CN103175208B - 流化床共处置固液多态危险废物焚烧系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种流化床共处置固液多态危险废物焚烧系统及其方法。它包括流化床焚烧装置本体、液态危险废物进料系统、固态危险废物进料系统、余热利用系统以及尾气处理系统。本发明固液多态危险废物分别通过液态危险废物进料系统、固态危险废物进料系统进入流化床焚烧装置本体进行焚烧，烟气通过余热利用系统以及尾气处理系统进行余热利用和尾气净化处理。本发明适应于多态危险废弃物的减量化，资源化利用的焚烧装置和余热利用以及尾气处理的完整系统。从而实现了针对不同物理状态的危险废物不同进料的流化床装置焚烧，解决了一种进料装置对不同状态的危险废进料限制的技术问题，同时实现了危废的资源再利用和无毒化处理。
Description
技术领域
本发明涉及危险废物的流化床处置及资源再利用技术，尤其涉及一种流化床共处置固液多态危险废物焚烧系统及其方法。
背景技术
根据国家环境保护部的统计，2009年全国危险废物产生量为1429.8万吨，其中综合利用(包含利用往年贮存量)、贮存量、处置量分别为830万吨、219万吨和428万吨，但若根据工业固体废物申报登记数据和国外危险废物与工业固体废物的比例判断，我国危险废物的产生量应该在4000-6000万吨之间，即为所公布统计数据的3-4倍。随着我国经济的快速增长，危险废物的产生量还在不断攀升，但针对这些废物的处置设施容量远远满足不了需求。2009年我国危险废物处置量达到428万吨/年，仅占危险废物统计量的30%，如果以实际估算产生量（4000万吨）计，还不到11%。
焚烧法作为危险废物的主要处理方法之一，适用于具有一定热值的废物。焚烧法不仅能彻底解除废物的毒性和危害性，而且能最大程度地减少危险废物的体积，是废物无害化、减量化的最有力手段。流化床焚烧炉是其中一种重要的焚烧方法，其实上世纪六十年代初迅速发展起来的一种新型清洁燃烧技术，具有燃烧室简单、床内燃烧混合度高、稳定运行、投资省和低污染排放等优点。
但目前的流化床焚烧装置存在着仅能处理污泥或垃圾等固体危险废物的弱点，不适宜大量的液态和固态危险废物的处置能力，因此寻找一种结构合理，能够同时处理固体和液态等多种状态的危险废物的流化床燃烧装置而又能够达到危险废物装置的污染物排放标准很有必要。
发明内容
本发明的目的是克服了流化床焚烧装置只能处置垃圾污泥等非液态危险废物的不足，提供一种流化床共处置固液多态危险废物焚烧系统及其方法。
流化床共处置固液多态危险废物焚烧系统包括流化床焚烧装置本体、液态危险废物进料系统、固态危险废物进料系统、余热利用系统、尾气处理系统，流化床焚烧装置本体包括液态进料口、固体进料口、一次风口、风室、炉膛、二次风口、分离器、分离器回料装置，液态进料口位于炉膛中部，固体进料口位于炉膛下部，一次风口与风室相连，二次风口位于炉膛中部两侧，分离器与炉膛上部相连，并通过分离器回料装置与炉膛下部部相连；液态危险废物进料系统包括液态危险废物储存罐、罐后阀门、第一液态危险废物输送泵、液态危险废物输送管道、泵前滤网、第二液态危险废物输送泵、炉前闸门，液态危险废物储存罐通过液态危险废物输送管道与流化床焚烧装置本体中液态进料口相连，在液态危险废物输送管道上装有罐后阀门、罐后阀门后安装泵前滤网，泵前滤网与第一液态危险废物输送泵、第一液态危险废物输送泵通过液态危险废物输送管道与第二液态危险废物输送泵、第二液态危险废物输送泵之后装置炉前闸门；固态危险废物进料系统包括固态危险废物储存仓、刮板输送带、固态危废双螺旋进料机，固态危险废物储存仓中部装置刮板输送带，刮板输送带与固态危废双螺旋进料机相连。余热利用系统包括低温过热器、高温过热器、省煤器、空预器，低温过热器之后连接高温过热器，高温过热器之后省煤器，省煤器之后连接空预器；尾气处理系统包括脱硫塔、布袋除尘器、储粉仓、空气斜槽、脱硫塔外排灰口、引风机、布袋除尘器排灰口、添加剂斗、储水箱、输水泵，布袋除尘器与脱硫塔尾部烟道相连，布袋除尘器后部连接引风机，布袋除尘器底部通过空气斜槽与脱硫塔下部相连，空气斜槽与储粉仓相连，储水箱与输送泵中间管道连接添加剂斗，脱硫塔外排灰口位于脱硫塔底端，布袋除尘器排灰口位于布袋除尘器尾部底端。
所述的固态危废双螺旋进料机包括驱动装置、同步齿轮箱、机箱、清料门、进料斗、强力螺旋、均料器、出料门、出料口、机架，同步齿轮箱的被动齿轮与驱动装置的主动齿轮相连，同步齿轮箱带动强力螺旋，同步齿轮箱和强力螺旋位于机箱内部，清料门安装于进料斗侧部，均料器位于强力螺旋后方，出料门与出料口位于均料器下方，出料门安装在出料口之前，进料机整体安装于机架上。
流化床共处置固液多态危险废物焚烧方法是：进入焚烧厂的固态危险废物进过破碎去铁预处理后卸入固态危险废物储存仓，液态危险废物注入液态危险废物储存罐；液态危险废物和固态危险废物分别通过液态危险废物进料系统和固态危险废物进料系统以400～500吨/天的给料速率进入炉膛，通过底层高温床料将危险废物点燃燃烧，在燃烧过程中，炉膛内温度保持900～1000℃，在炉膛未燃烬的危险废物颗粒在分离器中下降分离，并通过分离器回料装置回送至炉膛内，使未燃烬的危险废物颗粒完全燃烧，烟气在炉膛的停留时间大于5s；采用一、二次风分级配风，一次风由二台一次风机供风，二次风由一台二次风机供风；一、二次风均通过空预器加热，加热到450～500℃后一次风通过一次风口及风室进入炉膛，二次风通过二次风口进入炉膛；炉膛产生的烟气通过分离器烟道进入余热利用系统，顺次流经低温过热器、高温过热器、省煤器、空预器之后进入尾气处理系统；进入尾气处理系统的烟气通过脱硫塔烟气中小液滴与氧化钙颗粒以很高的传质速率与烟气中的酸性物质混合反应，生成CaSO4和CaSO3反应产物从脱硫塔外排灰口排出，脱硫后烟气进入布袋除尘器；布袋除尘器灰斗灰经螺旋输送机分两路，一路经星型给料机落入空气斜槽回送至脱硫塔下部，另一路直接由布袋除尘器排灰口排出送入灰库外排，最后经过布袋除尘器后烟气由引风机引至烟囱排放，从而实现危险废物无毒化，资源化焚烧利用。
本发明实现了针对不同物理状态的危险废物不同进料的流化床装置焚烧，解决了一种进料装置对不同状态的危险废进料限制的技术问题，同时实现了危废的资源再利用和无毒化处理、液态危险废物进料系统和固态危险废物进料系统可以分别单独运行，但低热值液态危险废物无法独立燃烧时也可以同时进行运行，保证了流化床共处置固液多态危险废物焚烧装置和系统的处置危险废物的能力和稳定运行，同时保证了固态和液态危险废物的即时燃烧处置；固态危废双螺旋进料机简洁、耐用，连续工作时间长；调节控制方便、可靠，自动化程序完善，密闭性良好；机器给出的危险废物会即时自动下落，无滞留、停顿现象（不再借助外部设备帮助），保持尽可能地均匀连续给料。不仅可以对固态还可以对膏状物料，半流化物料进行给料。
附图说明
图1为流化床共处置固液多态危险废物焚烧系统结构示意图；
图2为本发明的固态危废双螺旋进料机；
图中，流化床焚烧装置本体1、液态危险废物进料系统2、固态危险废物进料系统3、余热利用系统4、尾气处理系统5、液态危险废物储存罐6、罐后阀门7、第一液态危险废物输送泵8、液态危险废物输送管道9、滤网10、第二液态危险废物输送泵11、炉前闸门12、液体进料口13、固态危险废物储存仓14、刮板输送带15、固态危废双螺旋进料机16、固体进料口17、一次风口18、风室19、炉膛20、二次风口21、分离器22、分离器回料装置23、高温过热器24、低温过热器25、空预器27、省煤器28、脱硫塔29、布袋除尘器30、储粉仓31、空气斜槽32、脱硫塔外排灰口33、引风机34、布袋除尘器排灰口35、添加剂斗36、储水箱37、输水泵38、驱动装置39、同步齿轮箱40、机箱41、清料门42、进料斗43、强力螺旋44、均料器45、出料口46、出料门47、机架48。
具体实施方式
如图1所示，流化床共处置固液多态危险废物焚烧系统包括流化床焚烧装置本体1、液态危险废物进料系统2、固态危险废物进料系统3、余热利用系统4、尾气处理系统5，流化床焚烧装置本体1包括液态进料口13、固体进料口17、一次风口18、风室19、炉膛20、二次风口21、分离器22、分离器回料装置23，液态进料口13位于炉膛20中部，固体进料口17位于炉膛20下部，一次风口18与风室19相连，二次风口21位于炉膛20中部两侧，分离器22与炉膛20上部相连，并通过分离器回料装置23与炉膛20下部部相连；液态危险废物进料系统2包括液态危险废物储存罐6、罐后阀门7、第一液态危险废物输送泵8、液态危险废物输送管道9、泵前滤网10、第二液态危险废物输送泵11、炉前闸门12，液态危险废物储存罐6通过液态危险废物输送管道9与流化床焚烧装置本体1中液态进料口13相连，在液态危险废物输送管道9上装有罐后阀门7、罐后阀门7后安装泵前滤网10，泵前滤网10与第一液态危险废物输送泵8、第一液态危险废物输送泵8通过液态危险废物输送管道9与第二液态危险废物输送泵11、第二液态危险废物输送泵11之后装置炉前闸门12；固态危险废物进料系统3包括固态危险废物储存仓14、刮板输送带15、固态危废双螺旋进料机16，固态危险废物储存仓14中部装置刮板输送带15，刮板输送带15与固态危废双螺旋进料机16相连。余热利用系统4包括低温过热器25、高温过热器24、省煤器28、空预器27，低温过热器25之后连接高温过热器24，高温过热器24之后省煤器28，省煤器28之后连接空预器27；尾气处理系统5包括脱硫塔29、布袋除尘器30、储粉仓31、空气斜槽32、脱硫塔外排灰口33、引风机34、布袋除尘器排灰口35、添加剂斗36、储水箱37、输水泵38，布袋除尘器30与脱硫塔29尾部烟道相连，布袋除尘器30后部连接引风机34，布袋除尘器30底部通过空气斜槽32与脱硫塔下部相连，空气斜槽32与储粉仓31相连，储水箱37与输送泵38中间管道连接添加剂斗36，脱硫塔外排灰口33位于脱硫塔29底端，布袋除尘器排灰口35位于布袋除尘器30尾部底端。
如图2所示，所述的固态危废双螺旋进料机16包括驱动装置39、同步齿轮箱40、机箱41、清料门42、进料斗43、强力螺旋44、均料器45、出料门46、出料口47、机架48，同步齿轮箱40的被动齿轮与驱动装置39的主动齿轮相连，同步齿轮箱40带动强力螺旋44，同步齿轮箱40和强力螺旋44位于机箱41内部，清料门42安装于进料斗43侧部，均料器45位于强力螺旋44后方，出料门46与出料口47位于均料器45下方，出料门46安装在出料口47之前，进料机整体安装于机架48上。
流化床共处置固液多态危险废物焚烧方法是：进入焚烧厂的液态危险废物注入液态危险废物储存罐6，进行焚烧工作时，开启炉前闸门12和罐后阀门7，运行第一液态危险废物输送泵8、第二液态危险废物输送泵11，通过液态危险废物输送管道9将液态危险废物输送至炉膛20中部进行焚烧处理，在液态危险废物输送泵8前布置一道滤网10，防止预处理不完全而引起的输送管道堵塞；固态危险废物进过破碎去铁预处理后卸入固态危险废物储存仓14，固态危险废物储存仓14中的危险废物经过吊装抓斗卸在刮板输送带15上，通过刮板输送带15送入固态危废双螺旋进料机16，通过固态危废双螺旋进料机16将固态危险废物送入炉膛20进行焚烧；液态危险废物和固态危险废物分别通过液态危险废物进料系统2和固态危险废物进料系统3以400～500吨/天的给料速率进入炉膛20，通过底层高温床料将危险废物点燃燃烧，在燃烧过程中，炉膛20内温度保持900～1000℃，在炉膛20未燃烬的危险废物颗粒在分离器22中下降分离，并通过分离器回料装置23回送至炉膛20内，使未燃烬的危险废物颗粒完全燃烧，烟气在炉膛20的停留时间大于5s；采用一、二次风分级配风，一次风由二台一次风机供风，二次风由一台二次风机供风；一、二次风均通过空预器27加热，加热到450～500℃后一次风通过一次风口18及风室19进入炉膛20，二次风通过二次风口21进入炉膛20；炉膛20产生的烟气通过分离器22烟道进入余热利用系统4，顺次流经低温过热器25、高温过热器24、省煤器28、空预器27之后进入尾气处理系统5；进入尾气处理系统5的烟气通过脱硫塔29烟气中小液滴与氧化钙颗粒以很高的传质速率与烟气中的酸性物质混合反应，生成CaSO4和CaSO3反应产物从脱硫塔外排灰口33排出，脱硫后烟气进入布袋除尘器30；布袋除尘器30灰斗灰经螺旋输送机分两路，一路经星型给料机落入空气斜槽32回送至脱硫塔29下部，另一路直接由布袋除尘器排灰口35排出送入灰库外排，最后经过布袋除尘器30后烟气由引风机34引至烟囱排放，从而实现危险废物无毒化，资源化焚烧利用。采用本发明的流化床共处置固液多态危险废物焚烧装置和系统的危险废物燃烧废渣热灼减率达0.42%，远低于《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484-2001）5%的热灼减率控制标准，常规烟气污染物的排放量也全部低于《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484-2001）排放限值，符合我国的环保要求。通过监测，采用本发明焚烧危险废物的飞灰中重金属含量和二噁英成分均达到国家标准要求，并符合了农用污泥的控制标准。
Claims (3)
1.一种流化床共处置固液多态危险废物焚烧系统，其特征在于包括流化床焚烧装置本体（1）、液态危险废物进料系统（2）、固态危险废物进料系统（3）、余热利用系统（4）、尾气处理系统（5）；流化床焚烧装置本体（1）包括液态进料口（13）、固体进料口（17）、一次风口（18）、风室（19）、炉膛（20）、二次风口（21）、分离器（22）、分离器回料装置（23），液态进料口（13）位于炉膛（20）中部，固体进料口（17）位于炉膛（20）下部，一次风口（18）与风室（19）相连，二次风口（21）位于炉膛（20）中部两侧，分离器（22）与炉膛（20）上部相连，并通过分离器回料装置（23）与炉膛（20）下部相连；液态危险废物进料系统（2）包括液态危险废物储存罐（6）、罐后阀门（7）、第一液态危险废物输送泵（8）、液态危险废物输送管道（9）、泵前滤网（10）、第二液态危险废物输送泵（11）、炉前闸门（12），液态危险废物储存罐（6）通过液态危险废物输送管道（9）与流化床焚烧装置本体（1）中液态进料口（13）相连，在液态危险废物输送管道（9）上装有罐后阀门（7）、罐后阀门（7）后安装泵前滤网（10），泵前滤网（10）与第一液态危险废物输送泵（8）相连，第一液态危险废物输送泵（8）通过液态危险废物输送管道（9）与第二液态危险废物输送泵（11）相连，第二液态危险废物输送泵（11）之后连接炉前闸门（12）；固态危险废物进料系统（3）包括固态危险废物储存仓（14）、刮板输送带（15）、固态危废双螺旋进料机（16），固态危险废物储存仓（14）中部装置刮板输送带（15），刮板输送带（15）与固态危废双螺旋进料机（16）相连；余热利用系统（4）包括低温过热器（25）、高温过热器（24）、省煤器（28）、空预器（27），低温过热器（25）之后连接高温过热器（24），高温过热器（24）之后连接省煤器（28），省煤器（28）之后连接空预器（27）；尾气处理系统（5）包括脱硫塔（29）、布袋除尘器（30）、储粉仓（31）、空气斜槽（32）、脱硫塔外排灰口（33）、引风机（34）、布袋除尘器排灰口（35）、添加剂斗（36）、储水箱（37）、输送泵（38），布袋除尘器（30）与脱硫塔（29）尾部烟道相连，布袋除尘器（30）后部连接引风机（34），布袋除尘器（30）底部通过空气斜槽（32）与脱硫塔下部相连，空气斜槽（32）与储粉仓（31）相连，储水箱（37）与输送泵（38）中间管道连接添加剂斗（36），脱硫塔外排灰口（33）位于脱硫塔（29）底端，布袋除尘器排灰口（35）位于布袋除尘器（30）尾部底端。
2.如权利要求1所述的一种流化床共处置固液多态危险废物焚烧系统，其特征在于所述的固态危废双螺旋进料机（16）包括驱动装置（39）、同步齿轮箱（40）、机箱（41）、清料门（42）、进料斗（43）、强力螺旋（44）、均料器（45）、出料门（46）、出料口（47）、机架（48），同步齿轮箱（40）的被动齿轮与驱动装置（39）的主动齿轮相连，同步齿轮箱（40）带动强力螺旋（44），同步齿轮箱（40）和强力螺旋（44）位于机箱（41）内部，清料门（42）安装于进料斗（43）侧部，均料器（45）位于强力螺旋（44）后方，出料门（46）与出料口（47）位于均料器（45）下方，出料门（46）安装在出料口（47）之前，进料机整体安装于机架（48）上。
3.一种使用如权利要求1所述系统的流化床共处置固液多态危险废物焚烧方法，其特征在于进入焚烧厂的固态危险废物经过破碎去铁预处理后卸入固态危险废物储存仓（14），液态危险废物注入液态危险废物储存罐（6）；液态危险废物和固态危险废物分别通过液态危险废物进料系统（2）和固态危险废物进料系统（3）以400～500吨/天的给料速率进入炉膛（20），通过底层高温床料将危险废物点燃燃烧，在燃烧过程中，炉膛（20）内温度保持900～1000℃，在炉膛（20）未燃烬的危险废物颗粒在分离器（22）中下降分离，并通过分离器回料装置（23）回送至炉膛（20）内，使未燃烬的危险废物颗粒完全燃烧，烟气在炉膛（20）的停留时间大于5s；采用一、二次风分级配风，一次风由二台一次风机供风，二次风由一台二次风机供风；一、二次风均通过空预器（27）加热，加热到450～500℃后一次风通过一次风口（18）及风室（19）进入炉膛（20），二次风通过二次风口（21）进入炉膛（20）；炉膛（20）产生的烟气通过分离器（22）烟道进入余热利用系统（4），顺次流经低温过热器（25）、高温过热器（24）、省煤器（28）、空预器（27）之后进入尾气处理系统（5）；进入尾气处理系统（5）的烟气通过脱硫塔（29）烟气中小液滴与氧化钙颗粒以很高的传质速率与烟气中的酸性物质混合反应，生成CaSO4和CaSO3反应产物从脱硫塔外排灰口（33）排出，脱硫后烟气进入布袋除尘器（30）；布袋除尘器（30）灰斗灰经螺旋输送机分两路，一路经星型给料机落入空气斜槽（32）回送至脱硫塔（29）下部，另一路直接由布袋除尘器排灰口（35）排出送入灰库外排，最后经过布袋除尘器（30）后烟气由引风机（34）引至烟囱排放，从而实现危险废物无毒化，资源化焚烧利用。
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