低温催化除去一氧化碳的垃圾焚烧装置

1059 编辑：中冶有色技术网来源：周鼎力

2023-12-26 16:06:47

权利要求书： 1.一种低温催化除去一氧化碳的垃圾焚烧装置，该装置由破碎机(1)、输送机(2)、进料机(4)、焚烧炉(8)、烟气净化装置(32)、风机(24)、催化反应器(27)和烟囱(25)构成，其特征在于：破碎机(1)的卸料口配置在输送机(2)的进料口上方，输送机(2)的卸料口配置在破碎机(1)的料斗(3)上方，进料机(4)出料口通过法兰(6)与焚烧炉(8)上部进料口连接相通，焚烧炉(8)上部气体出口一(7)通过管道一(10)与烟气净化装置(32)的气体进口一(31)连接相通，烟气净化装置(32)的气体出口二(21)通过管道与风机(24)进口连接相通，风机(24)出口经过管道二(23)与焚烧炉(8)内加热管(9)气体进口二(13)连接相通，焚烧炉(8)内加热管(9)气体出口三(12)经过管道三(22)与催化反应器(27)气体进口三(30)连接相通，催化反应器(27)出口(26)与烟囱(25)进口连接相通；

所述的催化反应器(27)，属于密闭的壳体，该壳体下部配置孔板(29)，孔板(29)属于带有孔径在3?9mm的钢质孔板，其孔间距离在2?10mm；颗粒状或蜂窝状催化剂(28)配置在孔板(29)的上面，配置的一氧化碳催化剂，属于一种在180℃?240℃温度条件下将一氧化碳变成二氧化碳的催化剂；

所述的焚烧炉(8)，属于箱式的金属壳体，壳体内壁配置耐火材料，壳体外壁用保温材料包裹，壳体上中部侧面配置观察门(11)和气体出口一(7)，壳体内的中下部配置炉箅子(15)，炉箅子(15)上方的壳体侧壁配置排渣门(20)，炉箅子(15)上方配置加热管(9)，加热管(9)的气体进口二(13)和气体出口三(12)配置在壳体侧壁上，炉箅子(15)下方是排灰室(16)，排灰室(16)侧壁上配置排灰门(17)和进风口(18)，进风口(18)与进风阀(19)联通，测温仪(14)配置在炉箅子(15)上方的壳体侧壁内；

所述的加热管(9)，属于耐高温材料的金属管道，该金属管道按照曲线或盘管排列方式组合而成，流入加热管(9)内的气体受加热管(9)外壁垃圾焚烧产生的高温加热后，加热管(9内的气体温度达到一氧化碳变成二氧化碳所需的催化反应温度；

所述的烟气净化装置(32)，属于烟气脱硫、脱硝、脱氯、脱除焦油、除尘和分解OCs的设备，

所述的测温仪(14)，属于焚烧炉使用的测温仪器，可以显示炉膛内的焚烧温度；

所述的破碎机，属于垃圾撕碎机；

所述的进料机(4)，属于螺旋输送机和往复式推料机。

说明书：一种低温催化除去一氧化碳的垃圾焚烧装置技术领域[0001] 本实用新型涉及垃圾焚烧设备，具体的，是一种低温催化除去一氧化碳的垃圾焚烧装置，属于环保设备领域。背景技术[0002] 有关低温焚烧垃圾已有报道，在CN209672341U《有机垃圾低温磁化裂解设备》和在CN210230977U《一种医疗磁化垃圾处理装置》中，公开了有机垃圾在350℃以下进行燃烧，但是，低温焚烧垃圾，属于一种缺氧焚烧或闷烧垃圾的过程，氧气供应量不足，低温的垃圾闷烧会导致排出的烟气中含有大量一氧化碳污染大气环境；本申请人在公告号CN214060407U《一种环保型垃圾低温磁化热解炉》中，公开了垃圾在低温磁化空气中焚烧，焚烧后的烟气经过附载有金属铂、铑、钯的催化剂除去一氧化碳；公知的消除一氧化碳的催化剂是由贵重金属元素(如铂、铑、钯)组成，而金属铂、铑、钯催化剂易与烟气中的硫化物发生反应被“中毒”失去催化活性，一氧化碳的燃点温度在650℃，常规的垃圾焚烧除去一氧化碳是在二次燃烧室的850?1100℃高温下进行的，小于600℃以下的垃圾焚烧或热解不能将产生的一氧化碳燃烧变成二氧化碳，如果在低温焚烧炉后面配置二次燃烧室去消除烟气中的一氧化碳，将烟气排出的温度从350℃提高到650℃(即一氧化碳的燃点)，这极大地增大了垃圾处理的能耗成本。

发明内容[0003] 本实用新型的目的就是要克服和弥补现有技术的缺陷和不足，从而提供一种低温催化除去一氧化碳的垃圾焚烧装置，本实用新型是按照如下方式实现的：[0004] 一种低温催化除去一氧化碳的垃圾焚烧装置，该装置由破碎机(1)、输送机(2)、进料机(4)、焚烧炉(8)、烟气净化装置(32)、风机(24)、催化反应器(27)和烟囱(25)构成，其特征在于：破碎机(1)的卸料口配置在输送机(2)的进料口上方，输送机(2)的卸料口配置在破碎机(1)的料斗(3)上方，进料机(4)出料口通过法兰(6)与焚烧炉(8)上部进料口连接相通，焚烧炉(8)上部气体出口一(7)通过管道一(10)与烟气净化装置(32)的气体进口一(31)连接相通，烟气净化装置(32)的气体出口二(21)通过管道与风机(24)进口连接相通，风机(24)出口经过管道二(23)与焚烧炉(8)内加热管(9)气体进口二(13)连接相通，焚烧炉(8)内加热管(9)气体出口三(12)经过管道三(22)与催化反应器(27)气体进口三(30)连接相通，催化反应器(27)出口(26)与烟囱(25)进口连接相通；[0005] 所述的催化反应器(27)，属于密闭的壳体，该壳体下部配置孔板(29)，孔板(29)属于带有孔径在3?9mm的钢质孔板，其孔间距离在2?10mm；颗粒状或蜂窝状催化剂(28)配置在孔板(29)的上面，配置的一氧化碳催化剂，属于公知的一种在180℃?240℃温度条件下将一氧化碳变成二氧化碳的催化剂；优选北京康乔世纪环境科技有限公司出品的一氧化碳分解催化剂；[0006] 所述的焚烧炉(8)，属于箱式的金属壳体，壳体内壁配置耐火材料，壳体外壁用保温材料包裹，壳体上中部侧面配置观察门(11)和气体出口一(7)，壳体内的中下部配置炉箅子(15)，炉箅子(15)上方的壳体侧壁配置排渣门(20)，炉箅子(15)上方配置加热管(9)，加热管(9)的气体进口二(13)和气体出口三(12)配置在壳体侧壁上，炉箅子(15)下方是排灰室(16)，排灰室(16)侧壁上配置排灰门(17)和进风口(18)，进风口(18)与进风阀(19)联通，测温仪(14)配置在炉箅子(15)上方的壳体侧壁内；[0007] 所述的加热管(9)，属于耐高温材料(如15CrMo，1Cr18Ni9Ti)的金属管道，该金属管道按照曲线或盘管等排列方式组合而成，流入加热管(9)内的气体受加热管(9)外壁垃圾焚烧产生的高温加热后，加热管(9内的气体温度达到一氧化碳变成二氧化碳所需的催化反应温度(即200?240℃)；[0008] 所述的烟气净化装置(32)，属于常规的烟气脱硫、脱硝、脱氯、脱除焦油、除尘和分解OCs的设备，包括：碱液喷淋塔除去酸性气体(SO2，H2S，HCL和CO2)，静电除尘器除去焦油，U光氧+活性炭烟气净化一体机除去易挥发性有机废气，除尘器除去尘埃......等；[0009] 所述的测温仪(14)，属于常规的焚烧炉使用的测温仪器，可以显示炉膛内的焚烧温度；[0010] 所述的破碎机(1)，属于常规的垃圾撕碎机，如对琨式破碎机；[0011] 所述的进料机(4)，属于常规的螺旋输送机和往复式推料机；[0012] 所述的垃圾，包括：生活垃圾和农林有机废弃物；[0013] 本实用新型中的催化剂，属于颗粒、条形或蜂窝状固体催化剂，是一种常规的含有金属铂、铑、钯元素去除一氧化碳的催化剂商品(由北京康乔世纪环境科技有限公司出品)，该催化剂中的金属铂、铑、钯催化活性组分易与烟气中的硫化物(如二氧化硫、硫化氢)发生化学反应使催化剂“中毒”失效，所以，先采用烟气净化装置(32)脱除气体中的硫化物，再进行脱除气体中一氧化碳的催化反应，确保了一氧化碳催化剂的活性组分不受硫化物造成的“中毒”失效影响，这是本实用新型的特征之一；[0014] 利用焚烧炉(8)内垃圾焚烧放出的热量给加热管(9)加热，将流入加热管(9)内的低温气体加热至催化反应所需的200?240℃，垃圾焚烧产生的热量被加热管内流动的气体带走，不需要额外的用电力或燃料给一氧化碳的催化反应提供热量，极大地节省了垃圾气体达标处理的能耗成本，这是本实用新型的特征之一；[0015] 垃圾先进行破袋或破碎，缩小了垃圾的体积，增大了垃圾的单位体积重量，增大了垃圾的比重，比重大的垃圾在焚烧炉(8)内不会发生垃圾的爆燃和温度剧烈上升，焚烧的温度容易控制在240?300℃，焚烧区的温度达不到二噁英产生的高温条件，这是本实用新型的特征之一；[0016] 垃圾在炉箅子(15)上面焚烧时，焚烧炉(8)的热量被加热管(9)内流动的气体带走，限制了垃圾爆燃出现的高温，遏制了垃圾焚烧产生高温生成二噁英的问题，这是本实用新型的特征之一；[0017] 在采用进料机(4)去给焚烧炉(8)添加原料，不需要打开焚烧炉(8)顶部的盖子(5)，阻止了加料时焚烧炉(8)内水蒸气和焦油气相物从焚烧炉(8)内溢出造成的环境污染，这是本实用新型的特征之一；[0018] 本实用新型的先进性是：[0019] 1.垃圾焚烧时，焚烧区的热量被加热管内流动的气体带走，借助于垃圾焚烧产生的热量，供给一氧化碳变成二氧化碳的催化反应所需热量，极大的节省了烟气达标排放的能耗成本，也遏制和控制了垃圾焚烧产生高温出现的二噁英生成问题；[0020] 2.采用加热管流动的气体带走垃圾焚烧产生的高温热量，控制和限制了焚烧炉内产生高温，减少二噁英的产生量，克服了传统的垃圾在高温下焚烧大量产生二恶因的弊病；[0021] 3.本实用新型采用先脱除去烟气中的硫化物，再进行脱除烟气中一氧化碳的催化反应，克服了垃圾焚烧炉内产生的硫化物给催化剂造成的“中毒”失效的影响，解决了垃圾低温焚烧中排放气体中一氧化碳不达标的难题；[0022] 4.本实用新型的垃圾低温焚烧中，垃圾先进行破袋或破碎，缩小了垃圾的体积，增大了垃圾的单位体积重量，增大了垃圾的密度，高密度的垃圾焚烧不会发生垃圾的爆燃，不会出现明火的高温燃烧，炉温达不到二噁英产生的高温条件，有效的遏制了低温磁化的焚烧中产生二噁英的问题；[0023] 5.利用进料机给焚烧炉添加垃圾原料，不需要打开焚烧炉的加料盖子，克服了传统的垃圾焚烧炉加料时焚烧炉内烟气从焚烧炉内溢出造成环境的污染的缺陷，本实用新型可以确保添加垃圾原料时不影响垃圾焚烧炉的连续化正常操作。附图说明[0024] 图1是本实用新型设备结构简图；[0025] 图2是本实用新型加热管(9)的结构示意图；[0026] 在图1中，1?破碎机，2?输送机，3?料斗，4?进料机，5?人孔盖，6?法兰，7?气体出口一，8?焚烧炉，9?加热管，10?管道一，11?观察门，12?气体出口三，13?气体进口二，14?测温仪，15?炉箅子，16?排灰室，17?排灰门，18?进风口，19?进风阀，20?排渣门，21?气体出口二，22?管道三，23?管道二，24?风机，25?烟囱，26?气体出口四，27?催化反应器，28?颗粒状或蜂窝状催化剂，29?孔板，30?气体进口三，31?气体进口一，32?烟气净化装置；

具体实施方式[0027] 如图1所示，用破碎机(1)将垃圾破袋或撕碎成5?10公分尺寸，破碎的垃圾经过输送机(2)和进料机(4)送入到焚烧炉(8)内，空气经过阀门(19)和进风口(18)被吸入到焚烧炉(8)内供给垃圾焚烧所需的空气，在空气作用下，垃圾在焚烧炉(8)内进行燃烧，焚烧炉(8)内垃圾焚烧温度控制在300?350℃，垃圾在焚烧炉(8)内焚烧后变成气体和灰渣产物，灰渣定期的从排灰门(17)和排渣门(20)排出，在风机(24)运转抽风下，焚烧炉(8)内产生的气体被抽出，气体通过气体出口一(7)排出焚烧炉(8)，通过管道一(10)进入到烟气净化装置(32)中进行净化处理(如脱硫、脱销、除焦油、除尘...等)，风机(24)将烟气净化装置(32)排出的气体经过管道二(23)输送到焚烧炉(9)内的加热管(9)中，垃圾焚烧产生的热量给加热管(9)内流动的气体加热，加热管(9)的气体出口三(12)的温度控制在200?240℃，通过控制进风阀(19)或风机(24)转速的进风量去调节焚烧炉(8)内垃圾焚烧所需供氧量、垃圾焚烧温度和加热管(9)气体出口三(12)排出的气体温度；将加热管(9)排出的气体经过管道三(22)和气体进口三(30)输送到催化反应器(27)内，在催化反应器(32)中，催化反应温度控制在200?240℃，气体中的一氧化碳与催化剂发生氧化还原反应，一氧化碳被氧化变成二氧化碳，催化反应后的气体经过气体出口四(26)从催化反应器(27)排出，气体经过烟囱(25)排入大气环境；[0028] 下面结合附图和实施例对本实用新型的设备作进一步说明，但实施例不受其限制。[0029] 实施例[0030] 如图1和图2所示，用破碎机(1)将8立方米生活垃圾破袋或撕碎成10公分以下尺寸，破碎后的垃圾经过皮带输送机(2)和电动螺旋进料机(4)送入到焚烧炉(长2.5米，宽2米，高2.5米)(8)内，空气经过阀门(19)和进风口(18)被吸入到焚烧炉(8)内供给垃圾焚烧所需的空气，在空气作用下，垃圾在焚烧炉(8)内进行燃烧，焚烧炉(8)内垃圾焚烧温度控制在320?350℃，垃圾在焚烧炉(8)内焚烧后变成气体和灰渣产物，灰渣定期的从排灰门(17)和排渣门(20)排出，在1.5kw的风机(24)运转抽风下，焚烧炉(8)内产生的气体被抽出，气体通过气体出口一(7)排出焚烧炉(8)，通过管道一(10)进入到烟气净化装置(32)中进行净化处理(如碱液喷淋塔脱去二氧化硫、静电除尘器除焦油、活性炭吸附箱除去有机废气)，风机(24)将烟气净化装置(32)排出的气体经过管道二(23)输送到焚烧炉(9)内的加热管(9)中，垃圾焚烧产生的热量给加热管(9)内流动的气体加热，加热管(9)的气体出口三(12)的温度控制在220?240℃，通过控制风机(24)转速的进风量去调节焚烧炉(8)内焚烧温度，将加热管(9)排出的气体输送到催化反应器(27)内，与催化反应器(27)内的蜂窝状催化剂(28)接触发生催化反应，催化反应的温度为210?230℃，催化反应使气体中的一氧化碳氧化变成为二氧化碳，不断地将经过催化反应器(27)处理后的达标气体通过烟囱(25)排入环境；通过检测，烟囱排放气体中的各项指标均达到国标GB18485?2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》3

排放标准，其中，二噁英检测含量为0.021TEQng/Nm ，二噁英含量低于国家标准《GB18485?

3

2014》小于0.1TEQng/Nm 的限值，烟气黑度(格林曼级)检测含量小于1，一氧化碳(CO)检测

3 3

含量为小于3mg/m，一氧化碳的含量低于国家标准《GB18485?2014》小于80mg/m的限值。