權(quán)利要求書： 1.一種催化分解二噁英處理垃圾的設(shè)備，該設(shè)備由溫度自控裝置、壓力安全報警裝置、煙氣中氧氣含量控制裝置、進料裝置、焚燒爐、鼓風機、灰渣箱、脫硫裝置、催化固定床、堿液噴淋塔、堿液循環(huán)泵、活性炭吸附箱、U光解廢氣凈化器、風機、煙囪和自動控制屏組成；其特征在于：自動控制屏(31)配置有溫控儀(28)、壓力報警器(38)、煙氣中的氧氣含量監(jiān)測器(39)和風量控制器(37)；溫控儀(28)通過傳導線與配置在焚燒爐(3)上的溫度傳感器相連接；壓力報警器(38)通過傳導線與配置在焚燒爐(3)上的壓力傳感器相連接；氧氣含量監(jiān)測器(39)通過傳導線(40)與煙氣管(10)上的氧氣含量監(jiān)測傳感器(16)相連接；風量控制器(37)通過傳導線與鼓風機(4)相連接；進料裝置(1)出料口與焚燒爐進料口(2)聯(lián)通，鼓風機(4)出口經(jīng)過管道與焚燒爐下部進風室(6)聯(lián)通，焚燒爐煙氣出口(9)通過煙氣管(10)與脫硫裝置(13)進氣口(11)聯(lián)通，脫硫裝置排氣口(14)通過管道與催化固定床(15)進氣口聯(lián)通，催化固定床的出氣口(17)通過固定床排氣管(18)與堿液噴淋塔的進氣口(19)聯(lián)通，堿液循環(huán)泵(25)的進口與堿液噴淋塔的堿液出口管(24)聯(lián)通，堿液循環(huán)泵(25)出口通過堿液循環(huán)管(23)與堿液噴淋塔(21)內(nèi)的液體噴霧器(36)聯(lián)通，堿液噴淋塔的出氣口(20)通過堿液噴淋塔的出氣管(22)與活性炭吸附箱(27)的進氣口(26)聯(lián)通，活性炭吸附箱(27)的排氣口與U光解廢氣凈化器進氣口(29)聯(lián)通，U光解廢氣凈化器(30)的出氣口與引風機(32)進氣口聯(lián)通，引風機(32)的出氣口經(jīng)過引風機排氣管(33)與煙囪(34)的煙氣進口聯(lián)通。

說明書： 一種催化分解二噁英處理垃圾的設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本實用新型涉及垃圾焚燒的設(shè)備，具體地涉及采用催化分解煙氣中的二噁英處理垃圾的設(shè)備，屬于環(huán)保設(shè)備領(lǐng)域。

背景技術(shù)[0002] 生活垃圾(包含廢塑料、廢橡膠、紙屑、木、布、根、葉、草)和有機廢棄物在焚燒中不可避免的產(chǎn)生二噁英有害氣體物質(zhì)；二噁英屬于氯代三環(huán)芳烴類化合物，是多氯化二苯并

二惡英(PCDD)和氯化二苯并呋喃(PCDF)的統(tǒng)稱，是由200多種異構(gòu)體、同系物等組成的混

合體；二噁英在標準狀態(tài)下是無色無味固態(tài)物質(zhì)，熔點為303～305℃，化學性質(zhì)穩(wěn)定，在水

中溶解度很低，難溶于水，常溫下不揮發(fā)，難氧化、分解或水解，二噁英的毒性又很強，是一

級致癌、致畸物質(zhì)，對人體損害極大；二噁英是垃圾焚燒中產(chǎn)生的主要污染有毒物質(zhì)；目前，

垃圾焚燒廣泛采用3T+E技術(shù)以控制二噁英(PCDD/F)在爐膛內(nèi)生成，由于我國垃圾原料的多

樣性，以及爐膛內(nèi)焚燒溫度不均勻性，3T+E技術(shù)只能減少二嗯英的生成；目前，垃圾焚燒除

去二噁英主要采用活性炭吸附煙氣中的二噁英，最后通過袋式收塵器收集去除二噁英，吸

附了二噁英和塵埃的活性炭也稱為生活垃圾焚燒飛灰，屬于《國家危險廢物名錄》口中的

HW18類危險廢物，對環(huán)境和人體健康有極大的傷害；根據(jù)《生活垃圾焚燒控制標準》

(6B18485?2014)規(guī)定：“生活垃圾焚燒飛灰應(yīng)該按危險廢棄物管理”，通常采用固化或熱熔

融的高成本處理設(shè)備對飛灰進行無害化處理；利用3T+E高溫分解二噁英或采用活性炭吸附

處理二噁英的工藝流程長，處理設(shè)備復(fù)雜，成本高，極大地增加了垃圾處理的綜合運行成

本；

[0003] 現(xiàn)有技術(shù)已公開了一些解決這方面問題的技術(shù)方案，例如：本發(fā)明申請人在授權(quán)的USP6，133，491《一種從生活垃圾和/或有機廢棄物制取烴類的方法和設(shè)備》，在授權(quán)的

ZL200710130127.5《一種連續(xù)化處理生活垃圾的方法》和在授權(quán)的ZL98117823.5《用生活垃

圾和或有機廢棄物制取烴類的方法和設(shè)備》中，都公開了采用無氧條件下的非焚燒法的干

餾方式處理生活垃圾，有不產(chǎn)生二噁英的優(yōu)點，存在的問題是：以上設(shè)備屬于垃圾的間接加

熱方式，間接加熱的傳熱效果差，垃圾干餾的耗能高，通常的需要額外補充燃料給干餾設(shè)備

加熱才能使使垃圾完全分解，極大的增加了垃圾處理的運行成本；

[0004] 通常地，小中型垃圾焚燒裝置未設(shè)置二次燃燒室，在出現(xiàn)供氧不足和燃燒不均勻的垃圾焚燒中，煙氣中含有大量的高沸點有機高分子焦油和重烴物質(zhì)，在煙氣后工序降溫

過程中，煙氣中的氣相焦油分子和重烴分子易冷凝成粘稠液體和焦油，粘稠液體和焦油易

堵塞設(shè)備、管道，以及易堵塞二噁英分解催化劑的表面孔隙，導致催化劑“中毒”失效，極大

地影響垃圾焚燒煙氣凈化處理；現(xiàn)有公開的U光解廢氣凈化器和等離子廢氣凈化器只能分

解室溫下易揮發(fā)性有機物(OCs)，即在常溫下處于氣相的小分子非甲烷碳氫化合物(簡稱

NMHCs)、氣相含氧有機化合物、氣相鹵代烴、氣相含氮有機化合物和氣相含硫有機化合物，

不能分解室溫下的粘稠液體和焦油。

發(fā)明內(nèi)容[0005] 本實用新型明的目的就是要彌補現(xiàn)有技術(shù)的缺乏，提供在固定床催化劑的作用下將煙氣中的二噁英徹底分解變成二氧化碳、水和氯化氫，再通過堿液噴淋塔除去氯化氫的

垃圾處理設(shè)備。

[0006] 本實用新型是按如下方式實現(xiàn)的，一種催化分解二噁英處理垃圾的設(shè)備，該設(shè)備由溫度自控裝置、壓力安全報警裝置、煙氣中氧氣含量控制裝置、進料裝置、焚燒爐、鼓風

機、灰渣箱、脫硫裝置、催化固定床、堿液噴淋塔、堿液循環(huán)泵、活性炭吸附箱、U光解廢氣凈

化器、風機、煙囪和自動控制屏組成；其中，自動控制屏(31)配置有溫控儀(28)、壓力報警

器(38)、煙氣中的氧氣含量監(jiān)測器(39)和風量控制器(37)；溫控儀(28)通過傳導線與配置

在焚燒爐(3)上的溫度傳感器相連接；壓力報警器(38)通過傳導線與配置在焚燒爐(3)上

的壓力傳感器相連接；氧氣含量監(jiān)測器(39)通過傳導線(40)與煙氣管(10)上的氧氣含量監(jiān)

測傳感器(16)相連接；風量控制器(37)通過傳導線與鼓風機(4)相連接；進料裝置(1)出料

口與焚燒爐進料口(2)聯(lián)通，鼓風機(4)出口經(jīng)過管道與焚燒爐下部進風室(6)聯(lián)通，焚燒

爐煙氣出口(9)通過煙氣管(10)與脫硫裝置(13)進氣口(11)聯(lián)通，脫硫裝置排氣口(14)通

過管道與催化固定床(15)進氣口聯(lián)通，催化固定床的出氣口(17)通過固定床排氣管(18)

與堿液噴淋塔的進氣口(19)聯(lián)通，堿液循環(huán)泵(25)的進口與堿液噴淋塔的堿液出口管(24)

聯(lián)通，堿液循環(huán)泵(25)出口通過堿液循環(huán)管(23)與堿液噴淋塔(21)內(nèi)的液體噴霧器(36)聯(lián)

通，堿液噴淋塔的出氣口(20)通過堿液噴淋塔的出氣管(22)與活性炭吸附箱(27)的進氣

口(26)聯(lián)通，活性炭吸附箱(27)的排氣口與U光解廢氣凈化器進氣口(29)聯(lián)通，U光解廢

氣凈化器(30)的出氣口與引風機(32)進氣口聯(lián)通，引風機(32)的出氣口經(jīng)過引風機排氣

管(33)與煙囪(34)的煙氣進口聯(lián)通。

[0007] 所述的加料裝置(1)，屬于公知的螺旋進料機或往復(fù)式推料機；[0008] 所述的焚燒爐(3)，選用公知的立式焚燒爐或缺氧燃燒的熱解氣化爐；[0009] 所述的脫硫裝置(13)，屬于常規(guī)的工業(yè)氣體脫硫裝置，是固定床，分為垂直型、圓筒型、多層型和水平型，脫硫劑屬于顆粒狀、條狀或蜂窩狀的固體，如氧化鋅脫硫劑、氧化鐵

脫硫劑或氧化鎂脫硫劑，將固體脫硫劑放入脫硫裝置(13)內(nèi)的篩孔板上。

[0010] 所述的催化固定床(15)，屬于公知的工業(yè)上使用的“氣體??固體”催化反應(yīng)固定床，是圓柱形或方體的殼體，該殼體上配置有固定床氣體進口 (42)和固定床氣體出口

(17)，殼體內(nèi)部配置帶孔的隔板(41)，帶孔的隔板(41)上面放置顆粒狀或蜂窩狀催化劑，煙

氣經(jīng)過固定床氣體進口(42)，依次穿過SR?1催化劑(43)、MH?1助催化劑(44)和MH?2催化劑

(45)后發(fā)生催化反應(yīng)，發(fā)生催化反應(yīng)后的氣體經(jīng)固定床氣體出口(17)排出(見圖2)。

[0011] 所述的堿液噴淋塔(21)，屬于公知的鍋爐煙氣凈化堿液噴淋裝置，堿液是燒堿溶液、石灰乳....，堿液循環(huán)泵(25)的出口通過堿液循環(huán)管道(23)與塔(21)內(nèi)中上部的液體

噴霧器(36)進口聯(lián)通，塔(21)內(nèi)的上部配置有“氣??水”分離篩板，塔(21)頂部配置堿液噴

淋塔的出氣口(20)。

[0012] 所述的活性炭吸附箱(27)，屬于公知的用于煙氣凈化的活性炭吸附裝置(商品)，其內(nèi)部配置有活性炭纖維或蜂窩狀活性炭，可以吸附煙氣中的有機物、焦油和塵埃。

[0013] 所述的U光解廢氣凈化器(30)，屬于公知的有機廢氣分解裝置(商品)，能將煙氣中室溫下易揮發(fā)性有機物(OCs)分解成為二氧化碳和水。

[0014] 所述的脫硫裝置(13)內(nèi)的脫硫劑，是顆粒狀氧化鐵脫硫劑、顆粒狀氧化鋅脫硫劑或其它公知的煙氣脫硫劑，優(yōu)選顆粒狀氧化鐵脫硫劑。

[0015] 所述的催化固定床(15)內(nèi)的裂解高分子烴類、焦油的顆粒狀或蜂窩狀催化劑，是常規(guī)的烴類熱裂解催化劑商品，本實用新型優(yōu)選SR?1催化劑(43)。

[0016] 所述的催化固定床(15)內(nèi)的分解二噁英的顆粒狀或蜂窩狀催化劑，可以選擇公知的二噁英分解催化劑(商品)，本實用新型優(yōu)選MH?1助催化劑(44)和MH?2催化劑(45)，由北

京康喬世紀環(huán)境科技有限公司出品。

[0017] 所述的垃圾，包括生活垃圾、醫(yī)療垃圾，廚余垃圾、農(nóng)林有機垃圾、廢塑料、廢橡膠、廢棄電子產(chǎn)品、廢棄服裝、電路板、皮革、廢藥材、其它有機廢棄物和工業(yè)有機廢料。

[0018] 本實用新型中，煙氣中的二噁英在催化劑作用下被分解成為二氧化碳，水和氯化氫，其化學反應(yīng)原理如下：

[0019][0020] 采用堿液(燒堿、石灰乳....)噴淋塔(21)，將煙氣中的酸性氣體(NO2、 H2S、SO3......)除去，如二噁英分解產(chǎn)生的氯化氫，用堿液除去，發(fā)生如下酸堿中和反應(yīng)；

[0021] HCL+Ca(OH)2→CaCL2+H2O[0022] H2S+Ca(OH)2→CaS+H2O[0023] NO2+Ca(OH)2→Ca(NO3)2+H2O[0024] SO3++Ca(OH)2→CaSO4+H2O[0025] SO2++Ca(OH)2→CaSO3+H2O[0026] 在本實用新型催化固定床(15)中，裝有蜂窩狀或顆粒狀分解二噁英的 MH?1助催化劑(44)和/或MH?2催化劑(45)，以及裝有分解有機烴和焦油的SR?1催化劑(43)；SR?1催化

劑(43)已在本申請人授權(quán)的ZL 98117823.5《用生活垃圾和/或有機廢棄物制取烴類的方法

和設(shè)備》和 U.S.Pat.No.6,133,491《Process and apparatus for producing

hydrocarbons from residential trash or waste and/or organic waste materials》

中公開；

[0027] 本實用新型優(yōu)點是：[0028] 1.本實用新型在二噁英分解催化固定床(15)之前，配置了煙氣的脫硫裝置(13)，解決和消除了煙氣中的高分子烴和焦油使二噁英催化劑“中毒”失效的問題；

[0029] 3.本實用新型能將煙氣中的二噁英濃度降低到0.083ngTEQ/m3，低于國標3

0.1ngTEQ/m的指標，催化活性達到93.08％，具備好的應(yīng)用前景；

[0030] 4.本實用新型的設(shè)備屬于工業(yè)上公知的設(shè)備，運行可靠，技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，造價低廉；

[0031] 5.本實用新型能使垃圾焚燒中煙氣排放的二噁英濃度達到國家規(guī)定的標準，能將垃圾完全焚燒至燼，實行垃圾的無害化，具有好的工業(yè)實用性。

附圖說明[0032] 圖1是本實用新型設(shè)備的流程結(jié)構(gòu)圖；[0033] 圖2是本實用新型催化固定床內(nèi)催化劑配置結(jié)構(gòu)示意圖；[0034] 在圖和1圖2中，1?進料裝置，2?焚燒爐進料口，3?焚燒爐，4?鼓風機，5?灰渣箱，6?進風室，7?焚燒爐觀察門，8?爐箅子，9?焚燒爐煙氣出口，10?煙氣管，11?脫硫裝置進氣口，

12?脫硫劑，13?脫硫裝置，14?脫硫裝置排氣口，15?催化固定床，16?氧氣含量監(jiān)測傳感器，

17?固定床氣體出口，18?固定床排氣管，19?堿液噴淋塔的進氣口，20?堿液噴淋塔的出氣

口，21?堿液噴淋塔，22?堿液噴淋塔的出氣管，23?堿液循環(huán)管道，24?堿液噴淋塔的堿液出

口管，25?堿液循環(huán)泵，26?活性炭吸附箱的進氣口，27?活性炭吸附箱，28?溫控儀，29?U光

解廢氣凈化器進氣口，30?U光解廢氣凈化器，31?自動控制屏，32?引風機，33?引風機排氣

管，34?煙囪，35?“氣??水”分離篩板，36?液體噴霧器，37?風量控制器，38?壓力報警器，39?

氧氣含量監(jiān)測器，40?傳導線，41?帶孔的隔板，42?固定床氣體進口，43??SR?1催化劑，44??

MH?1助催化劑，45??MH?2催化劑。

具體實施方式[0035] 下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明，但不受其限制。[0036] 實施例[0037] 如圖1和圖2所示，將1500Kg生活垃圾通過往復(fù)式進料機(1)裝入焚燒爐(3)(立式3 3

焚燒爐，圓柱形爐體，爐堂內(nèi)直徑1500mm，高2500mm，裝料容積為5.89m)內(nèi)；啟動2300m /h鼓

風機(4)，用自動控制屏(31)上的風量控制器(37)和氧氣含量監(jiān)測器(39)去調(diào)節(jié)鼓風機

(4)轉(zhuǎn)速和通風量，焚燒爐(3)煙氣出口管(10)上配置氧氣含量監(jiān)測傳感器(16)，控制煙氣

中的氧含量在6?7％，將適量的空氣送入垃圾焚燒爐(3)內(nèi)，對垃圾進行焚燒，焚燒爐(3)內(nèi)

的溫度控制在240?600℃，壓力為0.02?0.08MPa，在此溫度壓力范圍內(nèi)，經(jīng)過152分鐘，焚燒

爐(3)內(nèi)的垃圾被焚燒至燼，垃圾焚燒后的灰渣落入焚燒爐(3)底部的灰渣箱(5)內(nèi)定期排

出；垃圾焚燒的煙氣從焚燒爐(3)中排出后輸送到裝有顆粒狀氧化鐵脫硫劑的脫硫裝置

(13)內(nèi)，用脫硫劑除去煙氣中的H2S、SO3和SO2，防止硫化物對催化固定床(15)內(nèi)催化劑的中

毒危害，將脫硫裝置(13)排出的煙氣引入催化固定床(15)內(nèi)，催化固定床(15)內(nèi)配置有

SR?1催化劑(43)、MH?1助催化劑(44)和MH?2催化劑(45)，參見圖2；催化固定床(15)內(nèi)的催

化反應(yīng)溫度控制在210?350℃，煙氣空速為2300/h，煙氣先與SR?1催化劑(43)接觸，將煙氣

中的有機高分子烴類、焦油被SR?1催化劑(43)裂解成室溫下的易揮發(fā)性有機物(OCs)，然

后，煙氣流動穿過MH?1助催化劑(44)和MH?2催化劑(45)，在MH?1助催化劑(44)和MH?2催化

劑(45)作用下，煙氣中的二噁英被分解成為二氧化碳，水和氯化氫，將催化固定床(15)內(nèi)的

氣體排出輸送到石灰乳噴淋塔(21)(10％的氧化鈣乳液)內(nèi)進行氣體脫酸處理，除去煙氣中

的HCL、CO2、NO2、SO2、H2S和塵埃；從堿液噴淋塔(21)內(nèi)的氣體經(jīng)過“氣??液”分離篩板(35)脫

水后，氣體引入活性炭吸附箱(27)內(nèi)進行凈化處理，從活性炭吸附箱(27)排出的氣體引入

到3000w功率的U光解廢氣凈化器(30)內(nèi)，將煙氣中易揮發(fā)性有機物(OCs)分解變成為二

氧化碳和水，U光解廢氣凈化器(30)排出的達標氣體通過引風機(32)和煙囪(34)排入大

氣，將垃圾焚燒后的無機殘渣從灰渣箱(5)中排出，此灰渣可以填埋處理，也可以經(jīng)過磁選

機回收金屬、粉粹、提純后用作建材原料。

[0038] 在垃圾焚燒的152分鐘過程中，利用眾瑞ZR?3720型二噁英煙氣采樣器，對煙囪排出的氣體進行了連續(xù)的120分鐘的二噁英生產(chǎn)實地采樣，采用ThermoDFS磁式質(zhì)譜儀(GC/

MS)進行分析，根據(jù)《廢氣二噁英類的測定同位素稀釋高分辨率氣相色譜??高分辨質(zhì)譜法》

(HJ77.?2008)規(guī)定進行二噁英的分析檢測。

[0039] 經(jīng)過上述工藝過程得到如下主要數(shù)據(jù)和結(jié)果：[0040] 生活垃圾：1500KG：[0041] 垃圾物理性質(zhì)(Wt％)：水分36.6％，總固體類(包括碳水化合物、廢塑料、廢橡膠、3

金屬、無機物等)63.4％，pH值為8.1，垃圾容重為0.49噸/m；

[0042] 1500kg垃圾占有容積：3.06m3；[0043] 焚燒爐2的爐膛裝料容積：5.89m3；[0044] 垃圾元素分析：H7.43％(wt％)；C24.5％(wt％)；O50.27％(wt％)；S0.35％；N1.6％(wt％)；金屬及無機物15.85％(wt％)；

[0045] 焚燒爐(3)內(nèi)：焚燒溫度280?480℃，常壓，空氣通風量1500?2000m3/h；[0046] 垃圾焚燒處理時間：152分鐘；[0047] 無機殘渣及金屬：237.8kg；[0048] 殘渣及金屬的平均密度：2.12噸/m3或0.47m3/噸；[0049] 237.8kg殘渣及金屬占體積：0.11m3[即0.47×0.2378]；[0050] 垃圾爐渣殘燒率(％)：3.65％[(0.11÷3.06)×100％]；[0051] 垃圾減容率(％)：96.35％[100％?3.65％]；[0052] 脫硫裝置(13)內(nèi)的脫硫劑參數(shù)：[0053] 顏色及外觀：紅褐色四邊形柱形顆粒，配置在脫硫固定床內(nèi)的篩孔板上；[0054] 脫硫劑成分：氧化鐵和氧化鋅的復(fù)合物；[0055] 規(guī)格(mm)：Φ5X5～15mm；[0056] 強度(N/cm)：≥50；[0057] 堆密度(kg/L)：0.75?0.8；[0058] 穿透硫容：≥30％；[0059] 產(chǎn)品原粒度穿透硫容：≥30％，按HG/T4354?2012標準檢測穿透硫容31.5％；[0060] 硫化氫脫硫劑中以鐵元素計，含量≥30％[0061] 以氧化鐵計，含量≥50％；[0062] 催化固定床(15)內(nèi)催化劑參數(shù)：[0063] 烴類和焦油裂解催化劑：SR?1(43)，蜂窩狀，外形尺寸15cm×15cm×15cm；[0064] 二噁英分解催化劑：MH?1助催化劑(44)和MH?2催化劑(45)，孔密度：21孔/cm2，上述催化劑在催化固定床中的配置見圖2；

[0065] 催化反應(yīng)溫度：220?350℃；[0066] 催化固定床5內(nèi)壓力：0.03?0.08MPa；[0067] 催化反應(yīng)空速：1800?2000h?1；[0068] 煙氣中的二噁英測試參數(shù)：[0069] 煙氣中的平均含氧量：6.5％；[0070] 二噁英采樣儀器：眾瑞ZR?3720型二噁英煙氣采樣器；[0071] 二噁英分析儀器：ThermoDFS磁式質(zhì)譜儀(GC/MS)；[0072] 煙氣采樣時間：120分鐘；[0073] 排出煙氣中的二噁英測試結(jié)果：0.083ngTEQ/m3，低于國標(GB18485?2014)《生活3

垃圾焚燒污染控制標準》中規(guī)定的二噁英類小于0.1ngTEQ/m。