一种废物回收处理的方法及系统
技术领域
本发明涉及锅炉燃烧领域,尤其涉及一种废物回收处理的方法及系统。
背景技术
工业废气指企业厂区内燃料燃烧和生产工艺过程中产生的各种排入空气的含有污染物气体的总称。导热油炉是石化行业常见的供热设备,但使用过程中,由于温度较高易产生油烟,而油烟因处理方法往往是接入烟囱直接排放。
随着我国经济的发展,越来越多的化工企业和工业园区使用造气炉制备合成气,锅炉制热。然而,造气炉炉渣内含碳量较高,即不能完全燃烧,通常将其作为废弃物排掉;锅炉需要使用价格较高的低挥发煤种利于燃烧,但锅炉飞灰中含有可燃物,存在资源浪费现象。文献《改造循环流化床锅炉掺烧造气炉渣》公开了35t/h循环流化床中掺烧造气炉渣,但是存在点火困难、床体耐火材料冲刷严重、返料器U型阀堵灰、飞灰含碳量高等问题,致使普通循环流化床锅炉无法掺烧造气炉渣。
在当今严峻环保形势与能源危机下,油烟回收环保排放与废渣能源再利用成为工业园区的发展所面临的问题。
发明内容
为了解决烟气污染和/或废煤渣能源再利用问题,本发明提供一种废物回收处理的方法及系统。
本发明采用的技术方案如下:
一种废物回收处理的方法,包括以下方法:
将油烟通过一次风机通入燃煤锅炉中向燃煤锅炉送一次风;
或者,将油烟通过一次风机通入燃煤锅炉中向燃煤锅炉送一次风,同时将造气炉产生的废煤渣与燃煤锅炉中的煤混合为锅炉提供燃料。
一次风用来输送、干燥煤粉,并提供煤粉中挥发分燃烧的氧量。
优选的,燃煤锅炉的一次风中,空气与油烟的流量比为(100~500):1m3/h。经过实践验证与分析,控制上述空气与油烟的比例,不仅使得煤粉完全燃烧,还使得锅炉过热器氧含量明显降低,锅炉引风机负荷下降。总的引风量以煤和/或完全燃烧为目的,根据煤燃烧后的废气成分适度调节。
优选的,所述油烟为导热油炉产生的。导热油炉是以煤、油或气为燃料,以导热油为循环介质供热的新型热能设备,高温导热油在系统中循环传送热能,在导热油循环过程中,空气的窜入易发生降解和聚合作用,形成低沸点物和高沸点物,由于导热油炉加热的温度较高,极易产生油烟。经实大量实践验证与分析,导热油产生的油烟引入锅炉,提高锅炉的燃烧性能和工作效率。
所述燃煤锅炉为燃煤蒸汽锅炉,经过实践验证,将油烟通入燃煤蒸汽锅炉,燃烧效果优异,锅炉过热器氧含量降低0.3-0.6%,锅炉烟气氧含量都有明显降低,锅炉送风机负荷下降。
经过实践验证,所述燃煤蒸汽锅炉的型号优选为50T/H流化床锅炉、60T/H流化床锅炉75T/H流化床锅炉和500T/H流化床锅炉。
本发明燃煤锅炉的生产原理根据水变成过热蒸汽过程大体分三个阶段:
第一阶段:水的加热,将水在一定的压力下加热到饱和温度,成为饱和水。
第二阶段:水的汽化,在一定压力下对饱和水继续加热,最终变为饱和蒸汽。
第三阶段:蒸汽的加热,继续加热饱和蒸汽,使其温度升高最终成为合格的过热蒸汽,经主汽阀输出,供用汽轮机发电及用汽单位使用。
优选的,所述锅炉中的床温控制在850~1000℃,经过大量实践验证和分析,当锅炉床温控制在上述范围内,利用油烟和废煤渣的锅炉效果较好。
优选的,为了提高燃煤效果,所述废煤渣与煤的质量比例为1:10~14,为进一步提高燃煤效果,燃料还包括石粉,所述废煤渣、煤与石粉的质量比例为1:10~14:0.5~2。经过实践验证与分析,上述质量配比的燃料使得锅炉燃烧性能优异,锅炉过前温、炉膛出口、返料温度均有下降,飞灰和渣可燃物含量降低。
优选的,所述油烟经过电除尘和/或布袋除尘后,由燃煤锅炉的引风机通过一次风机引入锅炉向锅炉送风。电除尘和布袋除尘的作用是避免油烟中的大颗粒物质对锅炉引风机、一次风机的叶轮造成冲刷,防止损坏锅炉引风机和一次风机。
优选的,投运整套碎渣装置,对大块的造气炉废煤渣进行加工粉碎,粉碎后的废煤渣与煤粉混合后在锅炉中掺烧。
优选的,所述燃煤锅炉的入炉煤粉和造气炉产生的废煤渣的粒度控制在1mm~8mm,按照入炉粉煤粒度要求,对炉渣进行多级粉碎,确保入炉炉渣粒度与入炉粉煤粒度相同,最大程度上降低锅炉内件的冲刷,并且提高了掺烧炉渣的燃烧效率,从而降低飞灰含碳量。若是煤粉和废煤渣的粒度过粗,则会发生大块沉积、流化不畅、循环灰量不足,出力下降、局部结焦、炉渣可燃物含量增加、排渣困难而引起事故,经过大量实验验证与分析,本发明优先选取燃煤锅炉的入炉煤粉和造气炉产生的废煤渣的粒度控制在1mm~8mm。
优选的,造气炉产生的废煤渣在掺入锅炉前,对燃煤锅炉的返料器增加辅热装置,优选返料器的下部安装干燥加热装置,对燃煤锅炉中返料器中的返料进行干燥处理,不会造成返料器堵塞。
为了更好的实施本发明中的方法,本发明提供一种优选的废物回收处理的系统。
一种废物回收处理的系统,包括导热油炉系统和燃煤锅炉系统,导热油炉的油烟烟道通过除尘设备连接至少一台燃煤锅炉的至少一台引风机,所述引风机连接至该锅炉的一次风机。
所述导热油炉系统和燃煤锅炉系统为现有技术的常规系统,在此不再赘述。
优选的,所述除尘设备包括布袋除尘设备和/或电除尘设备。电除尘和布袋除尘的作用是避免油烟中的大颗粒物质对锅炉引风机的叶轮造成冲刷,损坏锅炉引风机。
优选的,所述锅炉为燃煤蒸汽锅炉。经过实践验证,将油烟通入燃煤蒸汽锅炉,燃烧效果优异,锅炉过热器氧含量降低0.3-0.6%,锅炉烟气氧含量都有明显降低,锅炉送风机负荷下降。
优选的,本系统还包括碎渣装置,对大块的造气炉炉渣进行粉碎加工,与煤粉混合后在锅炉中掺烧。
本发明的有益效果是:
(1)经实验验证与分析,将油烟通过一次风机通入燃煤锅炉中向锅炉送一次风,同时将造气炉产生的废煤渣与燃煤锅炉中的煤混合为锅炉提供燃料,燃煤锅炉床体耐火材料冲刷性能好,返料器流畅,飞灰含碳量较低,造气炉渣在燃煤锅炉正常运行过程中进行掺烧,不会对点火造成影响。
(2)方法简单,操作方便;适合大小型锅炉装置烟气合并处理的改造。
(3)导热油炉系统中,高温导热油在系统中循环传送热能。在导热油循环过程中,空气的窜入易发生降解和聚合作用,形成低沸点物和高沸点物。能挥发的低沸点物含碳量高,并具有较大的发热值,将其引入至锅炉中,与煤粉和石粉等原料相互配合进行燃烧,既避免油烟直接对大气放空又提高了锅炉的工作效率和燃烧性能。油炉烟气回收至锅炉前后,油炉烟道处压力(表值)由1.5kpa降至0.02kpa,油炉负压明显上涨,负压调整有利于油炉烟气排放;同时,锅炉过热器氧含量降低0.3-0.6%,锅炉烟气氧含量都有明显降低,锅炉引风机负荷下降。
(4)既降低了建造烟气处理设施的经济成本又保证烟气合格排放,避免了环境污染;同时适用于当今严峻环保形势下,无烟气处理工序的小型锅炉的环保型改造。
(5)由于造气炉的废煤炉渣含碳量正常时一般在16-21%,炉况不好时可以达到30%,甚至更高,所以造气炉炉渣的含碳量非常高,通过锅炉掺烧炉渣,锅炉负荷能力维持平稳,锅炉飞灰可燃物平均下降3-4%,锅炉结焦变化不大,炉渣可燃物由平均8%降至4%左右,造气炉炉渣得到回收利用;改善了锅炉运行工况,适用于用煤锅炉入炉煤煤质调整。同时结合油烟向锅炉送风,锅炉过热器氧含量降低,燃煤锅炉的引风机负荷降低。
(6)锅炉掺烧造气炉炉渣后,锅炉不再掺烧低挥发煤种,避免了低挥发煤价格上调对入炉煤价的影响,降低锅炉飞灰可燃物;同时对造气炉渣进行回收利用,掺烧后形成锅炉灰渣外售,消除了造气渣外售压力,环保效益显著。
附图说明
图1是本发明实施例1中油烟和/废煤渣回收处理的系统的示意图。
图2是本发明实施例2中油烟和/废煤渣回收处理的系统的示意图。
其中,1、油烟烟道,2、电除尘设备和布袋除尘设备,3、引风机Ⅰ,4、一次风机Ⅰ,5、煤粉仓,6、1#燃煤锅炉,7、引风机Ⅱ,8、一次风机Ⅱ,9、2#燃煤锅炉,10、引风机Ⅲ,11、一次风机Ⅲ。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1
如图1所示,一种废物回收处理的系统,导热油炉的油烟烟道1通过电除尘设备和布袋除尘设备2连接至1#燃煤锅炉6的引风机Ⅰ3和引风机Ⅱ7,引风机Ⅰ3连接至1#燃煤锅炉6的一次风机Ⅰ4。引风机Ⅱ7连接至2#燃煤锅炉9的一次风机Ⅱ8。
1#燃煤锅炉和2#燃煤锅炉均连接煤粉仓5。一次风用来输送、干燥煤粉,并提供煤粉中挥发分燃烧的氧量。
使用方法如下:导热油炉产生的油烟经烟气出口进入油烟烟道1汇合,再经过电除尘设备和布袋除尘设备2进行除尘(主要是避免油烟烟尘对风机叶轮造成冲刷),由1#燃煤锅炉6的引风机Ⅰ3引入1#燃煤锅炉6的一次风机Ⅰ4进一步向1#燃煤锅炉6送风,同时,也可以由2#燃煤锅炉9的引风机Ⅱ7引入2#燃煤锅炉的一次风机Ⅱ8进一步向2#燃煤锅炉9送风,同时加强锅炉数据监测。另外投运整套碎渣装置,对大块的造气炉废煤渣进行粉碎加工,与煤粉和石粉混合后在锅炉中掺烧。
本发明的油烟烟道1不仅仅限于连接两台锅炉的引风机,还可以连接更多台锅炉的引风机,采用引风机将油烟引入至燃煤锅炉的一次风机。
实施例2
作为具体实施方式的一种,如图2所示,一种废物回收处理的系统,2#燃煤锅炉有两台一次风机,导热油炉的油烟烟道1通过电除尘设备和布袋除尘设备2连接至2#燃煤锅炉的引风机Ⅱ7和引风机Ⅲ10,引风机Ⅱ7连接至2#锅炉的一次风机Ⅱ8,引风机Ⅲ11连接至2#燃煤锅炉的一次风机Ⅲ11。
本发明中的油烟烟道1不仅仅限于连接一台锅炉的两台引风机,还可以连接一台锅炉的多台引风机。
实施例3
一种废物(油烟)回收处理的方法,申请人采用实施例1中的系统将导热油炉产生的油烟回收通入供蒸汽的1#燃煤蒸汽锅炉和2#燃煤蒸汽锅炉中,并控制空气与油烟的流量比为400:1m3/h。
导热油炉产生的油烟回收前后对比相关参数见下表1。
表1油炉烟气回收前后对比表
工艺参数 |
1#锅炉投入前 |
1#锅炉投入后 |
2#锅炉投入前 |
2#锅炉投入后 |
负荷T/H |
56 |
56 |
43 |
43 |
床温℃ |
983-986 |
992-990 |
985-980 |
988-990 |
炉膛差压pa |
110 |
142 |
142 |
117 |
炉膛出口负压pa |
-114 |
-125pa |
-125pa |
-93pa |
旋风筒出口负压pa |
:-645 |
-674pa |
-433pa |
-371pa |
过热器氧含量% |
7.1 |
6.8 |
9.5 |
8.9 |
料层kpa |
8.6 |
8.6 |
8.4 |
8.4 |
返料温度℃ |
869-853 |
863-859 |
803-789 |
827-799 |
过前烟温℃ |
780-702 |
780-704 |
748-736℃ |
751-733 |
一次风电流A |
13.7 |
12.9 |
12.1 |
11.8 |
二次风电流A |
10.8 |
10.8 |
7.7 |
7.7 |
引风机电流A |
29.8 |
28.5 |
27.5 |
27.7 |
经过实践测试,导热油炉产生的油烟投入锅炉前烟道处现场压力表显示1.5kpa,导热油炉产生的油烟回收至锅炉后压力表显示0.02kpa,导热油炉负压明显上涨,负压调整有利于导热油炉油烟的排放。
从表1可以看出,1#锅炉过热器氧含量降低0.3%;2#锅炉过热器氧含量降低0.6%两台锅炉氧含量都有明显降低。1#锅炉送风机电流降低0.8A,2#炉送风机电流降低0.3A,折合每天省电530度左右。电流不同程度降低。烟囱总氧含量、氮氧化物、SO2虽然没有明显变化,但原烟气管子至水泥烟道处漏烟现象已彻底解决,环保压力明显降低。
实施例4
一种废物(油烟和废煤渣)回收处理的方法,申请人将导热油炉产生的油烟回收通过一次风机通入供蒸汽的3#燃煤锅炉、4#燃煤锅炉和5#燃煤锅炉中,并控制空气与油烟的流量比为500:1m3/h。同时申请人将造气炉产生的废煤渣与锅炉中的煤粉混合为公司提供蒸汽的3#、4#和5#燃煤锅炉提供燃料,进行一期试验,锅炉掺渣前后运行对比。
3#、4#和5#锅炉掺烧废煤渣前燃料为煤粉和石粉,所述煤粉与石粉的质量比例为10:1,其中煤粉是由神华煤和常顺煤按照质量比例为5:3的比例掺烧。
3#、4#和5#锅炉掺烧废煤渣后燃料为煤粉、石粉和废煤渣,煤粉与石粉:废煤渣的质量比为12:1,其中煤粉为神华煤,神华煤:石粉的质量比例为10:1。
其中,所述燃煤锅炉的入炉煤粉和造气炉产生的废煤渣的粒度控制在1mm~8mm。造气炉产生的废煤渣在掺入锅炉前,对返料器的下部安装干燥加热装置,对燃煤锅炉中返料器中的返料进行干燥处理,不会造成返料器堵塞。
表2一期锅炉掺渣运行对比
通过表2对比可以看出:在风量相同,床温基本相同的情况下,造气炉的废渣掺烧前后,锅炉过前温、炉膛出口、返料温度稍有下降(10-20度),不影响整体带负荷能力(除2#炉外其余锅炉均能带至75-82T/H左右);飞灰可燃物由4-5%降低1-2%,渣可燃物由5-6%降至3%左右。
经过实践测试,导热油炉产生的油烟投入锅炉前烟道处现场压力表显示1.5kpa,导热油炉产生的油烟回收至锅炉后压力表显示0.02kpa,导热油炉负压明显上涨,负压调整有利于导热油炉油烟的排放。3#、4#和5#三台锅炉氧含量都有明显降低。引风机电流不同程度降低。烟囱总氧含量、氮氧化物、SO2虽然没有明显变化,但原烟气管子至水泥烟道处漏烟现象已彻底解决,环保压力明显降低。
以本实施例3#、4#和5#的75T/H流化床锅炉为例,描述一下锅炉的运行参数,使得锅炉的使用效率提高。
(1)锅炉控制要点
a)保持锅炉蒸发量在额定范围内,满足蒸汽量的需要。
b)保持汽包正常水位(260-360mm)。
c)保持汽温(470—485℃)、汽压(≤5.29MPa)在规定范围。
d)保证蒸汽品质合格。
e)保证燃烧良好,提高锅炉热效率。
f)保证锅炉机组安全经济运行。
(2)原、辅料消耗情况
煤:1吨煤产汽在5.6-6.0吨,锅炉满负荷运行,大约每两小时耗煤12吨左右。
除氧水:锅炉按额定负荷计算,除氧水大约消耗76吨/小时。
柴油:正常点炉每次约消耗1.5-2.0吨。
磷酸三钠:每台锅炉大约消耗磷酸盐37.5千克/月。
(3)锅炉点火启动
a)点火前对锅炉进行全面检查,清除所有障碍物,关闭所有人孔门,各阀门均处于正确位置,各转动设备绝缘良好。
b)开启引风机,风档调至3-5%进行通风置换。
c)开启送风机使床料保持微流化,并进行相应调整使炉膛出口负压在-50~-100Pa以下,投入联锁。
d)点火时,油压控制为1.5MPa,开启油泵投油枪点火,升温速率不得超过5℃/min。
e)床温升至500℃时开启给煤机,少量给煤并适当增加送风,控制床温。
f)当汽压升至0.5Mpa时进行液位计的冲洗与对照。
g)当床温升至800-850℃时,停止给油,由点火风道倒主风道,同时稍微增加送风量。
h)当床温稳定在900-1000℃时,开启二次风机,调整给煤量,控制床温。
i)当床温正常,汽压、水位稳定后,全面检查一次,准备升压并炉。
j)在并汽过程中,如主蒸汽管道发生水击时,应立即停止并汽工作,减弱燃烧加强过热蒸汽管道疏水,待正常后重新并汽。
(4)锅炉升温
a)锅炉升压应缓慢平稳,控制汽包上、下壁差不超过40℃。
b)升温速度要均匀,若升压、升温过快,应减弱燃烧、开大疏水或排汽,严禁关小疏水和排汽的方法赶压,以免过热器壁温急剧升高。
c)随着点火过程,汽压在不断上升,当汽压达到0.1Mpa时,冲洗汽包水位计,并校对其它水位计指示是否一致。冲洗水位计的操作方法:(注:冲洗水位计应站在水位计侧面,开启阀门时应该缓慢小心,冲洗人员应戴高温手套,使用专用扳手。)
1)关闭水相门、汽相门,缓慢开启放水门。
2)缓慢开启汽相门,冲洗汽侧。
3)关闭汽相门,缓慢开启水相门,冲洗水侧。
4)关闭水相门,关闭放水门,缓慢交替打开汽门、水门恢复水位计运行,水位计应有轻微波动,并与其它水位计进行对照,如指示不正常应重新冲洗。(冬季冲洗液位计前应先暖管)
d)当汽压升至0.15—0.2Mpa时,关闭减温器疏水门。
e)当汽压升至0.2—0.3Mpa时,通知热控人员冲洗仪表导管,联系汽机后开母管并汽门前疏水门进行暖管。
f)当汽压升至0.3—0.5Mpa时,对水冷壁各联箱进行一次排污,检查排污门开启是否灵活,保持汽包水位正常。
g)当汽压升至2Mpa时,对锅炉机组进行全面检查,发现隐患应停止升压,待隐患消除后继续升压。
h)当汽压升至2.4Mpa时,定期排污一次。
i)当汽压升到3—3.5Mpa时,冲洗水位计。
j)当汽压达到4.8-5.1Mpa时,冲洗水位计,通知分析工化验汽水品质,并对设备进行全面检查,调整汽包水位,通知并列炉相应调整,汇报运行管理专工(锅炉值班长)做该炉并列的准备。
k)并列:达到并列条件与汽机岗位联系稳定主汽母管压力,缓慢开启并汽门。并列应具备的条件:
1)接到并列命令。
2)主汽压力低于蒸汽管压力0.05—0.1MPa。
3)过热器温度低于额定值30℃以内。
4)保持汽包水位略低于1/2处。
5)蒸汽、炉水品质合格。
6)设备运行情况正常,燃烧稳定。
实施例5
一种废煤渣回收处理的方法,申请人将造气炉产生的废煤渣与锅炉中的煤粉混合为公司提供蒸汽的6#、7#和8#燃煤锅炉提供燃料,调整参数后进行二期试验,锅炉掺渣前后运行对比。
表3二期锅炉掺渣调整对比
通过表3对比可以看出:在风量相同,床温基本相同的情况下,造气炉的废煤渣掺烧前后,锅炉返料温度稍有上升,过前温、炉膛出口温度稍有下降,经不影响整体带负荷能力:6#锅炉最高负荷220T/H,7#锅炉最高228T/H,8#锅炉最高负荷210T/H;飞灰可燃物由10%降低2%左右,渣可燃物由8%降至6%左右。
实施例6
一种废煤渣回收处理的方法,申请人将造气炉产生的废煤渣与锅炉中的煤粉混合为公司提供蒸汽的9#煤粉炉提供燃料,随着时间的变化锅炉掺渣前后运行对比,9#煤粉炉掺渣情况如表4。
表4掺渣后运行参数对比
通过表4可得,掺烧炉渣后小结:1、通过数据对比分析,原煤发热量下降同等负荷时增加1台给粉机运行,平均转数700转。2、捞渣机下渣量增大。3、炉膛各段烟温无较大变化,排烟温度变化不明显。4、炉渣掺烧后,观察捞渣机内渣同样有琉璃状渣。5、通过打焦发现,四角喷燃器上部,分离燃尽风和三次风喷口处结焦较硬,能够打掉,相比未掺烧前的煤粉炉结焦较轻。
实施例7
一种废物(油烟和废煤渣)回收处理的方法,申请人采用实施例1中的系统将导热油炉产生的油烟回收通过燃煤锅炉的一次风机通入供蒸汽的10#燃煤锅炉和11#燃煤锅炉中,10#燃煤锅炉和11#燃煤锅炉的一次风中,空气与油烟的流量比为350:1m3/h。同时将造气炉产生的废煤渣与锅炉中的煤混合为锅炉提供燃料。其中燃料为造气炉的废煤渣、煤与石粉的质量比例为1:12:1。
经过具体实践得到:油炉烟气回收至锅炉前后,油炉烟道处压力(表值)由1.5kpa降至0.02kpa,油炉负压明显上涨,负压调整有利于油炉烟气排放;同时,两台锅炉过热器氧含量降低0.3-0.6%,两台锅炉烟气氧含量都有明显降低,锅炉送风机负荷下降。并且,通过锅炉掺烧炉渣,锅炉负荷能力维持平稳,锅炉飞灰可燃物平均下降3-4%,锅炉结焦变化不大,炉渣可燃物由平均8%降至4%左右,造气炉炉渣得到回收利用;改善了锅炉运行工况,适用于用煤锅炉入炉煤煤质调整。锅炉掺烧造气炉炉渣后,锅炉不再掺烧低挥发煤种,避免了低挥发煤价格上调对入炉煤价的影响,降低锅炉飞灰可燃物。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。