統(tǒng)相應(yīng)的阻滯劑加入點(diǎn)；控制裝置用于對(duì)阻滯劑加入裝置的所有單元及阻滯劑的工況進(jìn)行監(jiān)控，并采集相關(guān)的壓力參數(shù)、溫度參數(shù)和/或流量參數(shù)，為監(jiān)控過程提供運(yùn)行依據(jù)和反饋。本發(fā)明方案可在垃圾焚燒系統(tǒng)的多個(gè)阻滯劑加入點(diǎn)以多種形式投加阻滯劑，因此可適用于各類不同的垃圾焚燒系統(tǒng)，對(duì)于阻滯劑的形態(tài)、加入量、種類也有很好的適應(yīng)性。
文檔編號(hào)F23G5/44GK101725989SQ20091021753
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者丁翔, 劉向坤, 姜鴻安, 栗明, 辛博, 魯光明 申請(qǐng)人:北京中科通用能源環(huán)保有限責(zé)任公司