[发明专利]基于选择性催化脱硝等离子体一体化的垃圾焚烧系统和方法

说明书

本发明公开一种基于选择性催化脱硝等离子体一体化的垃圾焚烧系统和方法，垃圾焚烧系统包括垃圾焚烧炉、高温换热器、高温除尘器、选择性催化脱硝等离子体一体化装置、低温换热器和烟气净化装置；高温除尘器收集的粉尘没有二恶英低温合成的二恶英，毒性小；高温除尘后的烟气粉尘浓度低，对SCRCP装置催化剂的磨损小、污染少，延长催化剂寿命、提高化学反应效率；在二恶英的低温合成温度区间200℃至400℃内，烟气的粉尘浓度低，缺少二恶英低温合成所需粉尘催化剂，烟气的碳颗粒和含碳有机物浓度低，缺少二恶英低温合成所需的物质，大幅降低了二恶英的低温合成量。

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧技术，特别涉及一种基于选择性催化脱硝等离子体一体化的垃圾焚烧系统及其方法。

背景技术

垃圾焚烧处理具有减量化、无害化、资源化比较明显等优势，得到迅速推广应用。但是，垃圾焚烧处理过程中不仅产生氮氧化物，还产生剧毒物质二恶英(Dioxins)，威胁人类的生存环境。垃圾焚烧处理过程中，二恶英的生成方式包括：炉内生成和尾部烟道内低温合成。

通过“3T+E”工艺，即控制：焚烧温度、烟气在炉内的停留时间、烟气的气固湍动程度和过量空气量，可以有效控制二恶英在炉内的生成。尾部烟道内二恶英的低温合成原理是尾部烟道烟气温度200℃至400℃的范围内，飞灰中的某些金属化合物作催化剂，将垃圾未充分燃尽的碳颗粒和含碳有机物与氯元素反应生成二恶英。由于垃圾焚烧炉的炉膛温度在800℃以上，而烟囱入口的烟气的一般在200℃以下，垃圾焚烧产生的烟气必然经历二恶英低温合成的温度区域，必然发生二恶英的低温合成反应。为了避免垃圾焚烧所产生的二恶英随烟气进入到大气中，垃圾焚烧厂在烟气净化处理中，在尾部烟道喷入活性炭、吸附烟气中二恶英，并通过除尘装置将活性炭捕集下来进入到除尘器收集的飞灰中，最终随着飞灰排放到环境中，飞灰中的二恶英造成环境风险。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明目的是提供一种基于选择性催化脱硝等离子体一体化的垃圾焚烧系统和方法，脱除烟气中的飞灰，消除烟气中的碳颗粒和含碳有机物，有效防止垃圾焚烧过程中二恶英的低温合成和垃圾焚烧所排放的二恶英总量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

基于选择性催化脱硝等离子体一体化的垃圾焚烧系统，包括垃圾焚烧炉、高温换热器、高温除尘器、选择性催化脱硝等离子体一体化装置、低温换热器和烟气净化装置；

所述垃圾焚烧炉的排烟口与所述高温换热器相连接，高温换热器烟气出口与所述高温除尘器相连接，高温除尘器脱除烟气中的灰尘、碳颗粒等大部分固态物质，高温除尘器烟气出口与选择性催化脱硝等离子体一体化装置相连接，通过选择性催化脱硝等离子体一体化装置使烟气中的氮氧化物转变成氮气和水；烟气中残余的碳颗粒、以及烟气中的含碳有机物在等离子体作用下转变成二氧化碳和水；选择性催化脱硝等离子体一体化装置烟气出口连接低温换热器，低温换热器烟气出口连接烟气净化装置，烟气经烟气净化装置净化后排空。

进一步，在所述高温除尘器烟气出口位置设置温度传感器，通过温度传感器监测烟气温度。

进一步，所述选择性催化脱硝等离子体一体化装置包括烟道，及安装在烟道中依次沿烟气流动方向设置的选择性催化还原脱硝装置和等离子体发生器，在选择性催化还原脱硝装置附近设置有还原剂喷头，在烟道外部设置有用于控制等离子体发生器工作的控制器。

进一步，所述高温除尘器的除尘材料采用多孔金属过滤材料、多孔陶瓷过滤材料或者多孔复合过滤材料。

进一步，所述选择性催化还原脱硝装置的的催化剂为以TiO₂为载体，以V₂O₅为主要活性成份，以WO₃、MoO₃为抗氧化、抗毒化辅助成份。

进一步，所述选择性催化还原脱硝装置的催化剂型式为板式、蜂窝式或者为波纹板式。