CN107238080B

CN107238080B - 废物熔融处置系统

Info

Publication number: CN107238080B
Application number: CN201710531786.3A
Authority: CN
Inventors: 唐续龙; 姚建明; 胡立琼; 陈学刚; 赵发敏; 李兴杰; 刘霞; 马明生
Original assignee: China ENFI Engineering Corp
Current assignee: China ENFI Engineering Corp
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2023-01-24
Anticipated expiration: 2037-06-30
Also published as: CN107238080A

Abstract

本发明提供了一种废物熔融处置系统。该废物熔融处置系统包括固液分离装置、熔池熔炼装置、助燃气供应装置和第一喷射装置。固液分离装置用于分离废物中的液态废物和固态废物，且固液分离装置设置有固态废物出口和液态废物出口；熔池熔炼装置与固态废物出口相连通；助燃气供应装置用于向熔池熔炼装置提供助燃气；第一喷射装置与液态废物出口相连通，用于将液态废物喷入熔池熔炼装置。将废物中的液态废物和固态废物进行分离，然后将液态废物雾化后喷入熔池熔炼装置进行热解反应，这有利于限制参与热解反应的液态废物的用量，抑制结焦现象的产生；废物经雾化后经高温缺氧热解后，分解得更彻底，这能够有效抑制二噁英前驱物的生成和NO_x的产生。

Description

废物熔融处置系统

技术领域

本发明涉及废物处理领域，具体而言，涉及一种废物熔融处置系统。

背景技术

危险废物指具有毒性、易燃性、爆炸性、腐蚀性、化学反应性和或感染性，会对生态环境和人类健康构成严重危害的废物。目前废物主要通过填埋或者和焚烧工艺进行处置。填埋并不能对废物进行一次性无害化处理，只是将上述废物堆放在填埋场中，这存在永久的安全隐患，一旦填埋过称中铺设的土工膜破裂，上述危险废物将导致土壤和地下水的长久污染且难以修补，同时填埋法还存在占地大、存在后续污染等问题。焚烧处置虽然能对废物进行有效减量，但废物焚烧过程中会产生大量底渣和飞灰。同时根据《国家危险废物名录》(2016版)要求，危险废物焚烧、热解等处置过程产生的底渣仍然纳入危险废物管理(废物类别HW18，废物代码772-004-18)，需要进行二次处置。

为了解决焚烧灰渣和飞灰产生的二次污染，国内外相继开发出电弧炉熔融、反射熔融炉、等离子熔融等工艺，虽然解决了二次污染，但也存在工艺流程长，能耗高等问题。因此，探寻新的废物无害化处置技术，一次性解决废物处置过程中产生的二次污染问题具有重大的现实意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种废物熔融处置系统，对危险废物进行无害化、减量化和资源化处置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种废物熔融处置系统，该废物熔融处置系统包括：固液分离装置，用于分离废物中的液态废物和固态废物，且固液分离装置设置有固态废物出口和液态废物出口；熔池熔炼装置，设置有进料口，进料口与固态废物出口相连通；助燃气供应装置，用于向熔池熔炼装置提供助燃气；及第一喷射装置，第一喷射装置与液态废物出口相连通，用于将液态废物喷入熔池熔炼装置。

进一步地，废物熔融处置系统还包括第一供气管路，第一供气管路的一端与助燃气供应装置连通，第一供气管路的另一端与第一喷射装置连通，用于将液态废物和助燃气喷入熔池熔炼装置中。

进一步地，熔池熔炼装置上设置有熔渣虹吸排放口和第一喷射口，第一喷射口与第一喷射装置连通，且第一喷射口的高度高于熔渣虹吸排放口的高度。

进一步地，废物熔融处置系统还包括第二供气管路和第二喷射装置，熔池熔炼装置的顶部还设置有第二喷射口，助燃气供应装置通过第二供气管路与第二喷射口连通，第二喷射装置设置在第二供气管路上，且位于助燃气供应装置和第二喷射口之间。

进一步地，熔池熔炼装置的顶部设置有烟气出口，第二喷射口的喷射方向朝向烟气出口设置。

进一步地，熔池熔炼装置还设置有烟道，烟道与烟气出口相连通，且烟道上还设置有第三喷射口；废物熔融处置系统还包括第三喷射装置和第三供气管路，助燃气供应装置通过第三供气管路与第三喷射口连通，第三喷射装置设置在第三供气管路上，且位于助燃气供应装置和第三喷射口之间。

进一步地，烟道采用膜式壁结构。

进一步地，熔池熔炼装置具有多个侧壁，至少一个侧壁与竖直平面具有夹角。

进一步地，熔池熔炼装置的炉膛顶部的水平截面面积大于炉膛底部的水平截面面积。

进一步地，熔池熔炼装置底部设有金属排放口。

进一步地，炉膛底部为斜坡状，金属排放口设置于炉膛底部，优选倾角1～2°。

应用本发明的技术方案，采用本申请提供的废物熔融处置系统可同时处置固态危险废物和液态危险废物。将废物中的液态废物和固态废物进行分离以便于对其分别进行处理。将液态废物雾化后喷入熔池熔炼装置进行热解反应，这有利于限制参与热解反应的液态废物的用量，抑制结焦现象的产生；同时液态废物经雾化后在熔池熔炼装置中经高温缺氧热解后，分解得更彻底，这能够有效抑制二噁英前驱物的生成和NO_x的产生，净化尾气。此外，上述废物熔融处置系统具有较短的工艺流程，从而有利于降低工艺能耗和工艺成本。更重要的是，采用上述废物熔融处置系统对废物经过处理得到产物不仅不会造成二次污染，还可用于其它用途，从而能够提高其经济效益。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的一种典型的实施方式提供的一种废物处理装置的结构的正视图；

图2示出了根据本发明的一种典型的实施方式提供的一种卸料装置的结构的侧视图；

图3示出了根据本发明的一种典型的实施方式提供的一种废物处理装置的结构的俯视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、固液分离装置；101、固态废物出口；102、液态废物出口；

20、熔池熔炼装置；21、烟道；201、进料口；202、熔渣虹吸排放口；203、第一喷射口；204、第二喷射口；205、烟气出口；206、第三喷射口；207、金属排放口；208、框架结构；22、渣池；

30、助燃气供应装置；301、第一供气管路；302、第二供气管路；303、第三供气管路；

40、第一喷射装置；50、第二喷射装置；60、第三喷射装置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图及实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述做出相应解释。

正如背景技术所描述的，当废物中固态废物和液态废物同时存在时，如果用熔池熔炼装置20处理上述废物会造成结焦，严重时会影响固态废物的熔炼过程，且熔炼过程中产生的烟气不符合环保标准。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种废物熔融处置系统，如图1所示，该废物熔融处置系统包括：固液分离装置10、熔池熔炼装置20、助燃气供应装置30和第一喷射装置40。其中，固液分离装置10用于分离废物中的中的液态废物和固态废物，且该固液分离装置10设置有固态废物出口101和和液态废物出口102，熔池熔炼装置20设置有进料口201，进料口201与上述固态废物出口101相连通；助燃气供应装置30用于给上述熔池熔炼装置20提供助燃气；及第一喷射装置40与液态废物出口102相连通，用于将液态废物喷入熔池熔炼装置20。

上述废物熔融处置系统中，采用固液分离装置10将废物中的液态废物和固态废物进行分离。然后通过第一喷射装置40将液态废物有机物喷入熔池熔炼装置20中，在助燃气供应装置30提供的助燃气的气氛中，液态有机废物在上述熔池熔炼装置20的炉膛中发生热分解、气化及燃烧，同时固态废物(无机物)和燃料经进料口201进入熔池熔炼装置20中进行熔炼。

上述废物熔融处置系统对废物进行处理时，将废物中的液态废物和固态废物进行分离以便于对其分别进行处理。将液态废物雾化后喷入熔池熔炼装置20进行热解反应，这有利于限制参与热解反应的液态废物的用量，抑制结焦现象的产生；同时液态废物经雾化后在熔池熔炼装置中经高温缺氧热解后，分解得更彻底，这能够有效抑制二噁英前驱物的生成和NO_x的产生，净化尾气。此外，上述废物熔融处置系统具有较短的工艺流程，从而有利于降低工艺能耗和工艺成本。更重要的是，采用上述废物熔融处置系统对废物经过处理得到产物不仅不会造成二次污染，还可用于其它用途，从而能够提高其经济效益。

优选本申请提供的上述装置可以处理普通废物，也可以处理危险废物，尤其是主要成分为含有固态废物、半固态废物和液态废物的危险废物。当废物中存在半固态废物时，半固态废物也从进料口201输送至熔池熔炼装置20中。同时优选将熔剂与固态废物和/或半固态废物一并经进料口201输送至熔池熔炼装置20中。更优选进料口201与固态废物出口101之间经加料溜管连通，且上述加料溜管上设有双闸板密封装置和液压清理机构，这有利于提高加料速度，抑制废物滞留在加料溜管上。

在一种优选的实施例中，废物熔融处置系统还包括第一供气管路301，第一供气管路301的一端与助燃气供应装置30连通，第一供气管路301的另一端与第一喷射装置40连通，用于将液态废物和助燃气喷入上述熔池熔炼装置20中。将助燃气供应装置30与第一喷射装置40相连通能够将助燃气和液态废物一起喷入熔池熔炼装置，这有利于提高燃气与液态废物的接触面积从而有利于提高热解反应的效率。

优选第一喷射装置40的输出端伸进上述熔池熔炼装置20的炉体内部，更优选伸入长度为100mm至200mm；优选第一喷射装置40为喷枪，喷枪数量根据处理物料量设定，优选为8～20个。

在一种优选的实施例中，熔池熔炼装置20上设置有熔渣虹吸排放口202和第一喷射口203，第一喷射口203与第一喷射装置40连通，熔渣虹吸排放口202用于排出熔炼产生的熔渣，且第一喷射口203的高度高于熔渣虹吸排放口202的高度。设置第一喷射口203的高度高于熔渣虹吸排放口202的高度有利于减小熔渣排放过程中将未燃烧完成的废物溢出的风险。优选，通过虹吸的方式将熔渣排出，这有利于提高熔渣的排出效率，降低工人劳动强度。优选熔渣虹吸排放口202后设有渣池22，这有利于控制渣排放量，更优选渣池22的上方设有保温罩，这有利于提高开炉和停料的保温度。

在一种优选的实施例中，上述废物熔融处置系统还包括第二供气管路302和第二喷射装置50，熔池熔炼装置20的顶部还设置有第二喷射口204，助燃气供应装置30通过第二供气管路302与第二喷射口204连通，第二喷射装置50设置在第二供气管路302上，且位于助燃气供应装置30和第二喷射口204之间。经第二喷射口将助燃气喷入熔池熔炼装置20中，这有利于使液态废物经热解反应等生成的热解气进行二次燃烧，从而有利于提高烟气的环保性；同时将第二喷射装置50设置在炉顶可抑制生产过程中熔体喷溅堵塞第二喷射装置50，也便于清理维护。

在一种优选的实施例中，如图1所示，熔池熔炼装置20的顶部设置有烟气出口205，且第二喷射口204的喷射方向朝向烟气出口205设置，这有利于进一步降低第二喷射装置50被堵塞的风险。优选第二喷射装置50喷出的高速气流的流速为30～80m/s。

在一种优选的实施例中，如图1所示，熔池熔炼装置20还设置有烟道21，烟道21与烟气出口205相连通，且烟道21上还设置有第三喷射口206；上述废物熔融处置系统还包括第三喷射装置60和第三供气管路303，助燃气供应装置30通过第三供气管路303与第三喷射口206相连通，第三喷射装置60设置在第三供气管路303上，且位于助燃气供应装置30和第三喷射口206之间。经第三喷射装置60将助燃气经第三喷射口206喷入烟道21，从而使烟气进行进一步的燃烧，从而进一步提高烟气的环保性。优选烟道21采用膜式壁结构，这有利于使烟气再次燃烧后产生的热量被膜式壁带走，并使烟气温度维持在1150～1250℃之间，进而避免因燃烧过热损坏上升烟道。优选上述烟道与余热锅炉相接，这有利于将烟气中的余热进行回收，并用于其它应用，提高工艺的附加经济效益。

在一种优选的实施例中，如图2所示，熔池熔炼装置20为侧吹浸没式熔池熔炼炉，优选其顶部为一体成型的拱形炉顶，且拱形炉顶上设有水冷梁，上述拱形炉的顶盖设在炉体上。优选在熔池熔炼装置20的顶部设置探渣孔和观察孔，这有利于查看熔池情况。

在一种优选的实施例中，如图2所示，熔池熔炼装置20设置有多个侧壁，且至少一个侧壁与竖直平面具有夹角。将熔池熔炼装置20的至少一个侧壁与竖直平面具有夹角有利于增加炉膛的空间，同时还有利于炉体的稳定。优选熔池熔炼装置20包括四个侧壁，两两相对，且至少一对侧壁与竖直平面具有夹角，另一对侧面呈梯形。

在一种优选的实施例中，如图2所示，熔池熔炼装置20的炉膛顶部的水平截面面积大于炉膛底部的水平截面面积，这使得炉膛的上半部分的空间大于下半部分的空间，从而有利于热解气等的扩散。

在一种优选的实施例中，如图3所示，熔池熔炼装置20还设置有金属排放口207。优选熔池熔炼装置20的炉膛底部为斜坡状，金属排放口207设置于上述斜坡状的炉膛底部，这有利于金属相的收集。优选斜坡的倾角为1～2°。

优选上述助燃气供应装置30提供的助燃气为富氧空气，且氧气的含量为23～65vol％。生产时可以根据炉温、烟气含氧等参数调整控制风量和富氧浓度。

在一种优选的实施方式中，如图2和3所示，熔池熔炼装置20的框架结构208包括钢立柱、横梁和拉杆。在熔池熔炼装置20的侧壁的四周设置有多个钢立柱，且位于同一侧的钢立柱之间通过横梁连接并维持稳定，拉杆设置在熔池熔炼装置20的炉顶上部和底部，用于维持炉型结构稳定。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

将废物中的液态废物和固态废物进行分离以便于对其分别进行处理。将液态废物雾化后喷入熔池熔炼装置进行热解反应，这有利于限制参与热解反应的液态废物的用量，抑制结焦现象的产生；同时液态废物经雾化后在熔池熔炼装置中经高温缺氧热解后，分解得更彻底，这能够有效抑制二噁英前驱物的生成和NO_x的产生，净化尾气。此外，上述废物熔融处置系统具有较短的工艺流程，从而有利于降低工艺能耗和工艺成本。更重要的是，采用上述废物熔融处置系统对废物经过处理得到产物不仅不会造成二次污染，还可用于其它用途，从而能够提高其经济效益。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种废物熔融处置系统，其特征在于，所述废物熔融处置系统包括：

固液分离装置（10），用于分离所述废物中的液态废物和固态废物，且所述固液分离装置（10）设置有固态废物出口（101）和液态废物出口（102）；

熔池熔炼装置（20），设置有进料口（201），所述进料口（201）与所述固态废物出口（101）相连通；所述熔池熔炼装置（20）具有多个侧壁，至少一个所述侧壁与竖直平面具有夹角；所述熔池熔炼装置（20）的炉膛顶部的水平截面面积大于炉膛底部的水平截面面积；

助燃气供应装置（30），用于向所述熔池熔炼装置（20）提供助燃气；及

第一喷射装置（40），所述第一喷射装置（40）与所述液态废物出口（102）相连通，用于将所述液态废物喷入所述熔池熔炼装置（20）；

所述废物熔融处置系统还包括第一供气管路（301），所述第一供气管路（301）的一端与所述助燃气供应装置（30）连通，所述第一供气管路（301）的另一端与所述第一喷射装置（40）连通，用于将所述液态废物和助燃气喷入所述熔池熔炼装置（20）中；

所述废物熔融处置系统还包括第二供气管路（302）和第二喷射装置（50），所述熔池熔炼装置（20）的顶部还设置有第二喷射口（204），所述助燃气供应装置（30）通过所述第二供气管路（302）与所述第二喷射口（204）连通，所述第二喷射装置（50）设置在所述第二供气管路（302）上，且位于所述助燃气供应装置（30）和所述第二喷射口（204）之间；所述熔池熔炼装置（20）的顶部设置有烟气出口（205），所述第二喷射口（204）的喷射方向朝向所述烟气出口（205）设置；所述熔池熔炼装置（20）还设置有烟道（21），所述烟道（21）与所述烟气出口（205）相连通，且所述烟道（21）上还设置有第三喷射口（206）；所述废物熔融处置系统还包括第三喷射装置（60）和第三供气管路（303），所述助燃气供应装置（30）通过所述第三供气管路（303）与所述第三喷射口（206）连通，所述第三喷射装置（60）设置在所述第三供气管路（303）上，且位于所述助燃气供应装置（30）和所述第三喷射口（206）之间。

2.根据权利要求1所述的废物熔融处置系统，其特征在于，所述熔池熔炼装置（20）上设置有熔渣虹吸排放口（202）和第一喷射口（203），所述第一喷射口（203）与所述第一喷射装置（40）连通，且所述第一喷射口（203）的高度高于所述熔渣虹吸排放口（202）的高度。

3.根据权利要求1所述的废物熔融处置系统，其特征在于，所述烟道（21）采用膜式壁结构。

4.根据权利要求1所述的废物熔融处置系统，其特征在于，所述熔池熔炼装置（20）底部设有金属排放口（207）。

5.根据权利要求4所述的废物熔融处置系统，其特征在于，所述熔池熔炼装置（20）的炉膛底部为斜坡状，所述金属排放口（207）设置于所述炉膛底部，倾角为1～2°。