CN105674290A - 一种将烟气循环形成多级二燃室焚烧处理固废烟气的方法及烧结机 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种在烧结机上将烟气循环形成多级二燃室焚烧处理固废烟气的方法，利用烧结机作为处理固废的主体设备，将焚烧过程产生的烟气进行循环处理，利用下级燃烧的料层形成多级二燃室。具体是在烧结机焚烧段上方依次设置多个独立的烟气罩，将焚烧段物料与外部空气分隔开，每个烟气罩都对应烧结机焚烧段下方的一个或多个抽风罩，每个烟气罩上均设有烟气进口，每个烟气进口均与焚烧段下方前一抽风罩的负压抽风管路连接，将前级燃烧产生的烟气全部收集到下一级的进风处与新配风混合后作为本级燃烧的气源，使烟气经过焚烧过程的高温燃烧带进行二次燃烧，实现烟气全量循环燃烧，将烟气中存在的可燃物彻底燃烧，降低烟气净化系统工程建设投资和运营费用。
Description
技术领域
本发明属于固废焚烧处理技术，具体涉及对一般固体废物及危险废物焚烧后烟气处理的技术。
背景技术
固体废物是指人类在生产和生活活动中丢弃的固体和泥状的物质称之为固体废物，简称固废，其也包括从废水，废气分离出来的固体颗粒。凡人类一切活动过程产生的，且对所有者已不再具有使用价值而被废弃的固态或半固态物质，通称为固体废物。固体废物来源广，种类繁多，组成复杂。固体废物对人类环境的危害，主要存在为侵占土地、污染土壤、污染水体、污染大气、影响环境卫生。
由于固体废物的成分极其复杂，并含多种污染物如重金属、废塑料、废木材等，在焚烧过程中会发生许多化学反应，产生的烟气中除了过量空气、二氧化碳外，还含有对人体和环境有害的烟气污染物。根据这些污染物的化学、物理性质及对人体和环境的危害程度不同，主要分为有机污染物、酸性气体、重金属、颗粒物4大类。
固废烟气净化处理主要采用活性炭吸附法、燃烧法、低温等离子净化法等技术方法对烟气中的污染物进行吸收净化。但活性炭附阻力系数较大、能耗高、容易阻塞、后期更换操作维护不便、运营成本太高；燃烧法处理成本高，且在高温下生成NOx等有害物质会造成二次污染；低温等离子净化法处理效果佳，但建设投资高，存在安全隐患。
在钢铁冶金行业，烧结烟气量大，每生产1t烧结矿约生产（4000~6000）m3烟气，排放量大，且烟气中携带着大量的粉尘，二氧化硫、一氧化碳等污染物。目前钢铁行业烟气处理主要是参照《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》GB28662-2012。国家标准中仅对SO2、NOx、粉尘等排放进行了要求，并未对CO的排放进行要求，实际上烧结烟气中的CO浓度高达（6000~7000）mg/m3。而采用烧结机对固体废物，尤其是危险废物进行焚烧，国家标准《危险废物焚烧污染控制标准》中对CO排放有严格要求，要求控制在80mg/m3，在一些地方标准中CO的排放浓度则要求在55mg/m3。因此采用烧结机对固废进行焚烧处理，必须对烟气进行有效的处理，以满足相关国家标准要求。目前通行的办法是对烟气进行单独处理，可有效控制烟气中的粉尘、SO2、NOx及其他指标，但这种方式处理的烟气量大，工程投资大成本高，且对烟气中含有的大量CO仍无法进行有效的处理。
目前另一种比较有效的办法是采用催化燃烧处理烟气中的CO，但处理成本高，且对高CO浓度的烟气处理效果不明显。因此，急需在焚烧工艺上对CO进行处理，通过改变工艺方式，降低烟气中的CO。
另外，目前在冶金烧结中已广泛进行烟气SO2的处理，有的是全量烟气处理，有的仅处理高SO2含量的烟气，还有的将高温废气循环，达到降低热耗和减少烟气排放的目的。但它们针对的都是冶金烧结烟气，并且是对部分烟气进行循环或处理，因此，工艺流程较复杂，而且需增加处理设备。而对烧结烟气的循环和处理，在固废处理领域还没应用。
发明内容
本发明的目的在于针对现有固废烟气处理技术存在的不足，提出一种在利用烧结机对固体废物进行焚烧处理过程中，将烟气循环，利用焚烧过程的高温燃烧带形成多级二燃室焚烧处理烟气的方法。
本发明的技术方案如下：
本发明提出一种在烧结机上将烟气循环形成多级二燃室焚烧处理固废烟气的方法，所述方法是利用烧结机作为处理固废的主体设备，将焚烧过程产生的烟气进行循环处理，利用下级燃烧的料层形成多级二燃室，达到对焚烧烟气的处理。
具体做法是：在烧结机焚烧段上方依次设置多个独立的烟气罩，将焚烧段物料与外部空气分隔开，每个烟气罩都对应烧结机焚烧段下方的一个或多个抽风罩，每个烟气罩上均设有烟气进口，每个烟气进口均与焚烧段下方前一个抽风罩的负压抽风管路连接，将前级燃烧产生的烟气全部收集到下一级的进风处，与新配风混合后作为本级燃烧的气源，使烟气经过焚烧过程的高温燃烧带进行二次燃烧，这样形成多级二燃室，实现烟气全量循环燃烧。同时在每个烟气罩上还设有新风配入口，每个抽风罩下设置的负压抽风管路引出后分为两路，一路向下引出水汽连接至水封拉链刮板机，一路侧分引出烟气至下一级烟气罩。焚烧段最后一级负压抽风管路引出的烟气接入焚烧烟气净化系统，经处理后，直接通过烟囱排放。而冷却段的废气通过其下方设置的负压抽风管路抽入机尾除尘系统，经除尘后排放。
本方法中，负压抽风管路采用低负压小风量操作处理，通过控制每个管路上的抽风机，控制焚烧过程每平米焚烧面积每分钟风量为10-15m3。
本方法中，烟气罩的新风配入口上设置有进风管调节阀，新风的配入根据循环烟气中的含氧量多少，通过控制其开度控制新风的配入量，这样在满足焚烧需要的氧量前提下，尽可能降低空气过剩系数。
本发明采用的烧结机为冶金烧结行业成熟的烧结设备，利用烧结机焚烧过程蓄热效果好的特点，降低固废处理过程的能耗，针对固废烟气存在大量有毒物质的特殊性，通过在烧结机的配风区设置一系列烟气罩，对焚烧烟气进行循环，形成多级二燃室，将烟气中存在的可燃物彻底燃烧，而且二燃室的高温有利于烟气中二噁英处理，也大大减少烟气排放量，降低烟气净化系统工程建设投资和运营费用，不仅能有效处理有害物质，而且不产生新的有害物质。
具体地，本发明有以下显著优点：
（1）相较于普通的烧结焚烧，增加了烟气全量循环利用焚烧燃烧带形成多级二燃室，可降低烟气中的SO2和NOx、粉尘、二噁英等有害物质，对烟气中的有害物质进行有效地处理。
（2）在烧结机中形成的二燃室温度能达到1100℃及以上，由于烟气要经过多级循环，使得烟气的高温总停留时间大大增加，远高于普通二燃室2s的停留时间，在烧结机焚烧高温带的还原气氛下更有利于烟气中二噁英的分解，达到去除二噁英的目的。
（3）多级二燃室为烟气提供了足够的温度和停留时间，使得烟气中未燃烧完全的可燃物再次燃烧，充分分解烟气中的有害物质，并将烟气中未燃烧尽的可燃物质燃烧彻底，对有害物质进行有效的处理并节约能耗。
（4）多级二燃室中烟气通过多次循环与料层多次接触，烟气中的粉尘被过滤停留在料层上，可以达到降低烟气中粉尘的目的。
（5）多级二燃室中的还原气氛可以将烟气中的NOx还原，从而减少NOx的排放。
（6）将焚烧高温烟气进行循环，可利用烟气中的余热，降低燃料的消耗，减少CO的产生。
（7）固废烟气中的SO2经多次循环与料层中的CaO反应，形成CaSO3，SO2量会大大降低；
（8）由于分成了多级二燃室，可以采用低负压小风量操作，处理过程每平米焚烧面积每分钟风量可以低至10-15m3，远低于冶金烧结每平米焚烧面积每分钟风量100m3，不仅大大降低焚烧抽风系统的耗电量，而且减少了烟气的产生量，降低了烟气处理系统的建设和运行费用。同时避免焚烧烟气外溢，对周边环境进行污染。
（9）高温烟气循环可以利用烟气中的余氧，减少了新风的配入，降低空气过剩系数，达到减少烟气排放量的目的，减轻了烟气净化处理负荷，节省烟气净化系统工程建设投资和运营费用。
（10）相对于传统工艺中将烧结烟气单独引出用专用设备进行处理的方法，本发明能降低烟气处理量，减少烟气中污染物含量，降低烟气处理投资和运行成本。
附图说明
图1是本发明方法使用的烧结机的结构示意图。
具体实施方式
本发明是利用了现在成熟的烧结生产设备，在其基础上进行了改造，形成如图1所示的具有多级二燃室的固废处理烧结机。
该烧结机包括机架、传送机构、台车，台车1根据需要串联设置多个，它们通过传送机构在机架上运行，传送机构可以是带式，也可以是链式。
烧结机与传统的一样，前端有布料段A、引火段B、中间为焚烧段C，后端有冷却段D。在焚烧段C的下方机架上依次设置多个抽风罩3，每个抽风罩连接一套负压抽风管路4，管路上设置风机9。
本发明对焚烧段进行了改造，在烧结机焚烧段上方依次设置多个独立的烟气罩2，将焚烧段物料与外部空气分隔开，每个烟气罩都对应烧结机焚烧段下方的一个或多个抽风罩，第一个烟气罩2对应烧结机焚烧段下方的一个抽风罩3，第二个烟气罩2对应烧结机焚烧段下方的两个抽风罩3，第三个烟气罩2对应烧结机焚烧段下方的三个抽风罩3，依次类推，每个烟气罩上均设有烟气进口，每个烟气进口均与焚烧段下方前一个抽风罩的负压抽风管路4连接，将前级燃烧产生的烟气全部收集到下一级的进风处。在每个烟气罩上还设有新风配入口5。每个抽风罩下设置的负压抽风管路引出后分为两路，一路向下引出水汽连接至水封拉链刮板机6，一路侧分引出烟气至下一级烟气罩2。焚烧段最后一级负压抽风管路引出的烟气接入焚烧烟气净化系统7，焚烧烟气净化系统的出口与烟囱8连接。
在烧结过程中，控制负压抽风管路上的风机9，采用低负压小风量进行操作，处理过程每平米焚烧面积每分钟风量控制在10-15m3，在烧结机焚烧过程中对焚烧烟气进行循环形成多级二燃室焚烧处理烟气，烧结机焚烧段末端将烟气引出进入烟气净化系统，烟气处理达标后排放。冷却段废气纳入机尾除尘系统经除尘后排放。
处理过程：首先，需处理的固废在布料段通过布料装置10布料到烧结台车1上，台车由液压装置推动向右方运动到点火炉11（引火段B）。台车1进入点火炉点火2min后继续朝右方运动。点火过程中产生的烟气由台车下方的抽风罩3收集后，经烟气管道循环到下一级的烟气罩2的烟气进口，作为下一级台车上焚烧固废的焚烧空气。同时可根据烟气中的O2浓度通过新风配入阀调节新风的配入量。第二级焚烧后的烟气再由下部的抽风罩和负压抽风管路收集后进入第三级台车上的烟气罩。如此循环燃烧，最后一级焚烧后的烟气进入烟气净化系统净化，一次对粉尘、SO2、NOx和CO、二噁英进行处理，最后烟气达标排放。烧结机的最后一级为冷却段，此部分的料层已经完全燃烧完，没有燃烧产生的废气，是冷却的废气，主要含有一定量的粉尘，此部分废气则通过下部的抽风罩和负压抽风管路进入机尾除尘器除尘即可。焚烧过程中烟气冷却产生的水进入水封拉链机。
Claims (2)
1.一种在烧结机上将烟气循环形成多级二燃室焚烧处理固废烟气的方法，其特征在于：所述方法是利用烧结机作为处理固废的主体设备，将焚烧过程产生的烟气进行循环处理，利用下级燃烧的料层形成多级二燃室，达到对焚烧烟气的处理，具体做法是：在烧结机焚烧段上方依次设置多个独立的烟气罩，将焚烧段物料与空气分隔开，每个烟气罩都对应烧结机焚烧段下方的一个或多个抽风罩，每个烟气罩上均设有烟气进口，每个烟气进口均与焚烧段下方前一抽风罩的负压抽风管路连接，将前级燃烧产生的烟气全部收集到下一级的进风处，与新配风混合后作为本级燃烧的气源，使烟气经过焚烧过程的高温燃烧带进行二次燃烧，这样形成多级二燃室，实现烟气全量循环燃烧；同时在每个烟气罩上还设有新风配入口，调整新风配入量，每个抽风罩下设置的负压抽风管路引出后分为两路，一路向下引出水汽连接至水封拉链刮板机，一路侧分引出烟气至下一级烟气罩；焚烧段最后一级负压抽风管路引出的烟气接入焚烧烟气净化系统，经处理后，直接通过烟囱排放；烧结机冷却段的废气通过其下方设置的负压抽风管路抽入机尾除尘系统，经除尘后排放；
所述负压抽风管路采用低负压小风量操作处理，通过控制每个管路上的抽风机，控制焚烧过程每平米焚烧面积每分钟风量为10-15m3；
所述烟气罩的新风配入口上设置有进风管调节阀，通过控制其开度控制新风的配入量。
2.实现权利要求1所述方法的具有多级二燃室的固废处理烧结机，包括机架、传送机构以及通过传送机构在机架上运行的台车；烧结机中间为焚烧段，焚烧段的下方机架上依次设置有多个抽风罩，每个抽风罩连接一套负压抽风管路；其特征在于，在烧结机焚烧段上方依次设置多个独立的烟气罩，将焚烧段的料面与外部空气分隔开，每个烟气罩都对应烧结机焚烧段下方的一个或多个抽风罩，每个烟气罩上均设有烟气进口，每个烟气进口均与焚烧段下方前一个抽风罩的负压抽风管路连接，将前级燃烧产生的烟气全部收集到下一级的进风处；在每个烟气罩上还设有新风配入口；每个抽风罩下设置的负压抽风管路引出后分为两路，一路向下引出水汽连接至水封拉链刮板机，一路侧分引出烟气至下一级烟气罩；焚烧段最后一级负压抽风管路引出的烟气接入焚烧烟气净化系统，焚烧烟气净化系统的出口与烟囱连接。
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