CN105910111A - 一种具有废气二次燃烧干燥点火装置的固废焚烧系统及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具有废气二次燃烧干燥点火装置的固废焚烧系统及处理方法，其包括焚烧装置和抽风系统；焚烧装置包括布料段、干燥段、点火段、焚烧段。其中干燥段和点火段是由一个废气二次燃烧干燥点火装置来实现，废气二次燃烧干燥点火装置为一罩体形式，罩在烧结物料上方，装置分为前段的废气二次燃烧干燥部分和设置在尾端的点火部分，焚烧废气返回到点火装置中，在外加气体燃料的情况下进行燃烧，形成二燃室，将烟气中存在的可燃物彻底燃烧，烟气中的CO、NOx、二噁英等有害物质分解得到有效处理。燃烧产生的高温气体对物料进行点火，同时废气余热对点火前的物料进行干燥预热。
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，简称固废，其也包括从废水、废气分离出来的固体颗粒。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、影响环境卫生等。
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。
现有技术有采用钢铁冶金行业的烧结机来处理固废，但传统烧结机烧结烟气量大，每生产1t烧结矿约生产4000~6000m3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，但处理成本仍然高，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，来降低烟气中的CO。
通常焚烧处理设有两个燃烧室，即一燃室和二燃室，采用两级燃烧方式，一燃室燃烧固体物质，二燃室燃烧气体物质：固体进入一燃室后在预定温度条件下经过干燥、厌氧热解、燃尽，有效地控制了剧毒气体(二噁英)的生成；热解所产生的气体进入二燃室充分燃烧，有效地处理了有毒有害气体。焚烧产生的烟气则进入二燃室，烟气中未燃烬的有害物质在二燃室中进一步烧毁。为了使未燃烬物质彻底分解，达到排放要求，二燃室设置了燃烧器助燃，配置了独特的二次供风装置，以保证烟气在高温下同氧气充分接触，同时保证烟气在二燃室的滞留时间并根据二燃室出口烟气的含氧量进行调整供风量。二燃室内温度控制在1000~1200℃，并确保停留时间大于2s，使烟气在炉内充分分解焚烧，从而达到较高的分解率。同时，烟气中大粒径的粉尘落入二燃室底部完成初级除尘，对于40um粒径的粉尘除尘效率大于90%。以免含尘烟气直接进入换热器，大粒径粉尘在换热器外壁沉积，造成堵塞。
但是直接采用二燃室的投资成本高，运行难度大，大大增加了固废处理尤其是危险废物处理的运行成本。
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，提出一种具有废气二次燃烧干燥点火装置的固废焚烧系统和方法，以达到在直接利用焚烧装置对固体废物进行焚烧处理过程同时处理废气并有效利用余热的目的，减低成本，并有效净化烟气。
本发明的技术方案如下：
本发明提出的具有废气二次燃烧干燥点火装置的固废焚烧系统，是在利用焚烧装置对固体废物进行焚烧处理过程中，将最后废气返回到点火装置中，在点火装置中气体燃料的燃烧作用下形成二燃室，再次对烟气进行燃烧，对烟气中的有害成分CO、二噁英等进行处理，燃烧的同时对点火器下方的物料进行点火，余热则对前端物料进行干燥预热，最后出来的尾气接入焚烧烟气净化系统，净化后的烟气经由烟囱排入大气。
本发明利用烧结机作为处理固废的主体设备，将点火装置进行改造形成二燃室，形成具有废气二次燃烧干燥点火装置的固废焚烧系统，其具体结构包括焚烧装置和抽风系统。焚烧装置包括前端的布料段和点火段，往后为焚烧段，末端为冷却段。抽风系统的风罩设置在点火段和焚烧段之下。在点火段之前设置有干燥段，干燥段和点火段是由一个废气二次燃烧干燥点火装置来实现，废气二次燃烧干燥点火装置为一罩体形式，罩在焚烧物料上方，装置分为前段的废气二次燃烧干燥部分和设置在尾端的点火部分，点火部分设有废气进口，并在罩体上设有燃料喷嘴，形成二燃室，对物料进行干燥预热；罩体的高度由废气进口朝向前端的干燥预热部分逐渐降低；焚烧段之下的风罩的抽风通道通过负压抽风管路汇集后连接到废气二次燃烧干燥点火装置的废气进口；干燥段和点火段之下的风罩的抽风通道通过另一负压抽风管路汇集后连接到烟气净化系统。
具体处理过程是：在焚烧装置焚烧烟气返回到废气二次燃烧干燥点火装置中，在点火装置中气体燃料的燃烧作用下形成二燃室，再次对烟气中的可燃成分进行燃烧，并对烟气中的CO、NOx、粉尘、二噁英等有害物质进行分解。燃烧的同时对点火器下方的物料进行点火，点火装置前端物料进行干燥预热，并对物料进行预点火。最后出来的尾气接入焚烧烟气净化系统，经处理后，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。
本装置对原冶金的烧结机点火装置进行改造，形成二燃室，利用燃料燃烧产生的高温对烟气中的有害成分进行处理，产生的高温也可将料层点燃；同时将点火罩向台车前端延长，利用高温废气对前端物料进行干燥预热，对物料进行预点火。降低能耗，也可缩短物料的点火时间。
本发明采用的焚烧装置的基础结构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，对原点火装置进行改造，形成二燃室，对返回的烟气进行深度处理，产生的高温可将料层进行点燃，并将点火罩向前端延伸，烟气的预热可将前端台车物料进行干燥预热，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，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。
本发明有以下显著优点：
（1）增加了二燃室点火装置可降低烟气中的CO、NOx、粉尘、二噁英等有害物质，对烟气中的有害物质进行前端处理，减轻烟气净化系统的处理负荷。
（2）高温废气二次燃烧干燥点火装置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。
（3）对现有点火装置的改造形成二燃室，既可实现点火的作用也可以作为二燃室，同时对点火罩向前端延伸，可实现对物料的干燥预热，缩短物料的点火时间，提高焚烧效率，降低点火热耗，减少固体燃料消耗，并降低CO产生量。
（4）本系统应用于固废处理领域，结合固废无害化高温焚烧装置系统及烟气循环技术，可大大降低烟气处理的成本，及运行负荷。
（5）随着日后环保要求日益严格，对钢铁冶金领域的排放要求将越来越严，本发明可直接冶金烧结机上进行改造，大大降低对烟气处理的环保投资。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2和图3是本发明的废气二次燃烧干燥点火装置的主视图和左视图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的结构和工作方式。
本发明是利用了现在成熟的冶金烧结生产设备，在其基础上进行了改造，形成如图1所示的具有高温废气二次燃烧干燥点装置的固废焚烧系统，系统包括焚烧装置和抽风系统等。焚烧装置包括前端的布料段1、干燥段2、点火段3，往后为焚烧段4。其中干燥段2和点火段3是由一个废气二次燃烧干燥点火装置6来实现。该废气二次燃烧干燥点火装置6是由现在烧结机的点火器改造得到。其为一罩体形式，罩在焚烧物料上方，参见图2和图3，装置分为前段的废气二次燃烧干燥预热部分61和设置在尾端的点火部分62，点火部分安装点火器65，设置废气进口66，并在罩体上设有燃料喷嘴64，形成二燃室，对物料进行干燥预热。罩体的高度由废气进口66朝向前端的干燥预热部分61逐渐降低。抽风系统7的风罩设置在点火段、焚烧段以及冷却段之下。其中焚烧段之下的风罩的抽风通道通过负压抽风管路汇集后连接到废气二次燃烧干燥点火装置的废气进口。干燥段和点火段之下的风罩的负压抽风通道通过另一抽风管路汇集后连接到烟气净化系统9。
进一步为了实现对废气充分的焚烧效果，在废气二次燃烧干燥点火装置的废气进口66上设有多个方位的进气孔63，形成立体、均匀进气，对废气中的预热进行有效利用。具体的是，废气进入方位分为主进风与侧进风。
另外，燃料喷嘴设置有可调节的多组，可根据废气中有害成分比例、温度情况进行调整。
本系统对固废处理的过程是：
首先，需处理的固废在布料段1通过布料装置5布料到焚烧台车8上，台车由液压装置推动向右方运动到废气二次燃烧干燥点火装置6下方（引火段）。台车进入点火装置点火2min后继续朝右方运动，进入焚烧段4。焚烧后的烟气由抽风系统7的风罩通过负压抽风管路汇集后返回到废气二次燃烧干燥点火装置6中，在点火装置中气体燃料的燃烧作用下形成二燃室，对烟气进行燃烧，燃烧的同时对点火器下方的物料进行点火，余热对前部物料进行干燥预热，同时对物料进行预点火。最后出来的尾气进入烟气净化系统净化，依次达到对粉尘、CO、二噁英的处理，最后烟气达标排放。焚烧系统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。
具体地，装置废气二次燃烧干燥点火装置分为前段废气二次燃烧干燥部分和尾端的点火部分，废气在装置的处理过程如下：（1）废气进入装置后，由装置四周的燃烧喷嘴在燃气作用下燃烧，将废气中的CO等有害成分燃烧成无害的CO2，同时由于废气量较大，高温废气可以通过未点火的物料，对物料起干燥作用，并可以对干燥物料进行预点火，这部分的设置有立体式多组喷嘴，可以废气成分含量，温度情况进行调节。对废气中的预热进行有效利用。（2）干燥后的物料进入到点火段，点火罩设置在整个装置的尾端，由于前段已对物料进行了干燥预热，并实现了预点火，点火罩部分燃料消耗大大降低。（3）废气进入方式分为主进风与侧进风，用于调节废气二次燃烧停留时间。装置内设置有多组烧嘴，可根据废气中有害成分比例情况进行调整。
可见，本发明通过对原点火器进行改造，形成二燃室，同时点火罩向前延伸。可利用燃烧产生的高温烟气对点火前的物料进行干燥预热，缩短点火时间，降低点火热耗，增强点火效果，并可减少物料焚烧的固体燃料消耗和CO的生成。装置可应用于固废焚烧处理领域，也可对现有的冶金烧结机进行应用，提高烟气净化作用。该技术废气余热利用效率高，不需要单独设置其他装置对废气余热进行利用。
Claims (5)
1.一种具有废气二次燃烧干燥点火装置的固废焚烧系统，包括焚烧装置和抽风系统；焚烧装置包括前端的布料段和点火段，往后为焚烧段，抽风系统的风罩设置在点火段和焚烧段之下；其特征在于，在点火段之前设置有干燥段，干燥段和点火段是由一个废气二次燃烧干燥点火装置来实现，废气二次燃烧干燥点火装置为一罩体形式，罩在焚烧物料上方，装置分为前段的废气二次燃烧干燥预热部分和设置在尾端的点火部分，点火部分设有废气进口，并在罩体上设有燃料喷嘴，形成二燃室，对物料进行干燥预热；罩体的高度由废气进口朝向前端的干燥预热部分逐渐降低；焚烧段之下的风罩的抽风通道通过负压抽风管路汇集后连接到废气二次燃烧干燥点火装置的废气进口；干燥段和点火段之下的风罩的抽风通道通过另一负压抽风管路汇集后连接到烟气净化系统。
2.根据权利要求1所述的具有废气二次燃烧干燥点火装置的固废焚烧系统，其特征在于，所述焚烧装置是利用冶金行业的烧结机改造而成。
3.根据权利要求1所述的具有废气二次燃烧干燥点火装置的固废焚烧系统，其特征在于，在废气二次燃烧干燥点火装置的废气进口上设有多个方位的进气孔，形成立体、均匀进入废气。
4.根据权利要求1所述的具有废气二次燃烧干燥点火装置的固废焚烧系统，其特征在于，所述燃料喷嘴设置有可调节的多组。
5.一种利用权利要求1-4所述的固废焚烧系统实现固废处理的方法，首先，需处理的固废在焚烧系统的布料段通过布料装置布料到焚烧台车上，焚烧台车由液压装置推动运动到废气二次燃烧干燥点火装置下方；台车进入点火装置点火2min后继续向前运动，进入焚烧段；焚烧后的烟气由抽风通道通过负压抽风管路汇集后返回到废气二次燃烧干燥点火装置中，在点火装置中气体燃料的燃烧作用下形成二燃室，对烟气进行燃烧，燃烧的同时对点火器下方的物料进行点火，余热对前部干燥段的物料进行干燥预热，同时对物料进行预点火；最后点火段和焚烧段排出的尾气进入烟气净化系统净化并达标排放。
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