CN102944018B - 一种危险废物焚烧及其余热发电系统 - Google Patents

一种危险废物焚烧及其余热发电系统 Download PDF

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Abstract

一种危险废物焚烧及其余热发电系统,包括连续给料装置、烟气净化装置、发电装置、在线监测装置、鼓泡床焚烧炉和余热锅炉,连续给料装置具有出料口,鼓泡床焚烧炉具有进料口和A烟气出口,鼓泡床焚烧炉的进料口通过料槽连接连续给料装置的出料口;余热锅炉具有A烟气进口和B烟气出口,鼓泡床焚烧炉的A烟气出口通过管道连接余热锅炉的A烟气进口;烟气净化装置具有B烟气进口,余热锅炉的B烟气出口通过管道连接烟气净化装置的B烟气进口;发电装置通过主蒸汽管道连接余热锅炉。本发明通过焚烧脱墨渣产生的高温烟气进入余热锅炉吸收其热量而产生过热蒸汽,再利用过热蒸汽发电,由此增加电能,达到了利用烟气余热发电、减少环境污染的目的。

Description

一种危险废物焚烧及其余热发电系统
技术领域
[0001] 本发明涉及废物焚烧及其余热发电系统领域,特别是涉及可以处理造纸厂脱墨渣的一种危险废物焚烧及其余热发电系统。
背景技术
[0002] 危险废物是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性、感染性等一种或一种以上危险特性,以及不排除具有以上危险特性的固体废物。在操作、储存、运输、处理和处置不当时危险废物会对人体健康或环境带来重大威胁。
[0003] 危险废物是指固体废物或固体废物化合物,由于其数量、浓度和物理、化学、传染特性可以导致或明显影响死亡率的增加和严重不可挽回或不可逆疾病的增加;或在不恰当处理、贮存、运输、处置或其他方式时对人体健康或环境造成确实存在或潜在危害。
[0004] 焚烧作为一种处置方法,适用于那些不能再循环、再利用或安全填埋的废物。焚烧温度很高,是一种热氧化的过程。其中危险废物与氧气反应,生成气体和不易再燃烧的固体残渣。所产生气体需要净化后排放,固体残渣须进行安全填埋处置。填埋是一种把危险废物转移或贮存在土壤中的方法。对危险废物来说,填埋往往被认为是为减少和消除废物危害,在对其进行各种方式处理之后所采取的一种最终处置措施。
[0005]目前,造纸行业生产出来的脱墨渣产量大,含水量高,不易燃烧,烘干时容易自燃。通常情况下脱墨渣与煤混合后送进循环流化床锅炉内焚烧处理。由于脱墨渣被列入危险废物名单,按《危险废物焚烧污染控制标准GB18484-2001》,危险废物焚烧处理的规范主要有:
[0006] 1、燃烧系统要设置二次燃烧室,并保证烟气在二次燃烧室1100°C以上停留时间大于2秒;
[0007] 2、焚烧废物产生的高温烟气应采取急冷处理,使烟气温度在I秒内从500°C降到200°C以下,减少烟气在200〜500°C温区的滞留时间;
[0008] 3、确保焚烧炉出口烟气中氧气含量达到6%〜10%干烟气;
[0009] 4、炉渣热灼减率应〈5%。
[0010] 脱墨渣被列入危险废物后,旧的处理方法不符合《危险废物焚烧污染控制标准GB18484-2001》,环境评审不达标。脱墨渣处理方法有以下几种:
[0011] a)危险废物固化填埋。将脱墨渣固化填埋,处理成本高,还给环境带来巨大压力。脱墨渣没有得到循环利用,造成资源浪费。
[0012] b)机械炉排炉焚烧。采用机械炉排炉焚烧脱墨渣,由于脱墨渣物理特性原因,容易从炉排间漏出,这不仅影响了锅炉的安全运行,还造成一部分危险废物没有得到焚烧处理,不符合规范要求。
[0013] c)旋转窑焚烧炉。采用旋转窑焚烧炉处理脱墨渣的缺点是:投资成本高;运转时必须小心,耐火砖维护费用高;脱墨渣可能会快速滚出窑外,无法完全焚烧;热效率低。
发明内容
[0014] 本发明所要解决的技术问题是:针对上述现有技术中存在的不足,本发明提供一种危险废物焚烧及其余热发电系统,该危险废物焚烧及其余热发电系统能符合国家规范要求将脱墨渣焚烧处理,焚烧脱墨渣产生的高温烟气通入余热锅炉回收热量,产生蒸汽,用于发电,由汽轮机排出的乏汽循环利用或用于造纸。
[0015] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种危险废物焚烧及其余热发电系统,包括连续给料装置、烟气净化装置和发电装置,该危险废物焚烧及其余热发电系统还包括鼓泡床焚烧炉和余热锅炉,连续给料装置具有出料口,鼓泡床焚烧炉具有进料口和A烟气出口,鼓泡床焚烧炉的进料口通过料槽连接连续给料装置的出料口 ;余热锅炉具有A烟气进口和B烟气出口,鼓泡床焚烧炉的A烟气出口通过管道连接余热锅炉的A烟气进口 ;烟气净化装置具有B烟气进口,余热锅炉的B烟气出口通过管道连接烟气净化装置的B烟气进口 ;发电装置通过主蒸汽管道连接余热锅炉。
[0016] 在上述技术方案中,在所述鼓泡床焚烧炉的炉膛内设有焚烧区和二次燃烧室,二次燃烧室位于焚烧区上部,在焚烧区底部设有料床,在料床底部设有分配器,在分配器的底部设有送风机;在炉膛内壁上设有A喷嘴和B喷嘴,A喷嘴位于焚烧区,B喷嘴位于二次燃烧室。
[0017] 进一步的,所述A喷嘴倾斜向下设置在所述炉膛内壁上,A喷嘴的中心线与水平线之间的夹角为5°〜20°。
[0018] 进一步的,所述B喷嘴倾斜向上设置在所述炉膛内壁上,B喷嘴的中心线与水平线之间的夹角为5°〜20°。
[0019] 进一步的,所述余热锅炉设有换热段和急冷段,在换热段设置有过热器和蒸发器,在急冷段设置有省煤器、空气预热器和紧急喷淋装置,在所述余热锅炉外设置有汽包,所述发电装置包括主蒸汽阀,循环水或工业水进入省煤器的入口,省煤器的出口与汽包的饱和水入口相连,汽包的饱和水出口与蒸发器的入口相连,蒸发器的出口与汽包的饱和蒸汽入口相连,汽包的饱和蒸汽出口与过热器的入口相连,过热器的蒸汽出口通过主蒸汽管道连接主蒸汽阀。
[0020] 进一步的,所述烟气净化装置包括半干式脱硫反应塔、布袋除尘器、引风机、烟囱、石灰仓、活性炭贮罐、石灰计量螺旋输送机、熟石灰制浆罐、石灰浆稀释罐、活性炭给料斗、石灰浆栗和罗茨风机,石灰仓、石灰计量螺旋输送机、熟石灰制浆罐、石灰浆稀释罐、石灰浆栗和半干式脱硫反应塔依次连接,活性炭贮罐、活性炭给料斗和罗茨风机依次连接,罗茨风机通过管道连接到半干式脱硫反应塔的烟气出口后面的烟气管道上;布袋除尘器的烟气出口通过管道连接引风机,引风机通过管道连接烟囱。
[0021] 进一步的,所述发电装置包括汽轮机、发电机、减温减压装置、联轴器、主蒸汽阀和旁路阀,所述余热锅炉包括过热器,过热器的蒸汽出口经主蒸汽管道连接主蒸汽阀,主蒸汽阀经主蒸汽管道连接汽轮机的蒸汽入口,汽轮机通过联轴器连接发电机;在过热器的蒸汽出口和主蒸汽阀之间的主蒸汽管道上设有旁路蒸汽管道,旁路阀一端通过旁路蒸汽管道连接所述主蒸汽管道,旁路阀另一端通过旁路蒸汽管道连接减温减压装置。
[0022] 进一步的,该系统还包括在线监测装置,在线监测装置具有监测器,在线监测装置安装在所述烟气净化装置中的烟囱上。
[0023] 本发明的有益效果是:1、本发明中的连续给料装置连续向炉内输送脱墨渣,采用鼓泡床焚烧炉焚烧脱墨渣,脱墨渣在料床上翻滚、加热、脱水、气化、燃烧,在高温下充分燃烧的脱墨渣生成无毒、无味、无污染的灰渣。当料床温度达不到850°C时,A喷嘴喷烧柴油或天然气,使料床温度保持在850°C以上。1100°C以上的烟气在二次燃烧室内停留时间超过2秒,然后进入余热锅炉。余热锅炉通过热交换,使烟气温度降至550°C。降温后的烟气进入急冷段急冷,在I秒内从550°C降到200°C以下,杜绝了高温烟气再次生成二恶英。排出余热锅炉的烟气经过净化达到环保要求后再排入大气。余热锅炉吸收的热量产生过热蒸汽,进入发电装置发电,发电后的蒸汽用于工艺造纸,满足生产需要。2、本发明通过鼓泡床焚烧炉焚烧脱墨渣,焚烧脱墨渣产生的高温烟气进入余热锅炉吸收其热量而产生过热蒸汽,再利用过热蒸汽通过发电装置发电,由此增加发电量,达到了综合利用烟气余热、提高烟气余热利用率的目的,并达到了节约能耗、减少环境污染的目的;同时,提高了生产企业的经济效益,减少了环境污染,达到了增加能源并提高社会效益的目的。3、本发明符合节能环保的要求。4、本发明不但能提高企业自身的经济效益,还可以增加社会效益。5、本发明设计合理,实用性强,在造纸工业领域中具有广泛的推广和使用价值。
附图说明
[0024] 图1是本发明的结构示意图;
[0025]图2是本发明中的鼓泡床焚烧炉和余热锅炉的结构示意图;
[0026] 图3是本发明中的烟气净化装置的结构示意图;
[0027] 图4是本发明中的发电装置的结构示意图;
[0028] 图1至图4中的附图标记说明:10 连续给料装置;101 出料口 ;102 脱墨渣;20——鼓泡床焚烧炉;201——进料口 ;202——A烟气出口 ;203——焚烧区;204——二次燃烧室;205——料床;206——分配器;207——送风机;208——A喷嘴;209——B喷嘴;30——余热锅炉;301——A烟气进口 ;302——B烟气出口 ;303——换热段;304——急冷段;305 过热器;306 蒸发器;307 省煤器;308 空气预热器;309 紧急喷淋装置;3010——汽包;40——烟气净化装置;401——B烟气进口 ;402——半干式脱硫反应塔;403--布袋除尘器;404--引风机;405--烟囱;406--石灰仓;407--
活性炭贮罐;408—一石灰计量螺旋输送机;409—一熟石灰制浆罐;4010—一石灰浆稀释Si ;4011 活性炭给料斗;4012 石灰楽栗;4013 罗茨风机;50 发电装置;501——汽轮机;502——发电机;503——减温减压装置;504——联轴器;505——主蒸汽阀;506——旁路阀;60——在线监测装置;601——监测器。
具体实施方式
[0029] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明,并不是把本发明的实施范围局限于此,该实施例并不限制本发明的保护范围,熟悉此项技艺者,于不背离本发明的保护范围及精神下所进行的合理的变化都应属于本发明的保护范围。
[0030] 如图1所示,本实施例所述的一种危险废物焚烧及其余热发电系统,包括连续给料装置10、烟气净化装置40、发电装置50和在线监测装置60,该危险废物焚烧及其余热发电系统还包括鼓泡床焚烧炉20和余热锅炉30,连续给料装置10具有出料口 101,鼓泡床焚烧炉20具有进料口 201和A烟气出口 202,鼓泡床焚烧炉20的进料口 201通过料槽连接连续给料装置10的出料口 101 ;余热锅炉30具有A烟气进口 301和B烟气出口 302,鼓泡床焚烧炉20的A烟气出口 202通过管道连接余热锅炉30的A烟气进口 301 ;烟气净化装置40具有B烟气进口 401,余热锅炉30的B烟气出口 302通过管道连接烟气净化装置40的B烟气进口 401 ;发电装置50通过主蒸汽管道连接余热锅炉30。
[0031] 如图2所示,在所述鼓泡床焚烧炉20的炉膛内设有焚烧区203和二次燃烧室204,二次燃烧室204位于焚烧区203上部,在焚烧区203底部设有料床205,在料床205底部设有分配器206,在分配器206的底部设有送风机207 ;在炉膛内壁上设有A喷嘴208和B喷嘴209,A喷嘴208位于焚烧区203,B喷嘴209位于二次燃烧室204。所述A喷嘴208倾斜向下设置在所述炉膛内壁上,A喷嘴208的中心线与水平线之间的夹角为5°〜20°。所述B喷嘴209倾斜向上设置在所述炉膛内壁上,B喷嘴209的中心线与水平线之间的夹角为5°〜20°。如图1和图2所示,脱墨渣102通过连续给料装置10由鼓泡床焚烧炉20的进料口 201进入炉内,高温燃烧形成无毒、无味、无污染的灰渣,从鼓泡床焚烧炉20高温燃烧出来的烟气经过余热锅炉30的热交换、急冷处理,减少二恶英的产生,为了进一步减少有害物质及二恶英的排放,烟气进入烟气净化装置40脱硫脱酸除尘,经引风机404抽入烟囱405,排入大气。送风机207通过料床205底部的分配器206将热空气平均吹送到炉内,脱墨渣102通过连续加料装置10送进鼓泡床焚烧炉20内,掉落在料床205上翻滚、加热、脱水、气化、燃烧。料床205上部设有A喷嘴208,当料床205的温度过低时,A喷嘴208喷烧柴油或天然气,使料床205的温度维持在850°C左右。脱墨渣102充分气化出有害物质,高温焚烧后产生无毒、无味、无污染的灰渣,掉落在料床205上。料床205定期排渣。鼓泡床焚烧炉20上部的二次燃烧室204设置B喷嘴209,鼓泡床焚烧炉20启动时B喷嘴209喷烧柴油或天然气,使二次燃烧室204的温度维持在1100°C以上,烟气在1100°C以上停留时间超过2秒,保证有害物质充分燃烧分解,减少二恶英的生成。
[0032] 如图2和图4所示,所述余热锅炉30设有换热段303和急冷段304,在换热段303设置有过热器305和蒸发器306,在急冷段304设置有省煤器307、空气预热器308和紧急喷淋装置309,在所述余热锅炉30外设置有汽包3010,所述发电装置50包括主蒸汽阀505,循环水或工业水进入省煤器307的入口,省煤器307的出口与汽包3010的饱和水入口相连,汽包3010的饱和水出口与蒸发器306的入口相连,蒸发器306的出口与汽包3010的饱和蒸汽入口相连,汽包3010的饱和蒸汽出口与过热器305的入口相连,过热器305的蒸汽出口通过主蒸汽管道连接主蒸汽阀505。余热锅炉30的A烟气进口 301与二次燃烧室204的A烟气出口 202相连,烟气在换热段303内,经过热器305、蒸发器306换热后,温度降至5500C,然后进入急冷段304。急冷段304蛇形布置有省煤器307及空气预热器308,烟气经过急冷段304时,烟气与省煤器307、空气预热器308进行热交换,温度在I秒内从550°C降到200°C以下。急冷段304尾段设有紧急喷淋装置309,用于紧急情况下,对烟气进行喷淋急冷。从二次燃烧室204出来的二恶英处于分解状态,通过急冷段304急冷到200°C以下,避开了二恶英的再次合成,最后从B烟气出口 302排出。在图2中,箭头所示的方向为烟气流动的方向。
[0033] 如图3所示,所述烟气净化装置40包括半干式脱硫反应塔402、布袋除尘器403、引风机404、烟囱405、石灰仓406、活性炭贮罐407、石灰计量螺旋输送机408、熟石灰制浆罐409、石灰浆稀释罐4010、活性炭给料斗4011、石灰浆栗4012和罗茨风机4013,石灰仓406、石灰计量螺旋输送机408、熟石灰制浆罐409、石灰浆稀释罐4010、石灰浆栗4012和半干式脱硫反应塔402依次连接,活性炭贮罐407、活性炭给料斗4011和罗茨风机4013依次连接,罗茨风机4013通过管道连接到半干式脱硫反应塔402的烟气出口后面的烟气管道上;布袋除尘器403的烟气出口通过管道连接引风机404,引风机404通过管道连接烟囱405。在烟气净化装置40中,从石灰仓406出来的石灰通过石灰计量螺旋输送机408输送到熟石灰制浆罐409内制成熟石灰,熟石灰流入石灰浆稀释罐4010与工业水混合稀释后,通过石灰浆栗4012输送到半干式脱硫反应塔402内进行雾化。从B烟气进口 401进来的烟气与半干式脱硫反应塔402内的净化液充分接触,烟气中的有害、有毒物质溶于雾中。含有害物质的雾沉降到半干式脱硫反应塔402的底部。活性炭贮罐407内的活性炭由活性炭给料斗4011送出,通过罗茨风机4013吹送到半干式脱硫反应塔402的烟气出口后面的烟气管道上。从半干式脱硫反应塔402净化出来的烟气与活性炭相混合,一起输送到布袋除尘器403内。从布袋除尘器403除尘后的烟气经引风机404吹送到烟囱405,然后排入大气。在图3中,空心箭头所示的方向为烟气流动的方向。实心箭头所示的方向为工业水流动的方向。
[0034] 如图4所示,所述发电装置50包括汽轮机501、发电机502、减温减压装置503、联轴器504、主蒸汽阀505和旁路阀506,所述余热锅炉30包括过热器305,过热器305的蒸汽出口经主蒸汽管道连接主蒸汽阀505,主蒸汽阀505经主蒸汽管道连接汽轮机501的蒸汽入口,汽轮机501通过联轴器504连接发电机502 ;在过热器305的蒸汽出口和主蒸汽阀505之间的主蒸汽管道上设有旁路蒸汽管道,旁路阀506 —端通过旁路蒸汽管道连接所述主蒸汽管道,旁路阀506另一端通过旁路蒸汽管道连接减温减压装置503。从余热锅炉30出来的过热蒸汽进入汽轮机501内做功,做功后的蒸汽循环利用或用于造纸工艺。汽轮机501通过联轴器504与发电机502连接,汽轮机501运转后带动发电机502发电。主蒸汽管道设有旁路,当汽轮机501发生故障时,主蒸汽阀505关闭,旁路阀门506打开,过热蒸汽从旁路进入减温减压装置503,经减温减压后循环利用或用于造纸工艺。在图4中,实心箭头所示的方向为工业水或烟气或蒸汽流动的方向。
[0035] 如图1所示,该系统还包括在线监测装置60,在线监测装置60具有监测器601,在线监测装置60安装在所述烟气净化装置40中的烟囱405上。
[0036] 以上所述仅是本发明的一个较佳实施例,故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,均包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (3)

1.一种危险废物焚烧及其余热发电系统,包括连续给料装置(10)、烟气净化装置(40)和发电装置(50),其特征在于:还包括鼓泡床焚烧炉(20)和余热锅炉(30),连续给料装置(10)具有出料口( 101),鼓泡床焚烧炉(20)具有进料口(201)和A烟气出口(202),鼓泡床焚烧炉(20)的进料口(201)通过料槽连接连续给料装置(10)的出料口(101);余热锅炉(30 )具有A烟气进口( 301)和B烟气出口( 302 ),鼓泡床焚烧炉(20 )的A烟气出口( 202 )通过管道连接余热锅炉(30)的A烟气进口(301);烟气净化装置(40)具有B烟气进口(401 ),余热锅炉(30)的B烟气出口(302)通过管道连接烟气净化装置(40)的B烟气进口(401);发电装置(50)通过主蒸汽管道连接余热锅炉(30);在所述鼓泡床焚烧炉(20)的炉膛内设有焚烧区(203)和二次燃烧室(204),二次燃烧室(204)位于焚烧区(203)上部,在焚烧区(203 )底部设有料床(205 ),在料床(205 )底部设有分配器(206 ),在分配器(206 )的底部设有送风机(207);在炉膛内壁上设有A喷嘴(208)和B喷嘴(209),A喷嘴(208)位于焚烧区(203), B喷嘴(209)位于二次燃烧室(204);所述烟气净化装置(40)包括半干式脱硫反应塔(402)、布袋除尘器(403)、引风机(404)、烟囱(405)、石灰仓(406)、活性炭贮罐(407)、石灰计量螺旋输送机(408 )、熟石灰制浆罐(409 )、石灰浆稀释罐(4010 )、活性炭给料斗(4011)、石灰浆栗(4012)和罗茨风机(4013),石灰仓(406)、石灰计量螺旋输送机(408)、熟石灰制浆罐(409)、石灰浆稀释罐(4010)、石灰浆栗(4012)和半干式脱硫反应塔(402)依次连接,活性炭贮罐(407 )、活性炭给料斗(4011)和罗茨风机(4013 )依次连接,罗茨风机(4013 )通过管道连接到半干式脱硫反应塔(402)的烟气出口后面的烟气管道上;布袋除尘器(403)的烟气出口通过管道连接引风机(404 ),引风机(404 )通过管道连接烟囱(405 ),其中,所述A喷嘴(208)倾斜向下设置在所述炉膛内壁上,A喷嘴(208)的中心线与水平线之间的夹角为5°〜20°,所述B喷嘴(209)倾斜向上设置在所述炉膛内壁上,B喷嘴(209)的中心线与水平线之间的夹角为5°〜20° ;所述余热锅炉(30)设有换热段(303)和急冷段(304),在换热段(303)设置有过热器(305)和蒸发器(306),在急冷段(304)设置有省煤器(307)、空气预热器(308 )和紧急喷淋装置(309 ),在所述余热锅炉(30 )外设置有汽包(3010),所述发电装置(50 )包括主蒸汽阀(505 ),循环水或工业水进入省煤器(307 )的入口,省煤器(307 )的出口与汽包(3010)的饱和水入口相连,汽包(3010)的饱和水出口与蒸发器(306)的入口相连,蒸发器(306)的出口与汽包(3010)的饱和蒸汽入口相连,汽包(3010)的饱和蒸汽出口与过热器(305)的入口相连,过热器(305)的蒸汽出口通过主蒸汽管道连接主蒸汽阀(505),余热锅炉(30)的A烟气进口 (301)与二次燃烧室(204)的A烟气出P (202)相连,烟气在换热段(303)内,经过热器(305)、蒸发器(306)换热后,温度降至550°C,然后进入急冷段(304),急冷段(304)蛇形布置有省煤器(307)及空气预热器(308),烟气经过急冷段(304)时,烟气与省煤器(307)、空气预热器(308)进行热交换,温度在I秒内从550°C降到200°C以下。
2.根据权利要求1所述的一种危险废物焚烧及其余热发电系统,其特征在于:所述发电装置(50 )包括汽轮机(501)、发电机(502 )、减温减压装置(503 )、联轴器(504 )、主蒸汽阀(505 )和旁路阀(506 ),所述余热锅炉(30 )包括过热器(305 ),过热器(305 )的蒸汽出口经主蒸汽管道连接主蒸汽阀(505),主蒸汽阀(505)经主蒸汽管道连接汽轮机(501)的蒸汽入口,汽轮机(501)通过联轴器(504)连接发电机(502);在过热器(305)的蒸汽出口和主蒸汽阀(505)之间的主蒸汽管道上设有旁路蒸汽管道,旁路阀(506) —端通过旁路蒸汽管道连接所述主蒸汽管道,旁路阀(506 )另一端通过旁路蒸汽管道连接减温减压装置(503 )。
3.根据权利要求1所述的一种危险废物焚烧及其余热发电系统,其特征在于:该系统还包括在线监测装置(60),在线监测装置(60)具有监测器(601),在线监测装置(60)安装在所述烟气净化装置(40)中的烟囱(405)上。
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Denomination of invention: A hazardous waste incineration and waste heat power generation system

Effective date of registration: 20200729

Granted publication date: 20151028

Pledgee: Dongguan branch of Bank of Dongguan Co.,Ltd.

Pledgor: GUANGDONG KAINENG ENVIRONMENTAL PROTECTION & ENERGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2020980004508