CN101469866B - 一种实现多物态的工业危险废物焚烧处理系统 - Google Patents

Abstract

一种实现多物态的工业危险废物焚烧处理系统，涉及环保技术领域的垃圾处理技术。本发明回转窑进料斗上的散装废物进料口或桶装废物进料口处均布置了两道密封门。回转窑和二燃室框架采用碳钢材料，回转窑的工作层耐火材料选用铬刚玉耐磨可塑料。二燃室的耐火材料选用耐磨浇注料。回转窑设有与其连接的一次风机和助燃燃烧器一，二燃室设有与其连接的二次风机和助燃燃烧器二。袋式除尘器和引风机之间还依次连接有填料吸收塔和烟气加热器。同现有技术相比，本发明可有效破坏大量有毒有害高分子有机物、有效避免回转窑焚烧炉炉墙“塌落”和钢体“烧圈”现象以及高温腐蚀和低温腐蚀，具有运行经济性能好、出渣系统流畅、污染排放指标低的优点。

Description

一种实现多物态的工业危险废物焚烧处理系统

技术领域

本发明涉及环保技术领域的垃圾处理技术，特别适用于固态、半固态和液态工业危险废物的回转窑焚烧处理系统。

背景技术

危险废物不但具有一般固体废物对环境污染的潜在性和长期性，而且还具有易燃、易爆、有毒、有害、腐蚀、传染等危害性，危害后果具有累积性、滞后性和长期性。目前已有多种热处理技术可用于危险废物的处置，但迄今最普遍采用的是高温焚烧法。

我国选取回转窑式焚烧炉作为危险废物焚烧的主力炉型之一，尤其适用于商业化集中处理厂的焚烧系统。回转窑焚烧炉具有高度变通性和对垃圾物料尺寸形态的良好适应性。但是现有回转窑焚烧技术尚存在着以下不足：

a)目前无论是进口还是国产的现有回转窑焚烧炉，均不同程度地出现炉墙“塌落”和钢体“烧圈”现象。这与耐火材料的理化指标、配方和选材、结构设计以及施工方式等密切相关，而现有回转窑专利技术对此很少考虑。目前使用的焚烧炉基本都采用铝质耐火砖，如中国专利申请号为01256698.5的“废弃物回转窑焚烧炉”和申请号为99254313.4的“一种回转式垃圾焚烧炉”等，使用铝质耐火砖的焚烧炉炉墙“塌落”和钢体“烧圈”现象十分普遍。

b)工业危险废物往往含有较高的热值，已有回转窑焚烧炉内温度运行在1000℃以上，经常出现熔融现象，造成回转窑燃烧室内垃圾结块越积越大，往往出现排渣不畅、灰渣灼减率偏高等问题。如中国专利申请号为200610154696.9的“危险废物垃圾回转窑焚烧设备系统”，其回转窑内温度设计在1000℃左右，危险废物在回转窑内基本完成燃烧过程，这就容易出现上述种种问题。

c)工业危险废物中通常含有多种含氯高分子有机物，焚烧使得氯伴随着烟气释放出来，容易引起烟道和换热面的高温腐蚀和低温腐蚀。如中国专利申请号为200610154696.9的“危险废物垃圾回转窑焚烧设备系统”，虽已提出烟气净化技术，但是其设备系统复杂，包含三级填料塔，势必造成烟气阻力大，水耗大等缺点。

d)含氯废物焚烧过程还容易产生二恶英，由于其危害极大，且在烟气中的含量较小，因此需要完善的控制技术。如中国专利申请号为200610154696.9的“危险废物垃圾回转窑焚烧设备系统”，它的“防二恶英生成装置”采用淬冷方式将烟气从1100℃高温瞬间降至200℃以下，水耗量大，容易造成后续除尘设备的运行故障。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种实现多物态的工业危险废物焚烧处理系统。它可有效破坏大量有毒有害高分子有机物、有效避免回转窑焚烧炉炉墙“塌落”和钢体“烧圈”现象以及高温腐蚀和低温腐蚀，具有运行经济性能好、出渣系统流畅、污染排放指标低的优点。

为了实现上述的发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现。

一种实现多物态的工业危险废物焚烧处理系统，它包括由散装进料机构、桶装进料机构和废油输送机构组成的进料装置，由回转窑和二燃室组成的焚烧装置和与二燃室依次相连接的余热锅炉、急冷塔、干式脱酸反应塔、袋式除尘器、引风机和烟囱。其结构特点是，所述回转窑进料斗上的散装废物进料口或桶装废物进料口处均布置了使窑内燃烧状态为负压的两道密封门。所述回转窑和二燃室框架采用碳钢材料，回转窑的工作层耐火材料选用铬刚玉耐磨可塑料。二燃室的耐火材料选用耐磨浇注料，保温层采用体积密度为0.8g/cm³的轻质保温浇注料。所述回转窑设有与其连接的一次风机和助燃燃烧器一，所述二燃室设有与其连接的二次风机和助燃燃烧器二。袋式除尘器和引风机之间还依次连接有填料吸收塔和烟气加热器。

在上述焚烧处理系统中，所述二燃室顶部出口处设有由气动装置控制的紧急排放烟囱。

在上述焚烧处理系统中，所述余热锅炉采用双汽包结构并配备了吹灰设备。

在上述焚烧处理系统中，所述急冷塔和干式脱酸反应塔内均设有双流体喷嘴，并通过压缩空气由消石灰仓向塔内供料。

在上述焚烧处理系统中，所述干式脱酸反应塔与袋式除尘器连接段设有与其连接的活性炭喷射器并通过压缩空气由活性炭仓向连接段烟道供料。与活性炭混合的烟气经进风调节阀从灰斗上部进入袋式除尘器，在袋式除尘器两侧设置旁路调节阀。

在上述焚烧处理系统中，所述填料吸收塔进口前端设有饱和器，填料吸收塔内上部设有碱液喷淋管。

本发明与现有技术相比的优点在于：

a)整个系统的空气布风采用气控式热解燃烧，可充分破坏工业危险废物中的有毒有害物质，完成危险废物的无害化处理。

b)回转窑和二燃室所需的空气由两台风机分别提供，风机为变频调节，自动控制系统可根据窑内温度和二燃室出口烟气含氧量反馈调节风机的供风量。两部分风量的合理分配，使得危险废物可以保持良好的燃烧效果，同时减少了飞灰等污染物的产生量。回转窑和二燃室分别设有助燃燃烧器，提供辅助燃料，以满足点火启动需要，并可在炉温较低或废物热值较低时保证燃烧正常进行。

c)回转窑以及二燃室的框架材料采用碳钢，工作层耐火材料选用铬刚玉耐磨可塑料，其耐火温度大于1500℃，具有高机械强度、抗磨损性和较低的表面粗糙度、优良的化学稳定性和热震稳定性，可抵抗物料运动造成的磨损和撞击、高温下的化学侵蚀、温度波动造成热震冲击。二燃室耐火材料选用耐磨浇注料，保温层也采用体积密度为0.8g/cm³的轻质保温浇注料，以抵抗高温，烟气飞灰的磨损、高温化学侵蚀以及温度波动造成的热震冲击。

d)二燃室顶部出口处的紧急排放烟囱，可在烟温过高或烟气净化系统出现故障时，使烟气由紧急排放烟囱排出。

e)余热锅炉采用双汽包结构，避免了高温腐蚀和低温腐蚀。另外，系统配备的吹灰设备，可避免灰粘结在壁面上而引起腐蚀；还可保证系统的充分燃烧。

f)系统采用分级控空气式焚烧，有效遏制二恶英在燃烧中的形成，同时烟气净化系统采用多级控制的方法，并在进入袋式除尘器前的烟道上以注射速度约为100mg/Nm³喷入活性炭粉，达到联合脱除烟尘、二恶英和重金属等有害物质的目的。

g)系统采用干湿结合的两级脱酸技术，第一级的干式脱酸反应塔，减少了制浆系统，辅助喷粉系统简洁易行，在正常运行工况下无污水排放，且废渣排放量很小。第二级的填料吸收塔，烟气从填料吸收塔中部进入塔内，在填料吸收段与碱液充分接触，深度脱除烟气中的酸性气体和烟尘。填料塔可适应危险废物来料复杂多变的特点，保证烟气达标排放。

下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1是本发明系统的整体结构示意图；

图2是本发明进料装置的结构示意图；

图3是本发明的方法流程图。

具体实施方式

参看图1和图2，本发明系统包括由散装进料机构、桶装进料机构和废油输送机构组成的进料装置，由回转窑1和二燃室2组成的焚烧装置和与二燃室2依次相连接的余热锅炉10、急冷塔11、干式脱酸反应塔13、袋式除尘器19、填料吸收塔24、烟气加热器27、引风机28和烟囱29。回转窑1进料斗上的散装废物进料口或桶装废物进料口处均布置了使窑内燃烧状态为负压的两道密封门1.5。回转窑1和二燃室2框架采用碳钢材料，回转窑1的工作层耐火材料选用铬刚玉耐磨可塑料。二燃室2的耐火材料选用耐磨浇注料，保温层采用体积密度为0.8g/cm³的轻质保温浇注料。回转窑1设有与其连接的一次风机3和助燃燃烧器一4。二燃室2设有与其连接的二次风机6和助燃燃烧器二7。二燃室2顶部出口处设有由气动装置控制的紧急排放烟囱9。余热锅炉10采用双汽包结构并配备了吹灰设备。急冷塔11和干式脱酸反应塔13内均设有双流体喷嘴14并通过压缩空气由消石灰仓15向塔内供料。干式脱酸反应塔13与袋式除尘器19连接段设有与其连接的活性炭喷射器并通过压缩空气由活性炭仓16向连接段烟道供料。与活性炭混合的烟气经进风调节阀18从灰斗上部进入袋式除尘器19，在袋式除尘器19两侧设置旁路调节阀17。填料吸收塔24进口前端设有饱和器21，填料吸收塔24内上部设有碱液喷淋管25。

参看图3，本发明系统的焚烧处理方法步骤是：

①散状危险废物由抓斗1.2从地坑1.1中取出送到窑头上部进料斗中。在重力的作用下，危险废物依次通过两道密封门1.5，由液压推杆送入回转窑1内。桶装危险废物，则采用运输机械从贮存地点运送至布置在贮存间内的辊子输送机13上。并由输送机1.3送至提升机，垂直提升到上层辊子输送机1.3上，经过两道密封门1.5，在拨料器的作用下，落入垂直的落料管中，进入回转窑1。进厂的废矿物油经化验分析确定无利用价值后，储存在罐区两个油罐里，并由输送泵送入焚烧车间的油罐1.8缓存，再用进料泵1.7通过两个喷嘴分别喷入回转窑1窑头和二燃室2进行焚烧。进入回转窑1的危险废物随着窑体的旋转向前推进，在窑内温度(650℃～950℃)的作用下，危险废物依次完成干燥、热解、焚烧、燃尽的过程。燃尽后的炉渣排出窑体，而产生的烟气进入二燃室2，在高温条件下(≥1100℃)充分燃烧，其中的有毒有害物质得到充分的破坏，完成危险废物的无害化处理。二燃室2内设有灰渣室，采用自动排渣设备，通过水冷密封出渣机2.5排出底渣。回转窑1和二燃室2所需的空气由一次风机3和二次风机6分别提供，风机为变频调节，自动控制系统根据回转窑1内温度和二燃室2出口烟气含氧量反馈调节风机的供风量，两部分风量的合理分配，使得危险废物可以保持良好的燃烧效果，同时减少了飞灰等污染物的产生量。回转窑1助燃燃烧器一4和二燃室助燃燃烧器二7可满足点火启动需要，并在炉温较低或废物热值较低时保证燃烧正常进行。二燃室2出口处设有紧急排放烟囱9，当烟气净化系统出现故障时，烟气由紧急排放烟囱9排出，便于事故处理和停炉，防止对焚烧炉等设备造成伤害。

②余热锅炉10出来的烟气经过急冷塔11上部的一个收缩喉口进入塔内，同时在喉口处水经过喷嘴12的雾化而形成大量的细微液滴，与烟气同流进入塔内。可使烟气和液滴在急冷塔11内均匀分布并充分混合，微小的液滴很快被烟气蒸发而“消失”，同时烟气被迅速冷却，温度从650℃下降到200℃，避免了二恶英的再合成。随后烟气进入干式脱酸反应塔13中，消石灰粉从上部经双流体喷嘴14喷入干式脱酸反应塔13。流态化的物料和烟气中的二氧化硫、氯化氢等酸性气体在干式脱酸反应塔13中发生化学反应，脱除掉大部分的二氧化硫、氯化氢等酸性气体，并进一步降低烟气温度到165℃，然后烟气经干式脱酸反应塔13的下部排出，通过烟道进入袋式除尘器19。在进入袋式除尘器19前的烟道上，以注射速度为100mg/Nm³喷入活性炭粉以有利于脱除二恶英、汞等有害物质。含尘烟气由袋式除尘器19的进风烟道经进风调节阀18从灰斗上部进入袋式除尘器19。为避免事故过热烟气对滤袋造成损害，设置旁路调节阀17作为事故时备用。袋式除尘器19出来的烟气进入饱和器21，将温度降到饱和温度，再进入填料吸收塔24进行深度脱酸，然后进入烟气加热器27，由余热锅炉10来的高温蒸汽将填料吸收塔24出来的低温烟气加热到90℃后干净烟气经过引风机28、烟囱29排入大气。

Claims (6)

1.一种实现多物态的工业危险废物焚烧处理系统，它包括由散装进料机构、桶装进料机构和废油输送机构组成的进料装置，由回转窑(1)和二燃室(2)组成的焚烧装置和与二燃室(2)依次相连接的余热锅炉(10)、急冷塔(11)、干式脱酸反应塔(13)、袋式除尘器(19)、引风机(28)和烟囱(29)，其特征在于，所述回转窑(1)进料斗上的散装废物进料口或桶装废物进料口处均布置了使窑内燃烧状态为负压的两道密封门(1.5)，所述回转窑(1)和二燃室(2)框架采用碳钢材料，回转窑(1)的工作层耐火材料选用铬刚玉耐磨可塑料，二燃室(2)的耐火材料选用耐磨浇注料，保温层采用体积密度为0.8g/cm³的轻质保温浇注料，所述回转窑(1)设有与其连接的一次风机(3)和助燃燃烧器一(4)，所述二燃室(2)设有与其连接的二次风机(6)和助燃燃烧器二(7)，袋式除尘器(19)和引风机(28)之间还依次连接有填料吸收塔(24)和烟气加热器(27)。

2.按照权利要求1所述的实现多物态的工业危险废物焚烧处理系统，其特征在于，所述二燃室(2)顶部出口处设有由气动装置控制的紧急排放烟囱(9)。

3.按照权利要求1或2所述的实现多物态的工业危险废物焚烧处理系统，其特征在于，所述余热锅炉(10)采用双汽包结构并配备了吹灰设备。

4.按照权利要求3所述的实现多物态的工业危险废物焚烧处理系统，其特征在于，所述急冷塔(11)和干式脱酸反应塔(13)内均设有双流体喷嘴(14)，并通过压缩空气由消石灰仓(15)向塔内供料。

5.按照权利要求4所述的实现多物态的工业危险废物焚烧处理系统，其特征在于，所述干式脱酸反应塔(13)与袋式除尘器(19)连接段烟道设有与其连接的活性炭喷射器并通过压缩空气由活性炭仓(16)向连接段烟道供料，与活性炭混合的烟气经进风调节阀(18)从灰斗上部进入袋式除尘器(19)，在袋式除尘器(19)两侧设置旁路调节阀(17)。

6.按照权利要求5所述的实现多物态的工业危险废物焚烧处理系统，其特征在于，所述填料吸收塔(24)进口前端设有饱和器(21)，填料吸收塔(24)内上部设有碱液喷淋管(25)。

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