專利名稱：生活垃圾熱解煙氣低溫等離子體凈化設備及方法
技術領域：
本發明涉及一種生活垃圾熱解煙氣凈化處理設備及方法，尤其是提供一種基于流光電暈放電低溫等離子體技術的復合污染物凈化設備及方法，屬于環境保護技術領域。
背景技術：
城市生活垃圾熱解由于無氧或缺氧分解，排氣量少，尤其是可以避免二噁英類物質的形成，作為一種應用前景十分廣闊垃圾處理方法，應用廣泛。其中，生活垃圾熱解煙氣成分復雜，是一種集固、液、氣態污染物于一體的復合污染物。固態污染物主要包括炭黑、爐渣等固體顆粒物，液態污染物主要包括焦油、芳香烴等有機液體，氣態污染物主要包括小分子可燃氣體(如H2XH4XO等)及惡臭類物質(如H2S、NH3 等)。生活垃圾熱解煙氣還具有所含污染物各組分濃度及氣量波動較大的特點。該類復合污染物如不經有效凈化后排空，會對周邊居民生活環境造成嚴重影響，對城市空氣質量構成了嚴重的威脅。針對上述低濃度復合氣態污染物的治理，傳統處理方法有吸附法、燃燒法或生物法等。催化燃燒法凈化效率高，但缺點是催化劑易受垃圾熱解煙氣中焦油及炭黑類固態物質影響而失效，設備體積較大，一次性投資及設備運行能耗較大，且存在安全隱患。吸附法、吸收法凈化效果理想，但吸附/吸收后的污染物仍需處置，再生能耗較大。冷凝法應用范圍受限，僅對中、高濃度易揮發性有機氣體處理效果較好。生物法投資和運行費用較低，但運行操作復雜、占地面積較大，存在二次污染的可能性。相比傳統技術，低溫等離子體技術是實現復合污染物同時去除的有效途徑之一。通過高壓放電獲得低溫等離子體，含有大量的高能電子及高能電子激勵產生O、OH等活性粒子，可將有害氣體污染物氧化成C02、H2O等其它無害物或低毒物，同時，氣體中固態及液態微粒通過脈沖放電產生的高能電子實現荷電，在電場力作用下收集到集塵板表面。
發明內容
本發明的目的在于提供一種去除效率高、能耗低的生活垃圾熱解煙氣低溫等離子體凈化設備及利用該設備凈化生活垃圾熱解煙氣的方法。為實現上述任務，本發明采取如下的技術方案一種生活垃圾熱解煙氣低溫等離子體凈化設備，包括帶保溫層的殼體，其特征在于，殼體底部至頂部依次設置有進氣口、陽極框架、集塵板、清灰機構、上箱體和出氣口，在殼體外配有高壓電源及清灰電機；殼體底部及上箱體分別設置有煙氣加熱器，在陽極框架內的電暈線采用鋸齒狀電暈線，該鋸齒狀電暈線與高壓電源相連接；所述的高壓電源為峰值電壓在IkV 50kV，頻率為IOOHz 2000Hz，脈沖寬度為O. 05 μ s^800 μ s的正高壓直流窄脈沖電源。 所述的清灰機構由清灰刀架、清灰刮刀、絲杠及清灰電機組成,其中，清灰刮刀與集塵板的距離設置為O. 2mnT0. 5mm，清灰刮刀的行程由絲杠兩端設置的行程限位開關控制。所述的低溫等離子體凈化設備凈化生活垃圾熱解煙氣的方法，其特征在于，煙氣流速在O. lm/s^2m/s之間，停留時間在2 5s之間，上箱體內煙氣溫度控制在80°C以上。上述生活垃圾熱解煙氣低溫等離子體凈化設備用于凈化生活垃圾熱解煙氣的方法，其特征在于，包括以下步驟I)生活垃圾熱解煙氣由進氣口進入設備后，經煙氣加熱器加熱后，進入等離子體反應區，高壓電源放電產生的高能電子及高能電子激勵產生O、OH等活性粒子，將垃圾熱解煙氣中有害氣態污染物氧化成C02、H20等其它無害物或低毒物；其中，固態及液態微粒通過電場力作用下被收集到集塵板表面，處理后的氣體由出氣口排出；2)集塵板收集的固態及液態微粒，除部分凝聚后滑落到垃圾熱解爐內之外，其余的固態及液態微粒由清灰機構自動清灰，即在清灰電機的傳動作用下，清灰刀架沿著絲杠自上而下帶動清灰刮刀刮除。 本發明的生活垃圾熱解煙氣低溫等離子體凈化設備，與傳統垃圾熱解煙氣凈化方法(吸收法、吸附法等)相比，具有以下技術特點I、采用高壓電源放電產生的低溫等離子體實現同時高效去除垃圾熱解煙氣中的復合污染物(包括氣態污染物、固態及液態微粒)，二次污染較少。2、通過清灰刀架沿著絲杠自上而下帶動刮刀刮除集塵板上的固態及液態微粒，實現清灰目的。同時，設備體積小，可直接安置在垃圾熱解爐爐體上方，結構緊湊，操作簡單，去除效率高，一次投資和運行費用低。
圖I為本發明設備的整體結構示意圖； 圖2為圖I的A-A剖視圖；圖3為圖I的B-B剖視圖；圖4為圖I的C-C剖視圖。I、平衡支撐底座，2、進氣口(軟連接)，3、煙氣加熱器，4、高壓支架，5、高壓電源，6、絕緣穿墻套管，7、上箱體，8、出氣口，9、絕緣瓷柱，10、清灰刀架，11、清灰刮刀，12、集塵板，13、陽極框架，14、絲杠，15、行程限位開關，16、清灰電機，17、電暈線。下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步描述。
具體實施例方式如圖I所示，本實施例給出一種生活垃圾熱解煙氣低溫等離子體凈化設備，包括帶保溫層的殼體，殼體內從底部至頂部依次設置有進氣口 2、陽極框架13、集塵板12、清灰機構、上箱體7、出氣口 8，在殼體外配有高壓電源5及清灰電機16。其中殼體底部及上箱體7分別設置有煙氣加熱器3，在陽極框架13內的電暈線17采用鋸齒狀電暈線，該鋸齒狀電暈線與高壓電源5相連接；集塵板12與陽極框架13內的電暈線17的中心間距在8(Tl50mm之間；所述的高壓電源5為峰值電壓在IkV 50kV，頻率為IOOHz 2000Hz，脈沖寬度為O. 05 μ 3^800 μ S的正高壓直流窄脈沖電源。所述的清灰機構由清灰刀架10、清灰刮刀11、絲杠14及清灰電機16組成，其中，清灰刮刀11與集塵板12的距離設置為O. 2mnT0. 5mm，清灰刮刀11的行程由絲杠14兩端設置的行程限位開關15控制。上箱體7內設置有絕緣瓷柱9，用于支撐陽 極框架13，高壓電源5通過絕緣穿墻套管6與陽極框架13內的電暈線17相連接。高壓支架4和殼體的底部設有平衡支撐底座1，殼體與平衡支撐底座I由地腳螺栓連接，通過地腳螺栓調整殼體底部水平。所述的殼體內壁材質為316L不銹鋼，殼體外保溫層為厚度6 10cm之間的硅酸鋁
保溫層。所述的低溫等離子體凈化設備凈化生活垃圾熱解煙氣的方法，其特征在于，煙氣流速在O. lm/s^2m/s之間，停留時間在2 5s之間，上箱體7內煙氣溫度控制在80°C以上。采用上述實施例的生活垃圾熱解煙氣低溫等離子體凈化設備的凈化方法，包括以下步驟I)生活垃圾熱解煙氣由進氣口 2進入生活垃圾熱解煙氣低溫等離子體凈化設備后，經煙氣加熱器3加熱后，進入等離子體反應區，高壓電源5放電產生的高能電子及高能電子激勵產生的O、OH等活性粒子，將垃圾熱解煙氣中有害氣態污染物氧化成C02、H20等其它無害物或低毒物；煙氣中固態及液態微粒(如炭黑、焦油等)通過脈沖放電產生的高能電子實現荷電，在電場力作用下收集到集塵板12表面。處理后的氣體由出氣口 8排出。2)集塵板12收集的固態及液態微粒(如炭黑、焦油等)除部分凝聚后滑落到垃圾熱解爐內，采用自動清灰模式，在清灰電機16的傳動作用下，清灰刀架10沿著絲杠14自上而下帶動清灰刮刀11刮除集塵板12上的固態及液態微粒，實現清灰目的。清灰刮刀11的行程由絲杠14兩端設置的上、下行程限位開關15控制，可以實現連續清灰。應用實施例以下是采用生活垃圾熱解煙氣低溫等離子體凈化設備對生活垃圾熱解爐煙氣進行處理的具體實例。高壓電源5運行參數為峰值電壓45kV，頻率300Hz，脈沖上升沿為44 μ S，脈沖寬度O. 2ms ;設備處理氣量為500m3/h，氣體停留時間為5s，煙氣溫度65°C。表I為采用本發明的生活垃圾熱解煙氣低溫等離子體凈化設備處理生活垃圾熱解爐煙氣的實測數據。表I處理生活垃圾熱解爐煙氣的凈化效果
權利要求
1.一種生活垃圾熱解煙氣低溫等離子體凈化設備，包括帶保溫層的殼體，其特征在于，殼體底部至頂部依次設置有進氣口(2)、陽極框架(13)、集塵板(12)、清灰機構、上箱體(7)和出氣口(8)，在殼體外配有高壓電源(5)及清灰電機(16)； 殼體底部及上箱體(7)分別設置有煙氣加熱器(3)，在陽極框架(13)內的電暈線(17)采用鋸齒狀電暈線，該鋸齒狀電暈線與高壓電源(5)相連接； 所述的高壓電源(5)為峰值電壓在IkV 50kV，頻率為IOOHz 2000Hz，脈沖寬度為O.05 μ 3^800 μ S的正高壓直流窄脈沖電源。
2.如權利要求I所述的生活垃圾熱解煙氣低溫等離子體凈化設備，其特征在于，所述的清灰機構由清灰刀架(10 )、清灰刮刀(11)、絲杠(14 )及清灰電機(16 )組成，其中，清灰刮刀(11)與集塵板(12)的距離設置為O. 2mnT0. 5mm,清灰刮刀(11)的行程由絲杠(14)兩端設置的行程限位開關(15)控制。
3.權利要求I所述的低溫等離子體凈化設備凈化生活垃圾熱解煙氣的方法，其特征在于，包括以下步驟 1)生活垃圾熱解煙氣由進氣口(2 )進入設備后，經煙氣加熱器(3 )加熱后，進入等離子體反應區，高壓電源(5)放電產生的高能電子及高能電子激勵產生O、OH等活性粒子，將垃圾熱解煙氣中有害氣態污染物氧化成C02、H20等其它無害物或低毒物；其中，固態及液態微粒通過電場力作用下被收集到集塵板(12)表面，處理后的氣體由出氣口(8)排出； 2)集塵板(12)收集的固態及液態微粒，除部分凝聚后滑落到垃圾熱解爐內之外，其余的固態及液態微粒由清灰機構自動清灰，即在清灰電機(16)的傳動作用下，清灰刀架(10)沿著絲杠(14)自上而下帶動清灰刮刀(11)刮除。
4.權利要求3所述的方法，其特征在于，所述的煙氣流速在O.lm/s^2m/s之間，停留時間在2s飛S，上箱體(7)內煙氣溫度控制在80°C以上。
全文摘要
本發明公開了一種生活垃圾熱解煙氣低溫等離子體凈化設備及方法，該設備包括帶保溫層的殼體，殼體內從底部至頂部依次設置有進氣口、陽極框架、集塵板、清灰機構、上箱體、出氣口，殼體外配有高壓電源及清灰電機。本發明設備及方法通過高壓直流窄脈沖電源產生流光電暈放電低溫等離子體，將垃圾熱解煙氣中有害氣態污染物氧化成CO2、H2O等其它無害物或低毒物；同時，煙氣中固態及液態微粒(如炭黑、焦油等)通過電場荷電，在電場力作用下收集到集塵板表面，通過清灰刀架沿著絲杠自上而下帶動刮刀刮除。本發明設備體積小，可直接安置在垃圾熱解爐爐體上方，系統緊湊，操作簡單，去除效率高，一次投資和運行費用低。
文檔編號B03C3/74GK102861758SQ201210364458
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月26日 優先權日2012年9月26日
發明者黨小慶, 黃家玉, 曹利, 夏夕科, 張青, 許森榮, 馮延鵬, 周宇翔 申請人:西安建筑科技大學
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