CN108361713B - 一种中低放废物热化学处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于中低放射性废物处理技术领域，涉及一种中低放废物热化学处理方法，用于处理医院、科研机构以及核电单位所产生的包含放射性物质的中低放有机可燃类废弃物，解决中低放射性废物堆积量大、存储难的难题，实现中低放射性废物减容化和无害化处理；净化后0.1‑1％的放射性物质烟气通过动力装置抽吸由烟气出风口排放；99％‑99.9％的放射性元素停留在不可燃的灰分残渣中统一封存并水泥固化处理，完成中低放可燃固体废物的处理过程，中低放有机可燃类废物的减容率达到97％‑99％；其原理可靠，减容率高，固化效果好，二次污染低，应用环境友好，投资及运营成本低，节能环保，具有良好的经济效益和广阔的市场前景。

Description

一种中低放废物热化学处理方法

技术领域：

本发明属于中低放射性废物处理设备技术领域，涉及一种废物处理方法，特别是一种中低放废物热化学处理方法，用于处理医院、科研机构以及核电单位所产生的包含放射性物质的中低放有机可燃类废弃物，实现中低放射性废物的减容化和无害化处理。

背景技术：

从技术层面分类，放射性废物主要分为高放射性和中低放射性两类。高放射性放射性废物主要包括核燃料在发电后产生的乏燃料及其处理物；中低放射性废物一般包括核电站的污染设备、检测设备、运行时的水化系统、交换树脂、废水废液；还包括医院、工厂、研究机构以及核电厂等产生包含放射性物质的废弃物，如衣物、纸类、试验器具等，中低放射性废物占到了所有放射性废物的99％，其中，大部分为核电厂产生的包含放射性物质的废弃物，中低放射性废物的危害性较低，但放射性废物具有独特性质，使其在处理中非常麻烦：①放射性：放射性废物的放射性不能用一般的物理、化学和生物方法消除，只能靠放射性核素自身的衰变而减少。②射线危害：放射性废物放出的射线通过物质时，发生电离和激发作用，对生物体会引起辐射损伤。③热能释放：放射性废物中放射性核素通过衰变放出能量，当放射性核素含量较高时，释放的热能会导致放射性废物的温度不断上升，甚至使溶液自行沸腾，固体自行熔融。焚烧是对可燃废物减容及稳定化处理的常用技术方法之一。常规焚烧方法是将中低放可燃性废物置于高温焚烧炉内焚烧，产生惰性熔渣或灰烬供进一步固定，以实现对废物的减容化、稳定化、安全化等目的。该方法可以获得显著的减容和减重效果，符合国家放射性废物管理原则中所要求的废物最小量化的要求，是可燃废物减容的常用措施。可燃放射性废物的焚烧处理减容系数可达40～200，减重系数可达20～200。然而常规的中低放废物焚烧设备是在空气量高于化学计量值条件下，使主燃烧过程中氧气过量，从而使气态和固态成分能够在同一燃烧室内直接燃烧。废物通常是间断地从上方投入，废物在炉排上燃烧。助燃空气一部分从炉排下方送入(称一次风或火下风)，一部分从炉膛的适当位置以适当的方向送入(称二次风或火下风)。该焚烧设备比较简单，目前应用最广。但中低放可燃废物自身组分的特殊性，在常规通用燃烧炉进行燃烧处理的过程中，不可避免的会产生大量的焦油和烟炱，导致处理难以达标。为保证燃烧完全，需要炉膛满足温度高、空气供应量大、停留时间长和气流扰动强烈等必要条件，即炉膛体积足够大，以确保充足的燃烧时间，因此，炉膛中空气供应量大于理论量，且空气过剩系数高达20～30倍，同时为增加燃烧气流的湍流，炉膛常设计成各种流道形式，并在燃烧炉之后建立多个后燃烧室并配以大量的辅助燃料，其严重增大能耗且热解产物易堵塞管道。即使如此，也很难保证中低放可燃废物处理达标。一方面，在废物焚烧过程中，焦油、烟炱含量依然较高；另一方面，为保证充分燃烧，需要炉膛中气流扰动程度足够大，而这样则会导致气流携带的飞灰较多，而废物中的不挥发核素大量附载在飞灰上面，因而造成烟气放射性浓度高，增加了烟气后处理净化系统的负担和难度；再一方面，这种燃烧炉对废物的热值也有限定，如果热值过高或过低，焚烧过程的炉温就会过高或变化幅度较大，会导致炉膛的耐火衬里损坏，因此在焚烧前要对中低放可燃废物进行重新分拣配比，不仅难以实现自动化，还会增加操作人员的受辐照的风险。因此，传统焚烧炉的上述改进仍然不能从根本上解决传统燃烧炉存在的问题。显然，传统焚烧炉无法满足中低放可燃废物的处理要求，而放射性可燃废物的处理难题依然已经成为制约我国核工业的迅速发展的瓶颈，因此，研发一种可靠的装置，实现对中低放可燃废物减容化无害化处理已经迫在眉睫。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种中低放废物热化学处理方法，解决中低放射性废物堆积量大、存储难的难题，实现中低放射性废物的减容化和无害化处理。

为了实现上述目的，本发明涉及的中低放废物热化学处理方法处理废物的具体工艺步骤为：

Step1，启动各装置：为确保整个流程工艺在负压下操作，首先启动动力装置，顺次启动烟气骤冷装置、烟气过滤装置、烟气洗涤装置、汽水分离装置、烟气再热装置、高效过滤装置和第一废水处理装置；

Step2，启动热解装置：启动驱动电机，设置热解温度，开启热解装置加热模式，用加热装置给热解输送段加热，控温仪设定加热装置的温度400-700℃；

Step3，启动燃烧装置：然后分别启动气液燃烧室内的气液助燃燃烧器和固体燃烧室内的固体助燃燃烧器，使气液燃烧室内温度维持在800℃-1300℃的温度区间，固体燃烧室内温度维持在400℃-600℃的温度区间，在气液燃烧室和固体燃烧室的温度分别达到要求温度之后；

Step4，废料进料：将分包好的装有可燃固体废物的标准废物袋加入废物接收装置，废料依次进入热解装置的密封进料段和大口储料段，在螺旋推进器的推动下，废料依次经过大口储料段、变径进料段和热解输送段，废料流在变径进料段缩颈并填充满通道形成料封，随后废料被送入热解输送段；

Step5，废料热解：接着在整个输送及热解过程中，燃烧装置依据烟尘检测器反馈的烟气参数信号调节驱动电机改变转速，便于废料的充分彻底热解，废料在热解输送段被热解为气体、液体和固体三种产物，通过热解输送段进入燃烧装置内；

Step6，热解产物燃烧：热解产生的气体产物和液体产物进入气液燃烧室中，在气液助燃燃烧器的辅助作用下充分燃烧，产物为由二氧化碳和水组成的烟气；经由所述烟气出风口排出到烟气骤冷装置；同时，然后热解固体产物经由炉排落入固体燃烧室中，在固体助燃燃烧器的辅助作用下充分燃烧，产生的烟气经由炉排、气液燃烧室及烟气出风口排出到烟气骤冷装置，生成的不燃的无机残渣经由排渣口排入第一固废收集装置；

Step7，烟气净化：当高温烟气在烟气骤冷装置中迅速冷却至100-200℃，再经由烟气过滤装置除去烟气中的飞灰，过滤后的烟气通过烟气洗涤装置、汽水分离装置先后除去烟气中的硫氮氧化物和骤冷过程进入烟气的水蒸气，为了顺利排放，还需要使用烟气再热装置将烟气再加热至合适的温度，通过高效过滤装置对烟气高效过滤去除残存的飞灰，经检测达标后；监测合格的净化后含0.1-1％的放射性物质烟气通过动力装置抽吸由烟气出风口排放；

Step8，废水处理：烟气骤冷装置和烟气洗涤装置分别与冷却水输入管路和碱水输入管路连接，分别用于降温和除去烟气中的硫氮氧化物以及残余的放射性元素，废水分别排放到第一废水处理装置和第二废水处理装置后集中处理；

Step9，固体残渣后处理：燃烧装置底部、烟气过滤装置和高效过滤装置分别与用于接收不可燃的灰分残渣的第一固废收集装置、第二固废收集装置和第三固废收集装置相连；99％-99.9％的放射性元素停留在不可燃的灰分残渣中，这些固体残渣可统一封存并水泥固化处理，完成中低放可燃固体废物的处理过程，中低放有机可燃类废物的减容率达到97％-99％。

采用该方法处理中低放废物的装置的主体结构包括废物接收装置、热解装置、燃烧装置、第一辅助燃料箱、第二辅助燃料箱、第一固废收集装置、烟气骤冷装置、烟气过滤装置、烟气洗涤装置、汽水分离装置、烟气再热装置、高效过滤装置、动力装置、烟囱、冷却水输入管路、第一废水处理装置、碱水输入管路、第二固废收集装置、第三固废收集装置、第二废水处理装置、密封进料阀、烟尘检测器、氧含量分析仪、第一电动阀和第二电动阀，用于承接可燃固体废物的废物接收装置通过密封进料阀与热解装置的输入端相连，热解装置的输出端与燃烧装置的输入端采用无管道直接对接的一体式结构，燃烧装置的上部通过第一电动阀与第一辅助燃料箱相连，第一电动阀用于控制第一辅助燃料箱的燃料流量；燃烧装置的下部通过第二电动阀与第二辅助燃料箱相连，第二电动阀用于控制第二辅助燃料箱的燃料流量；第一辅助燃料箱、第二辅助燃料箱均用于提供辅助燃料，燃烧装置的底部输出端与第一固废收集装置的输入端相连，燃烧装置的顶部输出端与烟气骤冷装置的输入端相连，燃烧装置和烟气骤冷装置之间的管路上设有烟尘检测器和氧含量分析仪，烟气骤冷装置的顶部输出端与烟气过滤装置的输入端相连，烟气骤冷装置的顶部输入端设有冷却水输入管路用于冷却来自燃烧装置产生的烟气，冷却水输入管路内添加冷却水，烟气骤冷装置的底部输出端与第一废水处理装置的输入端相连，烟气过滤装置用于除去烟气中的飞灰，烟气过滤装置的顶部输出端与烟气洗涤装置的输入端相连，底部输出端与第二固废收集装置的输入端相连；烟气洗涤装置用于洗涤并除去烟气中的酸性组分，烟气洗涤装置的顶部输入端与碱水输入管路连接，碱水输入管路内通入弱碱性吸收溶液；烟气洗涤装置的顶部输出端与汽水分离装置的输入端相连，汽水分离装置用于对烟气中夹带的水汽进行分离，烟气洗涤装置和汽水分离装置的底部输出端均与第二废水处理装置的输入端相连，汽水分离装置的下部输出端与烟气再热装置的输入端相连，烟气再热装置的输出端与高效过滤装置的输入端相连，高效过滤装置有两个输出端，一个输出端通过动力装置与烟囱相连，另一个输出端与第三固废收集装置的输入端相连。

所述热解装置的主体结构包括密封进料段、大口储料段、动密封、驱动电机、螺旋推进器、变径进料段、加热装置、热解输送段和控温仪；水平设置的管状螺旋推进器的输入端处竖直设有管状密封进料段，螺旋推进器的前端设有用于暂存中低放可燃有机废物的大口储料段，大口储料段与动密封采用两盘对向布置的角接触球轴承密封方式或者采用磁流体密封方式连接，用于推动中低放可燃有机废物运动的螺旋推进器通过动密封与驱动电机轴连接，驱动电机用于控制螺旋推进器推进速度；螺旋推进器的输出端与变径进料段的输入端相连，所述变径进料段的直径尺寸从前到后呈逐渐减少趋势，有利于废料在缩小的口径处聚拢起来形成料封；所述变径进料段用于把物料变径进料段的输出端与热解输送段的输入端相连，热解输送段的外部设有用于提供热解物料所需热量的加热装置；加热装置由内至外依次包含耐火层和保温层，加热装置与控温仪电信息连接；控温仪用于控制加热装置维持热解输送段内的热解温度实现物料充分热解；所述螺旋推进器内部主体结构包括驱动轴和螺旋叶片，驱动电机通过动密封与驱动轴连接并带动驱动轴转动，动密封用于保障热解装置的气密性，确保螺旋推进器在运行过程中不泄漏；所述螺旋推进器的叶片尺寸与大口储料段、变径进料段和热解输送段的直径尺寸相对应，呈逐渐减少趋势；烟尘检测器对烟气中的飞灰进行检测，并反馈信号至驱动电机调节螺旋推进器转速。

所述燃烧装置的主体结构包括烟气出风口、气液燃烧室、炉排、固体燃烧室、排渣口、气液助燃燃烧器、二次助燃风口、固体助燃燃烧器、一次助燃风口、第一风门、第二风门；气液燃烧室通过炉排与固体燃烧室相隔；气液燃烧室用于给热解得到的气液产物提供燃烧空间；所述固体燃烧室用于给热解得到的固体产物提供燃烧空间；气液燃烧室的直径与固体燃烧室直径的比值为1.2-3，气液燃烧室的下部与热解装置的热解输送段相连通；气液燃烧室中部设有气液助燃燃烧器用于燃烧辅助燃料使气液产物充分燃烧，气液助燃燃烧器上设有二次助燃风口和第二风门；固体燃烧室中部设有固体助燃燃烧器用于燃烧辅助燃料使固体产物充分燃烧，固体燃烧室下部侧方设有一次助燃风口和第一风门；气液助燃燃烧器自带的二次助燃风口使用第二风门来调节开度，通过烟气出风口的氧含量确定二次助燃风口的风门开度；固体燃烧室开设的一次助燃风口使用第一风门来调节开度，通过气液燃烧室内部的氧含量确定一次助燃风口的风门开度；气液燃烧室顶部设有用于排放燃后烟气的烟气出风口，烟气出风口与烟气骤冷装置相连；固体燃烧室底部设有用于排出不燃的固体残渣的排渣口，排渣口与第一固废收集装置相连；燃烧装置的气液助燃燃烧器和固体助燃燃烧器均为燃油燃烧器，气液助燃燃烧器与第一辅助燃料箱通过第一电动阀相连，第一电动阀用于控制第一辅助燃料箱的燃料流量；固体助燃燃烧器与第二辅助燃料箱之间通过第二电动阀相连，第二电动阀用于控制第二辅助燃料箱的燃料流量；氧含量分析仪对烟气中的含氧量进行检测并反馈信号来确定第一风门和第二风门的开度，控制并确保稳定燃烧。

本发明涉及的中低放可燃固体废物分段热化学处理方法的原理为：所述螺旋推进器的叶片尺寸与大口储料段、变径进料段和热解输送段的直径尺寸相对应，呈逐渐减少趋势，有利于传输废料快速充满通道；所述燃烧装置气液燃烧室的直径大于固体燃烧室直径，用于减缓烟气风速，降低飞灰产生量；所述热解装置和焚烧装置采用无管道直接对接的一体化结构，用于提高装置密封性且有效解决热解产物中焦油和灰渣等被抽吸到管路中并粘附在管壁上造成管道堵塞的难题，并提高热解产物输送的顺畅性；采用热解装置与燃烧装置组合处理装置，将大分子、难燃烧的大分子中低放可燃有机废物先进行中温绝氧热解，得到短链的小分子气液产物和热解固体残渣产物，然后对热解产物进行燃烧处理，改善废物与空气混合环境，使得废物的处理更加彻底充分，大幅提高废物的减容率；并且热解装置与燃烧装置的气液燃烧室下部相通，热解产物通过炉排落入固体燃烧室中进行充分灼烧，大幅降低热灼减率；热解气液产物和热解固体产物分别在气液燃烧室和固体燃烧室中燃烧，固体燃烧室温度明显低于气液燃烧室温度，有效减少了放射性物质在燃烧过程中的飞出，绝大部分的放射性物质聚集到不可燃残渣中并排到固废收集器中，改善了烟气后处理的难度；热解装置的变径进料段能够实现料封功能。

本发明涉及的中低放可燃固体废物分段热化学处理方法的处理流程为：首先废物接收装置承接分包好的装有可燃固体废物的标准废物袋并在密闭的条件下将它预剪切破碎，密封进料阀密封进料口，使得热解装置能够在缺氧或绝氧的环境下进料，然后通过一体式的热解装置与燃烧装置进行热解和焚烧处理，产物为充分燃烧得到烟气和不燃的无机残渣，不燃的无机残渣进入第一固废收集装置，烟气经烟气骤冷装置冷却后进入用于除去烟气中的飞灰的烟气过滤装置，飞灰被捕集后进入第二固废收集装置，烟气骤冷装置所产生的废水排入第一废水处理装置，然后烟气经过滤后进入烟气洗涤装置进行洗涤并除去烟气中的酸性组分，所产生的废水排入第二废水处理装置，接着烟气进入所述汽水分离装置将烟气中夹带的水汽进行分离，分离出来的废水同样排入第二废水处理装置；将烟气经烟气再热装置加热至合适排放的温度；再通过高效过滤装置进一步过滤，除去残余的飞灰并送入第三固废收集装置中；过滤后的烟气被抽吸入烟囱并排放，为确保整套工艺在负压条件下运行，在流程中设有用于产生抽力的动力装置。

本发明与现有技术相比，能够将医院、科研机构以及核电单位产生包含放射性物质的中低放有机可燃类废物处理热解焚烧处理成为固体残渣，方便后续的封存、填埋处理，减容率超过97％，99％以上的放射性物质并固定在最终不可燃残渣中，不仅能够减少中低放有机可燃类废物的体积，而且能够减少核放射污染和大气环境污染；其不仅具有参数设置灵活，过程控制精度高，连续投料，受热均匀，物料密封，运行平稳，飞灰烟尘量少的工艺优势；其原理可靠，减容率高，固化效果好，二次污染低，应用环境友好，投资及运营成本低，节能环保，具有良好的经济效益和广阔的市场前景。

附图说明：

图1为本发明涉及的中低放可燃固体废物分段热化学处理方法的原理流程图。

图2为本发明涉及的中低放可燃固体废物分段热化学处理方法的主体结构原理示意图。

图3为本发明涉及的热解装置和燃烧装置的主体结构原理示意图。

具体实施方式：

下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步描述。

实施例1：

本实施例涉及的分段热化学处理中低放可燃固体废物处理方法的具体工艺步骤为：

Step1，启动各装置：为确保整个流程工艺在负压下操作，首先启动动力装置13，顺次启动烟气骤冷装置7、烟气过滤装置8、烟气洗涤装置9、汽水分离装置10、烟气再热装置11、高效过滤装置12和第一废水处理装置16；

Step2，启动热解温度：启动驱动电机204，设置热解温度，开启热解装置加热模式，用加热装置207给热解输送段208加热，控温仪209设定加热装置207的温度400℃；

Step3，启动燃烧装置：然后分别启动气液燃烧室302内的气液助燃燃烧器306和固体燃烧室304内的固体助燃燃烧器308，使气液燃烧室302内温度维持在950℃，固体燃烧室304内温度维持在480℃，在气液燃烧室302和固体燃烧室304的温度分别达到要求温度之后；

Step4，废料进料：将分包好的装有可燃固体废物的标准废物袋加入废物接收装置1，废料依次进入热解装置的密封进料段201和大口储料段202，在螺旋推进器205的推动下，废料依次经过大口储料段202、变径进料段206和热解输送段208，废料流在变径进料段206缩颈并填充满通道形成料封，随后废料被送入热解输送段208；

Step5，废料热解：接着在整个输送及热解过程中，燃烧装置3依据烟尘检测器312反馈的烟气参数信号调节驱动电机204改变转速，便于废料的充分彻底热解，废料在热解输送段208被热解为气体、液体和固体三种产物，通过热解输送段208进入燃烧装置3内；

Step6，热解产物燃烧：热解产生的气体产物和液体产物进入气液燃烧室302中，在气液助燃燃烧器306的辅助作用下充分燃烧，产物为由二氧化碳和水组成的烟气；经由所述烟气出风口301排出到烟气骤冷装置7；同时，然后热解固体产物经由炉排303落入固体燃烧室304中，在固体助燃燃烧器308的辅助作用下充分燃烧，产生的烟气经由炉排303、气液燃烧室302及烟气出风口301排出到烟气骤冷装置7，生成的不燃的无机残渣经由排渣口305排入第一固废收集装置6；

Step7，烟气净化：当高温烟气在烟气骤冷装置7中迅速冷却至200℃，再经由烟气过滤装置8除去烟气中的飞灰，过滤后的烟气通过烟气洗涤装置9、汽水分离装置10先后除去烟气中的硫氮氧化物和骤冷过程进入烟气的水蒸气，为了顺利排放，还需要使用烟气再热装置11将烟气再加热至合适的温度，通过高效过滤装置12对烟气高效过滤去除残存的飞灰，经检测达标后；监测合格的净化后含0.1-1％的放射性物质烟气通过动力装置13抽吸由烟气出风口301排放；

Step8，废水处理：烟气骤冷装置7和烟气洗涤装置9分别与冷却水输入管路15和碱水输入管路17连接，分别用于降温和除去烟气中的硫氮氧化物以及残余的放射性元素，废水分别排放到第一废水处理装置16和第二废水处理装置20后集中处理；

Step9，固体残渣后处理：燃烧装置3底部、烟气过滤装置8和高效过滤装置12分别与用于接收不可燃的灰分残渣的第一固废收集装置6、第二固废收集装置18和第三固废收集装置19相连；99％-99.9％的放射性元素停留在不可燃的灰分残渣中，这些固体残渣可统一封存并水泥固化处理，完成中低放可燃固体废物的处理过程，中低放有机可燃类废物的减容率达到97％-99％。

采用该方法处理中低放可燃固体废物的装置的主体结构废物接收装置1、热解装置2、燃烧装置3、第一辅助燃料箱4、第二辅助燃料箱5、第一固废收集装置6、烟气骤冷装置7、烟气过滤装置8、烟气洗涤装置9、汽水分离装置10、烟气再热装置11、高效过滤装置12、动力装置13、烟囱14、冷却水输入管路15、第一废水处理装置16、碱水输入管路17、第二固废收集装置18、第三固废收集装置19、第二废水处理装置20、密封进料阀101、烟尘检测器312、氧含量分析仪313、第一电动阀401和第二电动阀501，用于承接分包好的装有可燃固体废物的标准废物袋的废物接收装置1通过密封进料阀101与热解装置2的输入端相连，热解装置2的输出端与燃烧装置3的输入端采用无管道直接对接的一体式结构，燃烧装置3的上部通过第一电动阀401与第一辅助燃料箱4相连，第一电动阀401用于控制第一辅助燃料箱4的燃料流量；燃烧装置3的下部通过第二电动阀501与第二辅助燃料箱5相连，第二电动阀501用于控制第二辅助燃料箱5的燃料流量；第一辅助燃料箱4、第二辅助燃料箱5均用于提供辅助燃料，燃烧装置3的底部输出端与第一固废收集装置6的输入端相连，燃烧装置3的顶部输出端与烟气骤冷装置7的输入端相连，燃烧装置3和烟气骤冷装置7之间的管路上设有烟尘检测器312和氧含量分析仪313，烟气骤冷装置7的顶部输出端与烟气过滤装置8的输入端相连，烟气骤冷装置7的顶部输入端设有冷却水输入管路15用于冷却来自燃烧装置3产生的烟气，冷却水输入管路15内添加冷却水，烟气骤冷装置7的底部输出端与第一废水处理装置16的输入端相连，烟气过滤装置8的顶部输出端与烟气洗涤装置9的输入端相连用于除去烟气中的飞灰，烟气过滤装置8的底部输出端与第二固废收集装置18的输入端相连，烟气洗涤装置9的顶部输入端设有碱水输入管路17用于洗涤并除去烟气中的酸性组分，碱水输入管路17内添加弱碱性吸收溶液，烟气洗涤装置9的顶部输出端与汽水分离装置10的输入端相连用于对烟气中夹带的水汽进行分离，烟气洗涤装置9和汽水分离装置10的底部输出端均与第二废水处理装置20的输入端相连，汽水分离装置10的下部输出端与烟气再热装置11的输入端相连，烟气再热装置11的输出端与高效过滤装置12的输入端相连，高效过滤装置12的一个输出端通过动力装置13与烟囱14相连；高效过滤装置12的另一个输出端与第三固废收集装置19的输入端相连。

所述热解装置2的主体结构包括密封进料段201、大口储料段202、动密封203、驱动电机204、螺旋推进器205、变径进料段206、加热装置207、热解输送段208和控温仪209；水平设置的管状螺旋推进器205的输入端处竖直设有管状密封进料段201，螺旋推进器205的前端设有用于暂存中低放可燃有机废物的大口储料段202，大口储料段202与动密封203采用两盘对向布置的角接触球轴承密封方式或者采用磁流体密封方式连接，用于推动中低放可燃有机废物运动的螺旋推进器205通过动密封203与驱动电机204轴连接，驱动电机204用于控制螺旋推进器205推进速度；螺旋推进器205的输出端与变径进料段206的输入端相连，所述变径进料段206的直径尺寸从前到后呈逐渐减少趋势，有利于废料在缩小的口径处聚拢起来形成料封；所述变径进料段206用于把物料变径进料段206的输出端与热解输送段208的输入端相连，热解输送段208的外部设有用于提供热解物料所需热量的加热装置207；加热装置207由内至外依次包含耐火层和保温层，加热装置207与控温仪209电信息连接；控温仪209用于控制加热装置207维持热解输送段208内的热解温度实现物料充分热解；所述螺旋推进器205内部主体结构包括驱动轴2051和螺旋叶片2052，驱动电机204通过动密封203与驱动轴连接并带动驱动轴2051转动，动密封203用于保障热解装置2的气密性，确保螺旋推进器205在运行过程中不泄漏；所述螺旋推进器的叶片尺寸与大口储料段、变径进料段和热解输送段的直径尺寸相对应，呈逐渐减少趋势；烟尘检测器312对烟气中的飞灰进行检测，并反馈信号至驱动电机204调节螺旋推进器205转速；

所述燃烧装置3的主体结构包括烟气出风口301、气液燃烧室302、炉排303、固体燃烧室304、排渣口305、气液助燃燃烧器306、二次助燃风口307、固体助燃燃烧器308、一次助燃风口309、第一风门311、第二风门310；气液燃烧室302通过炉排303与固体燃烧室304相隔；气液燃烧室302用于给热解得到的气液产物提供燃烧空间；所述固体燃烧室304用于给热解得到的固体产物提供燃烧空间；气液燃烧室的直径与固体燃烧室直径的比值为1.5，气液燃烧室302的下部与热解装置2的热解输送段208相连通；气液燃烧室302中部设有气液助燃燃烧器306用于燃烧辅助燃料使气液产物充分燃烧，气液助燃燃烧器306上设有二次助燃风口307和第二风门310；固体燃烧室304中部设有固体助燃燃烧器308用于燃烧辅助燃料使固体产物充分燃烧，固体燃烧室304下部侧方设有一次助燃风口309和第一风门311；气液助燃燃烧器306自带的二次助燃风口307使用第二风门310来调节开度，通过烟气出风口301的氧含量确定二次助燃风口307的风门开度；固体燃烧室304开设的一次助燃风口309使用第一风门311来调节开度，通过气液燃烧室302内部的氧含量确定一次助燃风口309的风门开度；气液燃烧室302顶部设有用于排放燃后烟气的烟气出风口301，烟气出风口301与烟气骤冷装置7相连；固体燃烧室304底部设有用于排出不燃的固体残渣的排渣口305，排渣口305与第一固废收集装置6相连；燃烧装置3的气液助燃燃烧器306和固体助燃燃烧器308均为燃油燃烧器，气液助燃燃烧器306与第一辅助燃料箱4通过第一电动阀401相连，第一电动阀401用于控制第一辅助燃料箱4的燃料流量；固体助燃燃烧器308与第二辅助燃料箱5之间通过第二电动阀501相连，第二电动阀501用于控制第二辅助燃料箱5的燃料流量；氧含量分析仪313对烟气中的含氧量进行检测并反馈信号来确定第一风门311和第二风门310的开度，控制并确保稳定燃烧。

实施例2：

本实施与实施例1的区别在于：Step2中设置加热装置207的温度600℃；Step3中气液燃烧室302内温度维持在800℃，固体燃烧室304内温度维持在400℃；Step7中高温烟气在烟气骤冷装置7中迅速冷却至150℃；

采用该方法处理中低放可燃固体废物的装置中所述气液燃烧室直径与固体燃烧室直径的比例为2.2。

实施例3：

本实施与实施例1的区别在于：Step2中设置加热装置207的温度500℃；Step3中气液燃烧室302内温度维持在900℃，固体燃烧室304内温度维持在500℃；Step7中高温烟气在烟气骤冷装置7中迅速冷却至100℃；

采用该方法处理中低放可燃固体废物的装置中所述气液燃烧室直径与固体燃烧室直径的比例为1.2，设备更紧凑，占地空间小，适用于用地紧张的项目。

实施例4：

本实施与实施例1的区别在于：Step2中设置加热装置207的温度400℃；Step3中气液燃烧室302内温度维持在1000℃，固体燃烧室304内温度维持在700℃；Step7中高温烟气在烟气骤冷装置7中迅速冷却至150℃；

采用该方法处理中低放可燃固体废物的装置中所述气液燃烧室直径与固体燃烧室直径的比例为3，减缓风速的效果最好。

实施例5：

本实施与实施例1-4的区别在于：Step2中设置加热装置207的温度400℃；Step3中气液燃烧室302内温度维持在1000℃，固体燃烧室304内温度维持在700℃；Step7中高温烟气在烟气骤冷装置7中迅速冷却至150℃；采用该方法处理中低放可燃固体废物的装置中所述固体助燃燃烧器308采用重油燃烧器或轻油燃烧器，第二辅助燃料箱5内为重油或轻油，升温快，处理时间短。

实施例6：

本实施与实施例1-4的区别在于：Step2中设置加热装置207的温度500℃；Step3中气液燃烧室302内温度维持在900℃，固体燃烧室304内温度维持在500℃；Step7中高温烟气在烟气骤冷装置7中迅速冷却至100℃；

采用该方法处理中低放可燃固体废物的装置中所述气液助燃燃烧器306为防爆油气两用燃烧器，包含燃烧头和燃烧器主体，燃烧头和燃烧器主体均采用耐高温材料且管道式相通，第一辅助燃料箱4内为混合油，所述混合油为废机油与轻柴油配比而成；第二辅助燃料箱5内为重油或轻油，节约能源。

Claims (2)

1.一种中低放废物热化学处理方法，其特征在于：具体工艺步骤为：

Step1，启动各装置：为确保整个流程工艺在负压下操作，首先启动动力装置，顺次启动烟气骤冷装置、烟气过滤装置、烟气洗涤装置、汽水分离装置、烟气再热装置、高效过滤装置和第一废水处理装置；

Step2，启动热解装置：启动驱动电机，设置热解温度，开启热解装置加热模式，用加热装置给热解输送段加热，控温仪设定加热装置的温度400-700℃；

Step3，启动燃烧装置：然后分别启动气液燃烧室内的气液助燃燃烧器和固体燃烧室内的固体助燃燃烧器，使气液燃烧室内温度维持在800℃-1300℃的温度区间，固体燃烧室内温度维持在400℃-600℃的温度区间，在气液燃烧室和固体燃烧室的温度分别达到要求温度之后；

Step4，废料进料：将分包好的装有可燃固体废物的标准废物袋加入废物接收装置，废料依次进入热解装置的密封进料段和大口储料段，在螺旋推进器的推动下，废料依次经过大口储料段、变径进料段和热解输送段，废料流在变径进料段缩颈并填充满通道形成料封，随后废料被送入热解输送段；

Step5，废料热解：接着在整个输送及热解过程中，燃烧装置依据烟尘检测器反馈的烟气参数信号调节驱动电机改变转速，便于废料的充分彻底热解，废料在热解输送段被热解为气体、液体和固体三种产物，通过热解输送段进入燃烧装置内；

Step6，热解产物燃烧：热解产生的气体产物和液体产物进入气液燃烧室中，在气液助燃燃烧器的辅助作用下充分燃烧，产物为由二氧化碳和水组成的烟气；经由所述烟气出风口排出到烟气骤冷装置；同时，然后热解固体产物经由炉排落入固体燃烧室中，在固体助燃燃烧器的辅助作用下充分燃烧，产生的烟气经由炉排、气液燃烧室及烟气出风口排出到烟气骤冷装置，生成的不燃的无机残渣经由排渣口排入第一固废收集装置；

Step7，烟气净化：当高温烟气在烟气骤冷装置中迅速冷却至100-200℃，再经由烟气过滤装置除去烟气中的飞灰，过滤后的烟气通过烟气洗涤装置、汽水分离装置先后除去烟气中的硫氮氧化物和骤冷过程进入烟气的水蒸气，为了顺利排放，还需要使用烟气再热装置将烟气再加热至合适的温度，通过高效过滤装置对烟气高效过滤去除残存的飞灰，经检测达标后；监测合格的净化后含0.1-1％的放射性物质烟气通过动力装置抽吸由烟气出风口排放；

Step8，废水处理：烟气骤冷装置和烟气洗涤装置分别与冷却水输入管路和碱水输入管路连接，分别用于降温和除去烟气中的硫氮氧化物以及残余的放射性元素，废水分别排放到第一废水处理装置和第二废水处理装置后集中处理；

Step9，固体残渣后处理：燃烧装置底部、烟气过滤装置和高效过滤装置分别与用于接收不可燃的灰分残渣的第一固废收集装置、第二固废收集装置和第三固废收集装置相连；99％-99.9％的放射性元素停留在不可燃的灰分残渣中，这些固体残渣可统一封存并水泥固化处理，完成中低放可燃固体废物的处理过程，中低放有机可燃类废物的减容率达到97％-99％；

采用该方法处理中低放可燃固体废物的装置的主体结构包括废物接收装置、热解装置、燃烧装置、第一辅助燃料箱、第二辅助燃料箱、第一固废收集装置、烟气骤冷装置、烟气过滤装置、烟气洗涤装置、汽水分离装置、烟气再热装置、高效过滤装置、动力装置、烟囱、冷却水输入管路、第一废水处理装置、碱水输入管路、第二固废收集装置、第三固废收集装置、第二废水处理装置、密封进料阀、烟尘检测器、氧含量分析仪、第一电动阀和第二电动阀，用于承接可燃固体废物的废物接收装置通过密封进料阀与热解装置的输入端相连，热解装置的输出端与燃烧装置的输入端采用无管道直接对接的一体式结构，燃烧装置的上部通过第一电动阀与第一辅助燃料箱相连，第一电动阀用于控制第一辅助燃料箱的燃料流量；燃烧装置的下部通过第二电动阀与第二辅助燃料箱相连，第二电动阀用于控制第二辅助燃料箱的燃料流量；第一辅助燃料箱、第二辅助燃料箱均用于提供辅助燃料，燃烧装置的底部输出端与第一固废收集装置的输入端相连，燃烧装置的顶部输出端与烟气骤冷装置的输入端相连，燃烧装置和烟气骤冷装置之间的管路上设有烟尘检测器和氧含量分析仪，烟气骤冷装置的顶部输出端与烟气过滤装置的输入端相连，烟气骤冷装置的顶部输入端设有冷却水输入管路用于冷却来自燃烧装置产生的烟气，冷却水输入管路内添加冷却水，烟气骤冷装置的底部输出端与第一废水处理装置的输入端相连，烟气过滤装置用于除去烟气中的飞灰，烟气过滤装置的顶部输出端与烟气洗涤装置的输入端相连，底部输出端与第二固废收集装置的输入端相连；烟气洗涤装置用于洗涤并除去烟气中的酸性组分，烟气洗涤装置的顶部输入端与碱水输入管路连接，碱水输入管路内通入弱碱性吸收溶液；烟气洗涤装置的顶部输出端与汽水分离装置的输入端相连，汽水分离装置用于对烟气中夹带的水汽进行分离，烟气洗涤装置和汽水分离装置的底部输出端均与第二废水处理装置的输入端相连，汽水分离装置的下部输出端与烟气再热装置的输入端相连，烟气再热装置的输出端与高效过滤装置的输入端相连，高效过滤装置有两个输出端，一个输出端通过动力装置与烟囱相连，另一个输出端与第三固废收集装置的输入端相连；

所述热解装置的主体结构包括密封进料段、大口储料段、动密封、驱动电机、螺旋推进器、变径进料段、加热装置、热解输送段和控温仪；水平设置的管状螺旋推进器的输入端处竖直设有管状密封进料段，螺旋推进器的前端设有用于暂存中低放可燃有机废物的大口储料段，大口储料段与动密封采用两盘对向布置的角接触球轴承密封方式或者采用磁流体密封方式连接，用于推动中低放可燃有机废物运动的螺旋推进器通过动密封与驱动电机轴连接，驱动电机用于控制螺旋推进器推进速度；螺旋推进器的输出端与变径进料段的输入端相连，所述变径进料段的直径尺寸从前到后呈逐渐减少趋势，有利于废料在缩小的口径处聚拢起来形成料封；所述变径进料段用于把物料变径进料段的输出端与热解输送段的输入端相连，热解输送段的外部设有用于提供热解物料所需热量的加热装置；加热装置由内至外依次包含耐火层和保温层，加热装置与控温仪电信息连接；控温仪用于控制加热装置维持热解输送段内的热解温度实现物料充分热解；所述螺旋推进器内部主体结构包括驱动轴和螺旋叶片，驱动电机通过动密封与驱动轴连接并带动驱动轴转动，动密封用于保障热解装置的气密性，确保螺旋推进器在运行过程中不泄漏；所述螺旋推进器的叶片尺寸与大口储料段、变径进料段和热解输送段的直径尺寸相对应，呈逐渐减少趋势；烟尘检测器对烟气中的飞灰进行检测，并反馈信号至驱动电机调节螺旋推进器转速；

所述燃烧装置的主体结构包括烟气出风口、气液燃烧室、炉排、固体燃烧室、排渣口、气液助燃燃烧器、二次助燃风口、固体助燃燃烧器、一次助燃风口、第一风门和第二风门；气液燃烧室通过炉排与固体燃烧室相隔；气液燃烧室用于给热解得到的气液产物提供燃烧空间；所述固体燃烧室用于给热解得到的固体产物提供燃烧空间；气液燃烧室的直径与固体燃烧室直径的比值为1.2-3，气液燃烧室的下部与热解装置的热解输送段相连通；气液燃烧室中部设有气液助燃燃烧器用于燃烧辅助燃料使气液产物充分燃烧，气液助燃燃烧器上设有二次助燃风口和第二风门；固体燃烧室中部设有固体助燃燃烧器用于燃烧辅助燃料使固体产物充分燃烧，固体燃烧室下部侧方设有一次助燃风口和第一风门；气液助燃燃烧器自带的二次助燃风口使用第二风门来调节开度，通过烟气出风口的氧含量确定二次助燃风口的风门开度；固体燃烧室开设的一次助燃风口使用第一风门来调节开度，通过气液燃烧室内部的氧含量确定一次助燃风口的风门开度；气液燃烧室顶部设有用于排放燃后烟气的烟气出风口，烟气出风口与烟气骤冷装置相连；固体燃烧室底部设有用于排出不燃的固体残渣的排渣口，排渣口与第一固废收集装置相连；燃烧装置的气液助燃燃烧器与第一辅助燃料箱通过第一电动阀相连，第一电动阀用于控制第一辅助燃料箱的燃料流量；燃烧装置的气液助燃燃烧器和固体助燃燃烧器均为燃油燃烧器，气液助燃燃烧器与第一辅助燃料箱通过第一电动阀相连，第一电动阀用于控制第一辅助燃料箱的燃料流量；固体助燃燃烧器与第二辅助燃料箱之间通过第二电动阀相连，第二电动阀用于控制第二辅助燃料箱的燃料流量；氧含量分析仪对烟气中的含氧量进行检测并反馈信号来确定第一风门和第二风门的开度，控制并确保稳定燃烧；固体燃烧室温度均低于气液燃烧室温度。

2.如权利要求1所述的中低放废物热化学处理方法，其特征在于：采用该方法处理中低放可燃固体废物的装置中所述气液助燃燃烧器为防爆油气两用燃烧器，包含燃烧头和燃烧器主体，燃烧头和燃烧器主体均采用耐高温材料且管道式相通，第一辅助燃料箱内为混合油，所述混合油为废机油与轻柴油配比而成。