CN104566396A - 一种基于等离子熔融炉处理危险废物系统及方法 - Google Patents

一种基于等离子熔融炉处理危险废物系统及方法 Download PDF

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Abstract

一种基于等离子熔融炉处理危险废物系统，包括有预处理系统、热解熔融系统、烟气处理系统，热解熔融系统包括等离子熔融炉，烟气处理系统依次包括有二次燃烧室、重力沉降室、骤冷塔、SCR系统、布袋除尘器、活性炭吸附塔、碱洗塔和排烟烟囱。本发明技术方案的系统，利用烟气尾气分级处理方式实现对烟气尾气的净化，实现将顽固危险废物彻底去除，本系统在工作时，各个设备管道与外界无空气交换，设备内烟气尾气不会对外界空气造成二次污染，在烟气尾气处理中，分级分步处理烟气尾气，烟气尾气内污染物质处理彻底，避免了顽固危险废物及烟气尾气对环境的二次污染。

Description

一种基于等离子熔融炉处理危险废物系统及方法
技术领域
本发明属于危险废物处理及环境保护领域，更具体的说涉及一种全封闭的、更加彻底的危险废物熔融热解及烟气尾气净化的基于等离子熔融炉处理危险废物系统及处理方法。
背景技术
目前，工业生产和特种行业的顽固危险废物、医院的医疗危险废物等日益增多，是环境治理和保护中最难处理的一块，这些危险废物严重影响着人们的生活环境和生活质量，急需开发一种彻底了危险废物处理系统。现有技术中，随着等离子体技术的发展，在冶金、铸造、加工制造、表面处理等行业中的不断应用，将等离子体技术应用到各类危险废物的熔融热解中，也较为常见。但是，现有技术中，暂时还没有一个完整的系统可以实现利用等离子技术对各类危险废物进行熔融热解后，而分级的彻底的净化烟气尾气，在这个系统中可以将烟气尾气完全净化，将未充分燃烧的可燃性气体进行充分燃烧，将顽固的不易熔融热解的危险废物进行多次收集并多次熔融热解，将烟气尾气中的热量充分利用。
发明内容
本发明技术方案旨在提供一种实现顽固危险废物的彻底熔融热解、烟气尾气的封闭式彻底净化、余热的合理利用的基于等离子熔融炉处理危险废物的系统及方法。
本发明一种基于等离子熔融炉处理危险废物系统，包括有预处理系统、热解熔融系统、烟气处理系统，热解熔融系统包括等离子熔融炉，烟气处理系统依次包括有二次燃烧室、重力沉降室、骤冷塔、SCR系统、布袋除尘器、活性炭吸附塔、碱洗塔和排烟烟囱，所述二次燃烧室与等离子熔融炉连接，重力沉降室与二次燃烧室连接，重力沉降室与骤冷塔之间还设置有余热锅炉，SCR系统与布袋除尘器之间还设置有降温塔，碱洗塔后部连接有蒸汽再沸器，蒸汽再沸器后部连接有引风机，引风机与排烟烟囱连接。
优选的，二次燃烧室的烟气入口与等离子熔融炉排气口连接。
优选的，重力沉降室上设置有排烟管一和排烟管二，排烟管一与余热锅炉连接，排烟管二与排烟烟囱连接。
优选的，余热锅炉上设置有出水管，所述出水管与蒸汽再沸器连接。
一种基于等离子熔融炉处理危险废物系统处理危险废物的方法，
第一步，危险废物预处理及熔融热解：
将危险废物置于等离子熔融炉内进行熔融热解，并将热解产生的烟气经过等离子熔融炉排气口和二次燃烧室烟气入口进入到二次燃烧室内，对烟气中的可燃气体进行进一步的充分燃烧；
本发明中的等离子熔融炉和二次燃烧室均采用有保温层，在熔融热解和燃烧过程中，有效的避免燃烧器的金属炉体在高温的作用下发生氧化和热传导，对外界产生大量的热辐射，造成工作环境恶劣，严重影响环境内的设备和工作人员；
第二步，烟气尾气处理：
烟气尾气处理是采用分级处理烟气尾气中的颗粒物、重金属、二恶英、酸性物质等，直至得到可排放的气体标准，且整个烟气尾气处理过程均采用全封闭式处理，不会有烟气尾气的泄漏和烟气尾气与空气对流交换，有效的避免了对环境造成二次污染；
等离子熔融炉内产生的烟气尾气经过二次燃烧室内进一步充分燃烧，将二次燃烧室内燃烧后的烟气尾气通过二次燃烧室的排烟口直接排入到重力沉降室内，烟气尾气在重力沉降室内进行沉降，烟气尾气中的大颗粒物在重力作用下沉降积累，将沉降的较大颗粒物进行收集、封装，避免大颗粒废物对环境造成二次污染，并将烟气尾气经过排烟口排入余热锅炉内；
由重力沉降室内进入余热锅炉的烟气尾气温度在932-1084℃，本高温烟气在余热锅炉内快速降温至543-647℃，高温的烟气尾气实现对余热锅炉内的蒸汽进行加热，并将经过烟气尾气加热蒸汽通过管道直接排至后续的蒸汽再沸器内，将降温的烟气尾气排入骤冷塔，利用余热锅炉实现烟气尾气的进一步降温，并合理的利用到了烟气尾气中的热量，避免了烟气尾气中热量流失到空气环境中，造成环境温度过高，对环境内的设备和人员造成伤害；
由余热锅炉排入骤冷塔内的烟气尾气迅速冷却至300℃，防止烟气尾气中二恶英在300-450℃温度区间内再次合成，将经过骤冷塔迅速降温的烟气尾气通入到SCR系统，所述的SCR系统即选择性催化还原技术，向SCR系统中的烟气尾气中加入氨气和催化剂，使得烟气尾气中的氮氧化物在催化剂的作用下与氨气发生催化还原反应，实现烟气尾气脱销过程，将经过脱销的烟气尾气排入到降温塔内；
进入降温塔内的烟气尾气快速降温至133-161℃并通入到布袋除尘器，进入到布袋除尘器内烟气尾气中的微小粉尘颗粒被沉积，沉积的微小粉尘颗粒由排灰口和排灰管道排入到等离子熔融炉内进行再次熔融热解，剩余的烟气尾气经过排气口排入到下一步的活性炭吸附塔；
进入到活性炭吸附塔内的烟气尾气，经过活性炭进行吸附，彻底去除烟气尾气中的微粒和重金属成分，将经过活性炭吸附后的烟气为其排入到碱洗塔内，并将烟气尾气经过碱洗塔内稀释的NaOH溶液处理，去除烟气尾气中的酸性气体如SO2、CO2、HCl、H2S等；
将经过NaOH溶液的处理烟气尾气通入到蒸汽再沸器中，由蒸汽再沸器对烟气尾气进行再次加热，避免烟气尾气中的水汽出现液化现象，由蒸汽再沸器后部的引风机将蒸汽再沸器中的烟气尾气通过排烟烟囱排入空气。
本系统中可以实现各种危险废物的处理和熔融热解，当处理某些特定的危险废物时，危险废物经过熔融热解后，检测出其热解的烟气尾气直接符合烟气排放的标准，即可将经过二次燃烧室充分燃烧后产生的烟气尾气直接经过二次燃烧室与排烟烟囱的连接的管道直接排放，不需要经过上述的烟气尾气分级处理系统，提高了工作效率，降低了成本，同时也延长了本系统的使用寿命。
本发明技术方案的利用等离子熔融炉处理危险废物，当等离子熔融炉对危险废物热解足够后，即可得到玻璃态熔融液，一般称为玻化渣，可做建筑材料，也可以得到金属熔融液，均可以回收，实现了危险废物的回收再利用和环境的保护。
本发明技术方案的有益效果是：本发明技术方案的基于等离子熔融炉处理危险废物系统，实现将顽固危险废物的彻底熔融热解，避免某些顽固危险废物的排放而导致环境的二次污染；本系统工作时，所有管道与外界空气没有接触，不会造成未处理完全的烟气尾气泄漏或排放到空气中的现象，在烟气尾气处理中，分级分步处理烟气尾气，烟气净化处理彻底，且在烟气处理中合理的利用了烟气尾气中的热量，完全彻底的避免了危险废物及烟气尾气对环境的二次污染；同时，在危险废物的熔融热解中，可以得到玻璃态熔融液或金属熔融液，这个熔融液可以进一步的收集并进行合理利用，实现危险废物的回收和再利用。
附图说明
图1为本发明一种基于等离子熔融炉处理危险废物系统结构示意图，
其中，2、等离子熔融炉，3、二次燃烧室，4、重力沉降室，5、余热锅炉，6、骤冷塔，7、SCR系统，8、降温塔，9、布袋除尘器，10、活性炭吸附塔，11、碱洗塔，12、蒸汽再沸器，13、引风机，14、排烟烟囱。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。
如图1所示，一种基于等离子熔融炉处理危险废物系统，包括有预处理系统、热解熔融系统、烟气处理系统；
热解熔融系统包括等离子熔融炉2；
烟气处理系统依次包括有二次燃烧室3、重力沉降室4、骤冷塔6、SCR系统7、布袋除尘器9、活性炭吸附塔10、碱洗塔11和排烟烟囱14，二次燃烧室3与等离子熔融炉连接，重力沉降室4与热解熔融系统的二次燃烧室3连接，重力沉降室4与骤冷塔6之间还设置有余热锅炉5，SCR系统7与布袋除尘器9之间还设置有降温塔8，碱洗塔11后部连接有蒸汽再沸器12，蒸汽再沸器12后部连接有引风机13，引风机13与排烟烟囱14连接。
二次燃烧室3烟气入口与等离子熔融炉2排气口连接。
重力沉降室4上设置有排烟管一和排烟管二，排烟管一与余热锅炉5连接，排烟管二与排烟烟囱14连接。
余热锅炉5上设置有出水管，出水管与蒸汽再沸器12连接。
一种基于等离子熔融炉处理危险废物系统处理危险废物的方法：
利用单梁吊车将危险废物储存库内的危险废物运输到与等离子熔融炉连接的预处理系统的进料装置上，利用进料装置给等离子熔融炉进行自动进料，并在等离子熔融炉内进行等离子熔融热解；
将等离子熔融炉内燃烧后的尾气排入到二次燃烧室内，在二次燃烧室内对未充分燃烧的可燃性气体进行充分燃烧；
将二次燃烧室内充分燃烧后的烟气尾气通过二次燃烧室的排烟口直接排入到重力沉降室内，烟气尾气中的大颗粒物在重力作用下沉降积累，将沉降积累的大颗粒物质经过重力沉降室上的排渣口进行回收并封装，避免对环境造成二次污染，将烟气尾气经过重力沉降室的排烟口排入余热锅炉内；
由重力沉降室内进入余热锅炉的烟气尾气温度在932℃-1084℃，本高温烟气在余热锅炉内快速降温至543℃-647℃，烟气尾气排入骤冷塔并将经过烟气尾气加热的蒸汽通过管道直接排至后续的蒸汽再沸器内，将降温的烟气尾气排入骤冷塔；
由余热锅炉排入骤冷塔内的烟气尾气迅速冷却至300℃，防止烟气尾气中二恶英在300℃-450℃温度区间内再次合成，，将经过骤冷塔迅速降温的烟气尾气通入到SCR系统；
向SCR系统中的烟气尾气中加入氨气和催化剂，使得烟气尾气中的氮氧化物在催化剂的作用下与氨气发生催化还原反应，实现烟气尾气脱销，将经过脱销的烟气尾气排入到降温塔内；
进入降温塔内的烟气尾气快速降温至133℃-161℃并通入到布袋除尘器；
进入到布袋除尘器内烟气尾气中的微小粉尘颗粒被沉积，沉积的微小粉尘颗粒由排灰口和排灰管道排入到等离子熔融炉内进行再次熔融热解，剩余的烟气尾气经过排气口排入到下一步的活性炭吸附塔；
进入到活性炭吸附塔内的烟气尾气，经过活性炭进行吸附，彻底去除烟气尾气中的微粒和重金属成分，将经过活性炭吸附后的烟气为其排入到碱洗塔内，并将烟气尾气经过碱洗塔内稀释的NaOH溶液，去除烟气尾气中的酸性气体如SO2、CO2、HCl、H2S等气体；
将经过NaOH溶液的烟气尾气通入到蒸汽再沸器中，由蒸汽再沸器对烟气尾气进行再次加热，避免烟气尾气中的水汽出现液化的现象，由蒸汽再沸器后部的引风机将蒸汽再沸器中的烟气尾气通过排烟烟囱排入空气。
上面结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于等离子熔融炉处理危险废物系统，包括有预处理系统、热解熔融系统、烟气处理系统，其特征在于，所述热解熔融系统包括等离子熔融炉，所述烟气处理系统依次包括有二次燃烧室、重力沉降室、骤冷塔、SCR系统、布袋除尘器、活性炭吸附塔、碱洗塔和排烟烟囱，所述二次燃烧室与等离子熔融炉连接，所述重力沉降室与二次燃烧室连接，所述重力沉降室与骤冷塔之间还设置有余热锅炉，所述SCR系统与布袋除尘器之间还设置有降温塔，所述碱洗塔后部连接有蒸汽再沸器，所述蒸汽再沸器后部连接有引风机，所述引风机与排烟烟囱连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于等离子熔融炉处理危险废物系统，其特征在于，所述二次燃烧室烟气入口与等离子熔融炉排气口连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于等离子熔融炉处理危险废物系统，其特征在于，所述重力沉降室上设置有排烟管一和排烟管二，所述排烟管一与余热锅炉连接，所述排烟管二与排烟烟囱连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于等离子熔融炉处理危险废物系统，其特征在于，所述余热锅炉上设置有出水管，所述出水管与蒸汽再沸器连接。
5.根据权利要求1～4所述的一种基于等离子熔融炉处理危险废物系统处理危险废物的方法，其特征在于，
第一步，危险废物预处理及熔融热解：
将危险废物置于等离子熔融炉内进行熔融热解，并将热解产生的烟气尾气经过等离子熔融炉排气口和二次燃烧室烟气入口进入到二次燃烧室内；
第二步，烟气尾气处理：
所述的烟气尾气处理是采用分级处理烟气尾气中的颗粒物、重金属、二恶英、酸性气体等，直至得到可排放的气体标准；
由等离子熔融炉进入二次燃烧室内的烟气尾气在二次燃烧室内进行进一步的充分燃烧，彻底去除烟气尾气中的可燃性气体；
将二次燃烧室内充分燃烧后的烟气尾气经过二次燃烧室的排烟口直接排入到重力沉降室内，烟气尾气在重力沉降室内进行沉降，烟气尾气中的大颗粒物在重力作用下沉降积累，并将烟气尾气经过排烟口排入余热锅炉内；
由重力沉降室内进入余热锅炉的烟气尾气温度在932-1084℃，本高温烟气尾气在余热锅炉内快速降温至543-647℃，并将经过高温烟气尾气加热的蒸汽通过管道直接排至本系统上的蒸汽再沸器内，将已降温的烟气尾气排入骤冷塔；
由余热锅炉排入骤冷塔内的烟气尾气迅速冷却至300℃，防止烟气尾气中二恶英在300-450℃温度区间内再次合成，将经过骤冷塔迅速降温的烟气尾气通入到SCR系统；
向SCR系统中的烟气尾气中加入氨气和催化剂，使得烟气尾气中的氮氧化物在催化剂的作用下与氨气发生催化还原反应，实现烟气尾气脱销，将经过脱销的烟气尾气排入到降温塔内；
进入降温塔内的烟气尾气快速降温至133-161℃并通入到布袋除尘器；
进入到布袋除尘器内烟气尾气中的微小粉尘颗粒被沉积，沉积的微小粉尘颗粒由排灰口和排灰管道排入到等离子熔融炉内熔融热解，剩余的烟气尾气经过排气口排入到下一步的活性炭吸附塔；
进入到活性炭吸附塔内的烟气尾气，经过活性炭进行吸附，彻底去除烟气尾气中的微粒和重金属成分，将经过活性炭吸附后的烟气尾气排入到碱洗塔内，并将烟气尾气经过碱洗塔内稀释的NaOH溶液处理，去除烟气尾气中的酸性气体如SO2、CO2、HCl、H2S等；
将经过NaOH溶液处理的烟气尾气通入到蒸汽再沸器中，由蒸汽再沸器对烟气尾气进行再次加热，避免烟气尾气中的水汽出现液化的现象，由蒸汽再沸器后部的引风机将蒸汽再沸器中的烟气尾气通过排烟烟囱排入空气。
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