垃圾焚烧炉系统及垃圾焚烧烟气净化炉膛催化脱除方法

权利要求书： 1.一种垃圾焚烧炉系统，其特征是，包括垃圾焚烧炉，垃圾焚烧炉的烟气出口连接烟道，垃圾焚烧炉的烟气出口设置换热装置，垃圾焚烧炉的垃圾投入口设置混合装置，混合装置连接垃圾源和氯抑制剂源，垃圾焚烧炉炉膛的沸腾段炉墙壁设置保温高温催化剂层，垃圾焚烧炉炉膛的悬浮段炉墙及烟道内壁设置保温中温催化剂层，换热装置表面均敷设蓄热球层；

其中，氯抑制剂由含硫碳与氧化钙复合形成；

保温高温催化剂由耐火材料与高温催化剂复合形成，高温催化剂的活性成分含有2O5、MnxOy、WO3；

保温中温催化剂由耐火材料与中温催化剂复合形成，中温催化剂的活性成分含有CeO2、FexOy、CuO；

蓄热球内含有催化活性成分，催化活性成分为TiO2、SnO2。

2.如权利要求1所述的垃圾焚烧炉系统，其特征是，氯抑制剂的制备方法为：将含硫碳与氧化钙进行混合干燥。

3.如权利要求2所述的垃圾焚烧炉系统，其特征是，含硫碳与氧化钙的质量比为1:0.5~

1.5。

4.如权利要求2所述的垃圾焚烧炉系统，其特征是，含硫碳与氧化钙的粒径为80 100~

目。

5.如权利要求1所述的垃圾焚烧炉系统，其特征是，高温催化剂的制备方法为：将锰盐、钒盐、钨盐混合煅烧获得高温催化剂前体，将高温催化剂前体浸没在NaOH溶液中进行处理，将浸没后的固体洗涤至pH为6.8 7.2，干燥后进行煅烧获得高温催化剂。

~

6.如权利要求5所述的垃圾焚烧炉系统，其特征是，锰盐、钒盐、钨盐的摩尔比为1:0.9~

1.1:0.19 0.21；

~

或，将锰盐、钒盐、钨盐先制成溶液混合均匀，再进行干燥，然后进行煅烧获得高温催化剂前体；

或，NaOH溶液中NaOH的质量分数为15 35%；

~

或，浸没处理的时间为1 3h；

~

或，干燥过程为，先沥干，然后加热干燥；

或，煅烧过程为：煅烧炉中持续通入氮气，将粉末在无氧气氛中以9 11℃/min升温至~

550 600℃，并保持2 4小时；然后在900 1000℃下继续焙烧1 3小时。

~ ~ ~ ~

7.如权利要求1所述的垃圾焚烧炉系统，其特征是，中温催化剂的制备方法为：三价铁盐、铈盐混合煅烧获得中温催化剂前体，将中温催化剂前体浸没在NaOH溶液中进行处理，将浸没后的固体洗涤至pH为6.8 7.2，干燥后进行煅烧，获得煅烧原料；

~

将铜盐加入草酸溶液处理，与煅烧原料加去离子水混合均匀，干燥、煅烧后获得活性组分混合物，将活性组分混合物进行压片处理，并研磨至40?60目颗粒；

将炼炉钢渣粉末或高炉钢渣粉末进行磁分离，获得富铁前体，将富铁前体在空气气氛中焙烧获得富铁颗粒；

将铝酸钙、富铁颗粒、活性组分混合物和沸石颗粒混合后加入去离子水剧烈搅拌至少

3h，再进行超声分散处理，然后进行真空处理，最后进行焙烧获得中温催化剂。

8.如权利要求7所述的垃圾焚烧炉系统，其特征是，三价铁盐与铈盐的质量比为1:0.8~

1.2；

或，将三价铁盐、铈盐先制成溶液混合均匀，再进行干燥，然后进行煅烧获得中温催化剂前体；

或，NaOH溶液中NaOH的质量分数为15 35%；

~

或，浸没处理的时间为1 3h；

~

或，干燥过程为，先沥干，然后加热干燥；

或，煅烧粉末的煅烧过程为：煅烧炉中持续通入氮气，将粉末在无氧气氛中以9 11℃/~

min升温至550 600℃，并保持2 4小时；然后在900 1000℃下继续焙烧1 3小时；

~ ~ ~ ~

或，草酸溶液中草酸的质量分数为3 5%；

~

或，草酸溶液处理后的干燥温度为100 120℃；

~

或，活性组分混合物的煅烧温度为400 450℃，煅烧时间为1 3h；

~ ~

或，富铁颗粒的焙烧温度为450 550℃，焙烧时间至少5h；

~

或，中温催化剂的焙烧温度为500 550℃，焙烧时间为3 4h。

~ ~

9.如权利要求1所述的垃圾焚烧炉系统，其特征是，蓄热球的制备方法为：将TiO2、SnO2在水中分散均匀，然后加入尿素、盐酸，加热水解，过滤后的固体洗涤、干燥后进行焙烧获得复合粒子；

将复合粒子研磨后与刚玉、莫来石混合制成蓄热球。

10.如权利要求9所述的垃圾焚烧炉系统，其特征是，盐酸的浓度为36 38%质量分数。

~

11.如权利要求9所述的垃圾焚烧炉系统，其特征是，加热水解的温度为80 90℃。

~

12.如权利要求9所述的垃圾焚烧炉系统，其特征是，复合粒子的焙烧温度为550 650~

℃。

13.如权利要求1所述的垃圾焚烧炉系统，其特征是，将催化剂与耐火材料复合的方法为：将耐火材料前驱体与催化剂混合，再压制成坯体，然后进行焙烧；混合采用机械搅拌，搅拌10h以上；压制的氩气为10 15MPa；焙烧的过程为以15 20℃/min升温至1000 1050℃，然~ ~ ~

后维持焙烧5 6h；耐火材料前驱体与催化剂的质量比为30:0.9 1.1；

~ ~

或，将催化剂与耐火材料的复合方法为：在耐火材料前驱体层的表面添加催化剂，再压制成坯体，然后进行焙烧；混合采用机械搅拌，搅拌10h以上；压制的氩气为10 15MPa；焙烧~

的过程为以15 20℃/min升温至1000 1050℃，然后维持焙烧5 6h；耐火材料前驱体与催化~ ~ ~

剂的质量比为30:0.9 1.1；

~

或，将催化剂与耐火材料的复合方法为：将耐火材料前驱体压制成坯体，然后进行焙烧形成块状耐火材料或层状耐火材料，在块状耐火材料或层状耐火材料表面喷涂催化剂与水的混合泥浆后，干燥；块状耐火材料或层状耐火材料与催化剂的质量比为30:0.9 1.1。

~

14.如权利要求1所述的垃圾焚烧炉系统，其特征是，耐火材料的制备过程为：将锅炉炉渣废料、建筑生产遗留废料、辅助发泡添加剂以70目以上的粉颗粒混合后以机械搅拌器搅拌过夜获得混合物，向混合物中添加水制成泥浆状的耐火材料前驱体。

15.如权利要求14所述的垃圾焚烧炉系统，其特征是，锅炉炉渣废料、建筑生产遗留废料、辅助发泡添加剂的质量比为20 40:45 55:5 10。

~ ~ ~

16.一种垃圾焚烧烟气净化炉膛催化脱除方法，其特征是，提供权利要求1 15任一所述~

的垃圾焚烧炉系统；垃圾颗粒与氯抑制剂混合后投入至垃圾焚烧炉进行焚烧，同时对焚烧中的氯进行抑制及吸收；

沸腾段，在保温高温催化剂层作用下，进行保温，同时对二噁英进行催化脱除；

悬浮段，在保温中温催化剂层作用下，进行保温，同时对一氧化碳还原氮氧化物脱硝的反应进行催化；

对产生的烟气采用蓄热球层进行吸热降温，使得降低至不高于100℃，跳过二噁英二次合成的最佳温度区间。

说明书： 垃圾焚烧炉系统及垃圾焚烧烟气净化炉膛催化脱除方法技术领域[0001] 本发明属于垃圾焚烧技术领域，涉及垃圾焚烧炉系统及垃圾焚烧烟气净化炉膛催化脱除方法。

背景技术[0002] 公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技

术。

[0003] 随着经济的发展，工业的发展也不停的加快，人类对产品的消费速度也随之增加，现代化带给人类的不仅是生活的便利和科技的腾飞。同时也带给环境以严重的污染，城市

中的垃圾焚烧炉、工业锅炉、电站锅炉等在作业的同时也会产生大量SO2、CO、NOx等有害气体

和二噁英、呋喃等致癌物质。如何防治上述气体、物质污染环境和危害人类健康已经成为工

业和环保界所重视的方向。

[0004] 在烟气被排出之前，延长烟气在炉内沸腾段时间可以有效的在源头处脱除二噁英；在烟气排放之前加设脱硫脱硝设备也可以较为彻底的脱除SO2与NOx。

[0005] 脱硝过程在大型工业锅炉与电站中主要采用SNCR(选择性非催化还原)?SCR(选择性催化还原)联用来脱除NOx。虽然可以达到非常高的脱除效率，但设备体积大，投入成本高

等问题又限制了技术广泛使用。发明人研究发现，对于垃圾焚烧炉等小型工业锅炉来说，由

于成本和体积的限制，对于有害气体和致癌物质的脱除效率十分有限。

发明内容[0006] 为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供垃圾焚烧炉系统及垃圾焚烧烟气净化炉膛催化脱除方法，本发明针对各炉膛内反应物质、反应机理的特性差异，并依据温度

分布特征，结合相应的涂敷技术，将不同的具有催化活性的催化耐火材料整合至全炉膛各

部件内，有效降低烟气及飞灰的炉外处理成本，有效实现二噁英生成过程中的抑制以及焚

烧后产物的分解，选择性催化脱除污染物，二噁英去除率高。

[0007] 为了实现上述目的，本发明的技术方案为：[0008] 一方面，一种垃圾焚烧炉系统，包括垃圾焚烧炉，垃圾焚烧炉的烟气出口连接烟道，垃圾焚烧炉的烟气出口设置换热装置，垃圾焚烧炉的垃圾投入口设置混合装置，混合装

置连接垃圾源和氯抑制剂源，垃圾焚烧炉炉膛的沸腾段炉墙壁设置保温高温催化剂层，垃

圾焚烧炉炉膛的悬浮段炉墙及烟道内壁设置保温中温催化剂层，换热装置表面均敷设蓄热

球层；

[0009] 其中，氯抑制剂由含硫碳与氧化钙复合形成；[0010] 保温高温催化剂由耐火材料与高温催化剂复合形成，高温催化剂的活性成分含有2O5、MnxOy、WO3；

[0011] 保温中温催化剂由耐火材料与中温催化剂复合形成，中温催化剂的活性成分含有CeO2、FexOy、CuO；

[0012] 蓄热球内含有催化活性成分，催化活性成分为TiO2、SnO2。[0013] 另一方面，一种垃圾焚烧烟气净化炉膛催化脱除方法，提供上述垃圾焚烧炉系统；垃圾颗粒与氯抑制剂混合后投入至垃圾焚烧炉进行焚烧，同时对焚烧中的氯进行抑制及吸

收；

[0014] 沸腾段，在保温高温催化剂层作用下，进行保温，同时对二噁英进行催化脱除；[0015] 悬浮段，在保温中温催化剂层作用下，进行保温，同时催化CO对氮氧化物进行还原脱硝；

[0016] 对产生的烟气采用蓄热球层进行吸热降温，使得降低至不高于100℃。[0017] 本发明的有益效果为：[0018] 1)本发明对炉内壁面、烟道、换热装置等处的耐火材料进行替换，在具有催化脱除有害气体和物质的同时，兼具耐火保温性能。

[0019] 2)本发明针对炉内不同的温度分布区间，在不同的温度段采用活性成分含量不同、制备方法不同的催化耐火材料，以保证对有害气体、污染物质的选择性脱除。

[0020] 3)本发明中的中温催化剂可以采用固废钢渣进行制备，能够对固废钢渣进行二次利用，充分发挥其内部所含有的Fe与Mn的催化作用；对锅炉炉渣、建筑垃圾废物利用，减少

工业废弃物对环境的危害。

附图说明[0021] 构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

[0022] 图1为本发明实施例的垃圾焚烧炉系统的结构示意图；[0023] 图2为本发明实施例的垃圾焚烧炉系统的结构示意侧视图；[0024] 图3为本发明实施例的垃圾焚烧炉系统的烟气挡板示意图。具体实施方式[0025] 应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常

理解的相同含义。

[0026] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式

也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包

括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

[0027] 垃圾焚烧炉内沸腾段的温度为850 1100℃。垃圾焚烧炉内悬浮段的温度为600~ ~

700℃。

[0028] 鉴于现有垃圾焚烧炉存在易产生二噁英、现有脱硝技术难以应用于垃圾焚烧炉的氮氧化物处理等问题，本发明提出了垃圾焚烧炉系统及垃圾焚烧烟气净化且兼具保温特性

的一种炉膛催化脱除方法。

[0029] 本发明的一种典型实施方式，提供了一种垃圾焚烧炉系统，包括垃圾焚烧炉，垃圾焚烧炉的烟气出口连接烟道，垃圾焚烧炉的烟气出口设置换热装置，垃圾焚烧炉的垃圾投

入口设置混合装置，混合装置连接垃圾源和氯抑制剂源，垃圾焚烧炉炉膛的沸腾段炉墙壁

设置保温高温催化剂层，垃圾焚烧炉炉膛的悬浮段炉墙及烟道内壁设置保温中温催化剂

层，换热装置表面均敷设蓄热球层；

[0030] 其中，氯抑制剂由含硫碳与氧化钙复合形成；[0031] 保温高温催化剂由耐火材料与高温催化剂复合形成，高温催化剂的活性成分含有2O5、MnxOy、WO3；

[0032] 保温中温催化剂由耐火材料与中温催化剂复合形成，中温催化剂的活性成分含有CeO2、FexOy、CuO；

[0033] 蓄热球内含有催化活性成分，催化活性成分为TiO2、SnO2。[0034] 本发明中稀土金属Ce的氧化物CeO2中，其内部存在的晶格氧，因而作为本发明催化剂的成分，同时作为催化剂助剂，协同其他催化剂进行催化。

[0035] 本发明中铝酸钙中存在着晶格氧，由于较高的孔隙率被作为催化剂载体，不仅能够制备载体材料，而且由于其作为水泥的主要成分，能够作为耐火材料。

[0036] 本发明中采用沸石分子筛，其材料格架中有各种大小不同的空穴和通道，有助于提升材料本身的孔隙率，并且沸石耐高温的优点也使得其成为本发明在高温环境下使用的

催化剂的载体。二噁英被认为来自人类的燃烧活动，作为一种脂溶性物质，对人类有着致癌

的危害，目前多以充分燃烧方式来限制二噁英排放到大气中。充分燃烧即，使烟气在炉内以

850℃以上的温度停留两秒以上使二噁英完全分解。本发明采用基催化剂对二噁英进行催

化脱除。

[0037] 该实施方式的一些实施例中，氯抑制剂的制备方法为：将含硫碳与氧化钙进行混合干燥。

[0038] 在一种或多种实施例中，含硫碳与氧化钙的质量比为1:0.5 1.5。~

[0039] 在一种或多种实施例中，含硫碳与氧化钙的粒径为80 100目。~

[0040] 该实施方式的一些实施例中，高温催化剂的制备方法为：将锰盐、钒盐、钨盐混合煅烧获得高温催化剂前体，将高温催化剂前体浸没在NaOH溶液中进行处理，将浸没后的固

体洗涤至pH为6.8 7.2，干燥后进行煅烧获得高温催化剂。所述锰盐为含有锰离子的化合

~

物，例如硝酸锰。所述钒盐为含有钒离子的化合物，例如偏钒酸铵。所述钨盐为含有钨离子

的化合物，例如钨酸铵。

[0041] 在一种或多种实施例中，锰盐、钒盐、钨盐的摩尔比为1:0.9 1.1:0.19 0.21。~ ~

[0042] 在一种或多种实施例中，将锰盐、钒盐、钨盐先制成溶液混合均匀，再进行干燥，然后进行煅烧获得高温催化剂前体。干燥温度为160 180℃。干燥时间为5 7h。煅烧温度为

~ ~

450 550℃，煅烧时间为3 5h。

~ ~

[0043] 在一种或多种实施例中，NaOH溶液中NaOH的质量分数为15 35%。~

[0044] 在一种或多种实施例中，浸没处理的时间为1 3h。~

[0045] 在一种或多种实施例中，干燥过程为，先沥干，然后加热干燥。沥干时间为30 90~

min。加热干燥的温度为65 100℃，干燥时间为2 5h。

~ ~

[0046] 在一种或多种实施例中，煅烧过程为：煅烧炉中持续通入氮气，将粉末在无氧气氛中以9 11℃/min升温至550 600℃，并保持2 4小时；然后在900 1000℃下继续焙烧1 3小

~ ~ ~ ~ ~

时。

[0047] 该实施方式的一些实施例中，中温催化剂的制备方法为：三价铁盐、铈盐混合煅烧获得中温催化剂前体，将中温催化剂前体浸没在NaOH溶液中进行处理，将浸没后的固体洗

涤至pH为6.8 7.2，干燥后进行煅烧，获得煅烧原料；

~

[0048] 将铜盐加入草酸溶液处理，与煅烧原料加去离子水混合均匀，干燥、煅烧后获得活性组分混合物，将活性组分混合物进行压片处理，并研磨至40?60目颗粒；

[0049] 将炼炉钢渣粉末或高炉钢渣粉末进行磁分离，获得富铁前体，将富铁前体在空气气氛中焙烧获得富铁颗粒；

[0050] 将铝酸钙、富铁颗粒、活性组分混合物和沸石颗粒混合后加入去离子水剧烈搅拌至少3h，再进行超声分散处理，然后进行真空处理，最后进行焙烧获得中温催化剂。

[0051] 所述三价铁盐为含有三价铁离子的化合物，例如硝酸铁等。所述铈盐为含有铈离子的化合物，例如硝酸铈等。所述铜盐为阳离子为铜离子的溶于水的化合物，例如硝酸铜、

硫酸铜、氯化铜等。钢渣作为固废，经过磁分离去除了大部分Si、Al等惰性金属离子，其中的

活性成分Fe2O3可以作为催化活性组分对CO、NOx等气体进行催化脱除。

[0052] 在一种或多种实施例中，三价铁盐与铈盐的质量比为1:0.8 1.2。~

[0053] 在一种或多种实施例中，将三价铁盐、铈盐先制成溶液混合均匀，再进行干燥，然后进行煅烧获得中温催化剂前体。干燥温度为160 180℃。干燥时间为5 7h。煅烧温度为

~ ~

450 550℃，煅烧时间为3 5h。

~ ~

[0054] 获得活性组分混合物中，干燥温度为160 180℃。干燥时间为5 7h。煅烧温度为~ ~

450 550℃，煅烧时间为3 5h。

~ ~

[0055] 在一种或多种实施例中，在一种或多种实施例中，NaOH溶液中NaOH的质量分数为15 35%。

~

[0056] 在一种或多种实施例中，浸没处理的时间为1 3h。~

[0057] 在一种或多种实施例中，干燥过程为，先沥干，然后加热干燥。沥干时间为30 90~

min。加热干燥的温度为65 100℃，干燥时间为2 5h。

~ ~

[0058] 在一种或多种实施例中，煅烧粉末的煅烧过程为：煅烧炉中持续通入氮气，将粉末在无氧气氛中以9 11℃/min升温至550 600℃，并保持2 4小时；然后在900 1000℃下继续

~ ~ ~ ~

焙烧1 3小时。

~

[0059] 在一种或多种实施例中，草酸溶液中草酸的质量分数为3 5%。采用草酸溶液进行~

搅拌处理，搅拌后径直过夜。

[0060] 在一种或多种实施例中，草酸溶液处理后的干燥温度为100 120℃。~

[0061] 在一种或多种实施例中，活性组分混合物的煅烧温度为400 450℃，煅烧时间为1~ ~

3h。

[0062] 在一种或多种实施例中，富铁颗粒的焙烧温度为450 550℃，焙烧时间至少5h。~

[0063] 在一种或多种实施例中，中温催化剂的焙烧温度为500 550℃，焙烧时间为3 4h。~ ~

[0064] 该实施方式的一些实施例中，蓄热球的制备方法为：将TiO2、SnO2在水中分散均匀，然后加入尿素、盐酸，加热水解，过滤后的固体洗涤、干燥后进行焙烧获得复合粒子；

[0065] 将复合粒子研磨后与刚玉、莫来石混合制成蓄热球。[0066] 在一种或多种实施例中，盐酸的浓度为36 38%质量分数。~

[0067] 在一种或多种实施例中，加热水解的温度为80 90℃。~

[0068] 在一种或多种实施例中，复合粒子的焙烧温度为550 650℃。~

[0069] 该实施方式的一些实施例中，将催化剂与耐火材料的复合方法为：将耐火材料前驱体与催化剂混合，再压制成坯体，然后进行焙烧。混合采用机械搅拌，搅拌10h以上。压制

的氩气为10 15MPa。焙烧的过程为以15 20℃/min升温至1000 1050℃，然后维持焙烧5 6h。

~ ~ ~ ~

耐火材料前驱体与催化剂的质量比为30:0.9 1.1。

~

[0070] 该实施方式的一些实施例中，将催化剂与耐火材料的复合方法为：在耐火材料前驱体层的表面添加催化剂，再压制成坯体，然后进行焙烧。混合采用机械搅拌，搅拌10h以

上。压制的氩气为10 15MPa。焙烧的过程为以15 20℃/min升温至1000 1050℃，然后维持焙

~ ~ ~

烧5 6h。耐火材料前驱体与催化剂的质量比为30:0.9 1.1。

~ ~

[0071] 该实施方式的一些实施例中，将催化剂与耐火材料的复合方法为：将耐火材料前驱体压制成坯体，然后进行焙烧形成块状耐火材料或层状耐火材料，在块状耐火材料或层

状耐火材料表面喷涂催化剂与水的混合泥浆后，干燥。块状耐火材料或层状耐火材料与催

化剂的质量比为30:0.9 1.1。

~

[0072] 本发明所述的耐火材料前驱体是耐火材料焙烧前的物料。[0073] 该实施方式的一些实施例中，耐火材料的制备过程为：将锅炉炉渣废料、建筑生产遗留废料、辅助发泡添加剂以70目以上的粉颗粒混合后以机械搅拌器搅拌过夜获得混合

物，向混合物中添加水制成泥浆状的耐火材料前驱体。泥浆状的耐火材料前驱体经过焙烧

获得耐火材料。

[0074] 锅炉炉渣废料主要包括粉煤灰、煤矸石等。[0075] 建筑生产遗留废料主要包括渣土、弃土、粘土等。[0076] 辅助发泡添加剂主要为十二烷基硫酸钠或松香皂类发泡剂等。[0077] 在一种或多种实施例中，锅炉炉渣废料、建筑生产遗留废料、辅助发泡添加剂的质量比为20 40:45 55:5 10。

~ ~ ~

[0078] 本发明的另一种实施方式，提供了一种垃圾焚烧烟气净化炉膛催化脱除方法，提供上述垃圾焚烧炉系统；垃圾颗粒与氯抑制剂混合后投入至垃圾焚烧炉进行焚烧，同时对

焚烧中的氯进行抑制及吸收；

[0079] 沸腾段，在保温高温催化剂层作用下，进行保温，同时对二噁英进行催化脱除；[0080] 悬浮段，在保温中温催化剂层作用下，进行保温，同时催化CO对氮氧化物进行还原脱硝；

[0081] 对产生的烟气采用蓄热球层进行吸热降温，使得降低至不高于100℃，跳过二噁英二次合成的最佳温度区间。

[0082] 为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例详细说明本发明的技术方案。

[0083] 实施例[0084] 一种垃圾焚烧炉系统，如图1 3所示，包括：炉膛出口1、烟囱2、三次风口21、二次风~

口22、一次风口21、风帽挡板3、外围钢架结构4、空气进口5、进料口6、等压风室7、冷渣管71、

掉渣口8、炉膛主体9、沸腾垂直段氯抑制剂91、沸腾段催化耐火材料92、悬浮段催化耐火材

料93。

[0085] 顶部悬浮段催化耐火材料93可将原有炉内悬浮段炉墙耐火材料与炉顶炉墙耐火材料替换，在实际运行中可以结合烟气原有的CO对烟气中NOx进行催化脱除。

[0086] 沸腾段催化耐火材料92将原有炉内原有沸腾段炉墙、布风板3、表面耐火材料替换，在实际运行时可以有效的催化脱除烟气中的二噁英等污染物。

[0087] 灰渣室内部炉墙敷设悬浮段催化耐火材料92，部分烟气进入灰渣室后，内部污染物依然可以在低温下经催化剂催化脱除。

[0088] 垃圾投入口6、烟囱2入口处保温催化材料与悬浮段催化耐火材料92一致。[0089] 风机7、底部风口5可以引入冷空气快速冷却炉渣与炉内残余烟气，利于清理炉渣和避免二噁英等物质再次生成。

[0090] 沸腾垂直段氯抑制剂91的制备方法如下：[0091] 将含硫碳和CaO混合按照比例1：1分别加入放置在烧杯中，利用粉碎机至80?100目的粉末，将两种粉末同时放置在干燥箱内保持60?80℃下干燥3小时，将两种粉末混合均匀，

在干燥环境下保存。

[0092] 沸腾段催化耐火材料92的制备方法如下：[0093] （1）将硝酸锰、偏钒酸铵、钨酸铵以摩尔比1：1：0.2制成溶液，搅拌均匀后170干燥6小时，500下煅烧4小时获得单体，将单体完全浸没在质量分数为15 35%的NaOH溶液中（浸没

~

即可），浸渍时间为1 3h。

~

[0094] （2）将单体从NaOH溶液中取出，用去离子水清洗，清洗次数为4 10次，保证单体pH=~

6.8 7.2，取出单体并沥干，沥干时间为30 90min。

~ ~

[0095] （3）放入干燥炉中进行干燥处理，干燥温度为65 100℃，干燥时间为2 5h。~ ~

[0096] （4）放入煅烧炉中进行煅烧，煅烧过程中煅烧炉中持续通入氮气，将粉末在无氧气氛中以10℃/min升温至550?600℃，并保持3小时；之后在900?1000℃下继续焙烧2小时获得

催化剂。

[0097] （5）将催化剂与耐火材料以不同的负载方法处理后得到沸腾段催化耐火材料。经过实验验证，该沸腾段催化耐火材料在950℃时，对二噁英的降解率最高可达84.88％。

[0098] 悬浮段催化耐火材料93的制备方法如下：[0099] （1）硝酸铁、硝酸铈以质量比为1：1配比形成溶液，搅拌均匀后170干燥6小时，500下煅烧4小时获得单体，将单体完全浸没在质量分数为15 35%的NaOH溶液中（浸没即可），浸

~

渍时间为1 3h。

~

[0100] （2）将单体从NaOH溶液中取出，用去离子水清洗，清洗次数为4 10次，保证单体pH=~

6.8 7.2，取出单体并沥干，沥干时间为30 90min。

~ ~

[0101] （3）放入干燥炉中进行干燥处理，干燥温度为65 100℃，干燥时间为2 5h。~ ~

[0102] （4）放入煅烧炉中进行煅烧，煅烧过程中煅烧炉中持续通入氮气，将粉末在无氧气氛中以10℃/min升温至550?600℃，并保持3小时；之后在900?1000℃下继续焙烧2小时获得

煅烧粉末。

[0103] （5）将硝酸铜和煅烧粉末混合后加入4%的草酸溶液（硝酸铜、煅烧粉末、草酸的质量比为10:10:1）中充分搅拌后静置过夜；之后在100?120℃下干燥后，与煅烧粉末混合，加

入去离子水至完全溶解，放置在煅烧炉中，控制温度为400?450℃，煅烧2h，得到活性组分混

合物。

[0104] （6）将由炼炉或者高炉钢渣颗粒磨制为70目以上的颗粒，搅拌均匀，采用磁铁略过颗粒，重复操作，分离出Si、Al、Mg等获得富铁前体，将富铁前体在空气气氛中以500℃焙烧5

个小时以上获得富铁颗粒。

[0105] （7）将上述三种物质：铝酸钙、富铁颗粒、活性组分混合物和沸石颗粒混合后（铝酸钙、富铁颗粒和沸石颗粒的质量比为1:1:1，活性组分混合物为混合物总质量的10%）加入去

离子水剧烈搅拌3小时以上，再进行超声波分散1小时以上以提升各项物质的分散性能；之

后将悬浊液在真空箱中抽真空进行真空浸渍处理过夜，以500?550℃焙烧3?4小时后得到催

化剂。

[0106] （8）将催化剂与耐火材料以不同的负载方法处理后得到悬浮段催化耐火材料。经过实验验证，该悬浮段催化耐火材料在650℃时，催化剂CO解耦脱硝效率可达95%以上。

[0107] 蓄热球的制备方法：[0108] （1）将一定量TiO（2 控制在质量分数不低于70%）超声分散于300mL浓度为20mmol/L的SnO2溶液中。

[0109] （2）加入尿素(1.2mol／L)后，立即用浓盐酸(36～38％)调节反应液的pH值为0.94。

[0110] （3）升温至85℃，恒温水解4h后过滤，所得固体经洗涤、干燥。[0111] （4）最后于600℃焙烧2h获得复合粒子。[0112] （5）将所得的复合粒子研磨至指定目数，结合相应成型技术与刚与莫来石混合，制成蓄热球。

[0113] 耐火材料由质量比为20?40:45?55:5?10的锅炉炉渣废料（主要包括粉煤灰、煤矸石等）、建筑生产遗留废料（主要包括渣土、弃土、淤泥）、辅助发泡添加剂（主要为十二烷基

硫酸钠、松香皂类发泡剂）以70目以上的粉颗粒混合后以机械搅拌器搅拌过夜，在混合物中

加入与混合物质量比为5:1的去离子水搅拌为泥浆状得到耐火材料前驱体。

[0114] 将催化剂负载于耐火材料上包括三种方法：1)将耐火材料前驱体与催化剂按照30:1的质量比混合后机械搅拌10小时以上，在模具中以10?15Mpa的压力压制成坯体，在马

弗炉中以15?20℃/min升温至1000?1050℃，并维持焙烧5?6小时得到催化耐火材料；2)在模

具中先放入耐火材料前驱体，在其表面按照质量比30:1的比例涂敷催化剂，之后在模具中

以10?15Mpa的压力压制成坯体，在马弗炉中以15?20℃/min升温至1000?1050℃，并维持焙

烧5?6小时得到催化耐火材料；3)在模具中先放入耐火材料前驱体，以10?15Mpa的压力压

制成坯体后在马弗炉中以15?20℃/min升温至1000?1050℃，并维持焙烧5?6小时得到耐火

材料。将与耐火材料质量比为30:1的催化剂与去离子水混合搅拌为泥浆喷涂于耐火材料上

烘干得到催化耐火材料。

[0115] 获得的催化耐火材料，材料密度为2.80 2.90g/cm3，显气孔率为15 20，耐压强度~ ~

为85 90MPa，荷重软化温度＞1400，导热系数为0.05～0.15keal／m·h·℃。

~

[0116] 获得催化剂二噁英去除率达80%，NO去除率达90%以上。[0117] 基于垃圾焚烧炉内部温度分布，调整各段催化耐火材料中催化剂活性组分的含量与使用不同制备工艺获得的催化耐火材料，利于催化材料中活性成分：铁、锰、铈、镁、沸石

等对CO、二噁英、NOx等有害气体的选择性吸附催化脱除。

[0118] 制备好的催化材料应当具有以下特点：1)催化剂分布均匀，可以及时的吸附污染物、脱除污染物；2)铝酸钙、氧化铈可以为氧化NO、CO提供晶格氧，有利于NOx、CO的脱除；3)

烟气内部本身所具有的CO可以充当还原NO2的还原剂，而过剩的CO也会被催化材料中铁基、

锰基活性成分所氧化；4)二噁英类污染物也会经催化材料中的钒基活性成分催化脱除。

[0119] 原理是：垃圾颗粒由投入口6投入炉膛，颗粒在炉膛内部悬浮燃烧产生烟气，烟气中包括大量污染物：CO、NOx、二噁英等。投入颗粒后，在入口处基本段1，氯抑制剂91中含硫

碳燃烧生成SO2对氯的生成具有强烈的抑制作用，同时发挥钙化合物的吸氯作用，对氯源进

行控制。在温度较高的沸腾段，沸腾段催化耐火材料92中钒基活性成分对二噁英等污染物

进行催化脱除；进一步的在温度较低的悬浮段，悬浮段催化耐火材料93中铈基、铁基、铜基

活性成分对NOx借助烟气中原本存在的CO进行催化脱除；对于从锅炉排除的焚烧烟气而言，

采用蓄冷小球制成的催化剂急速降温至低于100℃，从而越过二噁英易生成的温度区间。进

一步的，烟气由烟气挡板3进入螺旋烟道，烟气挡板3表面与烟道内部表面所附着的悬浮段

催化耐火材料93中的铁基、铜基活性成分借助烟气中存在的氧气将CO、挥发性污染物进行

氧化脱除。进一步的，燃尽后的灰渣经由冷渣管71进入灰渣室，残余冷却的烟气会有部分进

入灰渣室内部，其中的污染物会由灰渣室表面的悬浮段催化耐火材料93继续脱除。

[0120] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修

改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。