CN110748895A - 高硫废弃物焚烧处理系统及处理方法 - Google Patents

高硫废弃物焚烧处理系统及处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高硫废弃物焚烧处理系统及处理方法，涉及危险废物处理技术领域。该高硫废弃物焚烧处理系统包括依次连接的焚烧装置、制酸装置及脱硫装置，焚烧装置用于焚烧高硫废弃物，并生成含硫化物的初级烟气，制酸装置用于通入初级烟气以进行制酸，并生成硫酸和次级烟气，脱硫装置用于对次级烟气进行脱硫处理，以生成可排的洁净烟气。该高硫废弃物焚烧处理系统及处理方法具有能够焚烧处理高硫废弃物，且处理过程不易腐蚀后续设备，并能够生成副产品硫酸的特点。

Description

高硫废弃物焚烧处理系统及处理方法
技术领域
本发明涉及危险废物处理技术领域，具体而言，涉及一种高硫废弃物焚烧处理系统及处理方法。
背景技术
随着经济及工业的高速发展，各种废物的产生量日益增加，特别是有毒有害危险废物的处理，已成为社会关注问题。
然而，对于硫含量较高的危险废物，现有处理手段产生的焚烧烟气中硫的含量较高，易对后续设备造成严重的腐蚀，且处理成本较高。
有鉴于此，研发设计出一种能够解决上述技术问题的高硫废弃物焚烧处理系统及处理方法显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高硫废弃物焚烧处理系统，其具有能够焚烧处理高硫废弃物，且处理过程不易腐蚀后续设备，并能够生成副产品硫酸的特点。
本发明的另一目的在于提供一种高硫废弃物焚烧处理方法，其具有能够焚烧处理高硫废弃物，且处理过程不易腐蚀后续设备，并能够生成副产品硫酸的特点。
本发明提供一种技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种高硫废弃物焚烧处理系统，包括依次连接的焚烧装置、制酸装置及脱硫装置；所述焚烧装置用于焚烧高硫废弃物，并生成含硫化物的初级烟气；所述制酸装置用于通入所述初级烟气以进行制酸，并生成硫酸和次级烟气；所述脱硫装置用于对所述次级烟气进行脱硫处理，以生成可排的洁净烟气。
结合第一方面，在第一方面的第一种实现方式中，所述制酸装置包括依次连接的冷却机构和制酸机构，所述冷却机构连接于所述焚烧装置，所述制酸机构连接于所述脱硫装置；所述冷却机构用于对所述初级烟气进行冷却；所述制酸机构用于通入所述初级烟气以进行制酸，以生成所述硫酸和所述次级烟气。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第二种实现方式中，经所述冷却机构冷却的所述初级烟气的温度≤200摄氏度。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第三种实现方式中，所述制酸装置生成的所述次级烟气的二氧化硫浓度<50mg/Nm3。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第四种实现方式中，所述制酸装置还包括除尘机构，所述除尘机构连接于所述焚烧装置和所述冷却机构之间；所述除尘机构用于对所述初级烟气进行除尘，并使得经所述除尘机构除尘的所述初级烟气的含尘量≤30mg/Nm3。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第五种实现方式中，所述除尘机构为高温陶瓷滤筒除尘器。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第六种实现方式中，所述焚烧装置包括依次连接的回转窑和二燃室；所述回转窑用于焚烧所述高硫废弃物，且在窑尾生成温度在850-900摄氏度之间的烟气；所述二燃室用于二次燃烧所述烟气，以生成初级烟气，并使得所述初级烟气的温度在1050-1150摄氏度之间。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第七种实现方式中，所述焚烧装置还包括余热机构，所述余热机构连接于所述二燃室和所述制酸装置之间；所述余热机构用于对所述初级烟气进行降温，并使得所述初级烟气的温度降低至500-600摄氏度之间。
第二方面，本发明实施例还提供了一种高硫废弃物焚烧处理方法，其包括以下步骤：将焚烧高硫废弃物生成的含硫化物的初级烟气进行制酸，对制酸后得到的次级烟气进行脱硫处理。
结合第二方面，在第二方面的第一种实现方式中，1在所述以所述初级烟气进行制酸的步骤前，所述处理方法还包括：对所述初级烟气依次进行除尘和降温，以使所述初级烟气降温至≤200摄氏度，且使得所述初级烟气的含尘量≤30mg/Nm3。
相比现有技术，本发明实施例提供的高硫废弃物焚烧处理系统及处理方法相对于现有技术的有益效果是：
焚烧装置、制酸装置及脱硫装置依次连接，焚烧装置用于焚烧高硫废弃物，并生成含硫化物的初级烟气，制酸装置设置于焚烧装置后，且制酸装置用于接收上述的初级烟气，并以初级烟气为原料进行制酸，以生成硫酸和次级烟气，并降低初级烟气中的硫的浓度，以降低含硫烟气对后续设备的腐蚀，并通过脱硫装置对次级烟气进行进一步脱硫处理，以生成可排放的洁净烟气。这样一来，通过设置于焚烧之后及脱硫之前的制酸装置，以降低焚烧后的烟气中硫的浓度，以避免腐蚀后续设备，并产生硫酸副产品，以提高高硫废弃物处理的经济效益。
为使本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明第一实施例提供的高硫废弃物焚烧处理系统的结构示意图。
图2为本发明第二实施例提供的高硫废弃物焚烧处理方法的流程示意图。
图标：10-高硫废弃物焚烧处理系统；12-焚烧装置；121-回转窑；122-二燃室；123-余热机构；1241-废弃物储坑；124-转移抓斗；125-输料机；126-破碎机；127-水封密闭槽；128-送渣机；129-炉渣储仓；15-制酸装置；151-除尘机构；152-冷却机构；153-制酸机构；155-灰渣刮板输送机；156-灰渣储仓；17-脱硫装置；171-一级脱酸塔；172-二级脱酸塔；173-烟气加热器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
第一实施例：
请参阅图1，图1为本发明第一实施例提供的高硫废弃物焚烧处理系统10的结构示意图。
本发明实施例提供一种高硫废弃物焚烧处理系统10，该系统具有能够焚烧处理高硫废弃物，且处理过程不易腐蚀后续设备，并能够生成副产品硫酸的特点。该高硫废弃物焚烧处理系统10能够应用于化工生产线等，当然，该高硫废弃物焚烧处理系统10也能够独立使用。
该高硫废弃物焚烧处理系统10包括依次连接的焚烧装置12、制酸装置15及脱硫装置17，其通过设置于焚烧之后及脱硫之前的制酸装置15，以避免焚烧中高硫烟气腐蚀后续设备，并能够生成副产品硫酸甚至98％的浓硫酸，还提高了高硫废弃物处理的经济效益。
其中，焚烧装置12用于焚烧高硫废弃物，并生成含硫化物的初级烟气，制酸装置15设置于焚烧装置12后，且制酸装置15用于接收上述的初级烟气，并以初级烟气为原料进行制酸，以生成硫酸和次级烟气，并降低初级烟气中的硫的浓度，以降低含硫烟气对后续设备的腐蚀，并通过脱硫装置17对次级烟气进行进一步脱硫处理，以生成可排放的洁净烟气。
这样一来，通过设置于焚烧之后及脱硫之前的制酸装置15，以降低焚烧后的烟气中硫的浓度，以避免腐蚀后续设备，并产生硫酸副产品，以提高高硫废弃物处理的经济效益。
而现有的处理系统，其在焚烧废弃物后，经降温、中和、除尘后直接由脱酸塔进行脱硫处理，对于高硫废弃物来说，焚烧将产生高硫烟气，现有的处理系统在焚烧高硫废弃物后，烟气中SO2浓度过高也将导致较高烟气的酸露点，不仅会对降温及后续的设备造成较严重的腐蚀，且其处理过程中，脱硫剂耗量巨大，同时也会额外生成大量的脱硫飞灰，不仅未达到危险废弃物减量化的效果，反而新增了大量的飞灰，后期的运营及飞灰填埋成本也较巨大。
而本实施例提供的一种高硫废弃物焚烧处理系统10，其可处理高硫废弃物，如含硫量大于10％危险废弃物。且能够处理烟气中二氧化硫的浓度在6％-12％的烟气，解决了高硫烟气对后续设备的腐蚀。
例如，本实施例提供的一种高硫废弃物焚烧处理系统10能够处理钢铁冶金行业的厂内自产危险废弃物轧钢油泥及焦化精馏残渣两种类型。
其中焦化精馏残渣的残渣主要成分为混盐和硫磺，混盐包括硫代硫酸氨((NH4)2S2O3)、硫氰酸氨(NH4SCN)、硫酸铵((NH4)2SO4)、亚硫酸铵((NH4)2SO3)、硫磺(S)以及少量的有机物等，其中混盐类基本无热值。焦化厂焦炉煤气脱硫过程主要是在催化剂的作用下，用氨水吸收焦炉煤气中的H2S和HCN。脱硫系统为了维持高脱硫效率，需将脱硫液盐浓度控制在20％以下，故脱硫废液需要定期外排以维持整个脱硫系统的盐平衡。
而轧钢油泥是轧钢工艺中产生的油、水、含铁污泥三相混合物，外观呈灰黑色、略带红色。轧钢油泥有较高的低位发热量，可以稳定持续燃烧。
轧钢油泥：HW08废矿物油与含矿物油废物含矿物油废物、废物代码900-204-08；焦化精馏残渣：HW11精(蒸)馏残渣、废物代码252-013-11。轧钢油泥和焦化精馏残渣均为《国家危险废物名录》中收录，是均需要进行有效处理的有毒有害的废弃物。
本实施例提供的一种高硫废弃物焚烧处理系统10能够协同处理上述两种高硫废弃物，可以对高硫废弃物进行无害化、减量化处理，且能产生一定经济效益的硫酸或浓硫酸副产品。而现有的危险废弃物回转窑121焚烧系统对于物料的含硫率需要控制在2％-4％之间，以避免焚烧烟气中的SO2腐蚀设备。
请继续参阅图1，制酸装置15可包括依次连接的冷却机构152和制酸机构153，该冷却机构152连接于焚烧装置12，而制酸机构153连接于脱硫装置17，该冷却机构152用于对初级烟气进行冷却，以便于进行后续制酸，而制酸机构153用于通入对降温后的初级烟气，以进行制酸，并生成硫酸和含硫量较低的次级烟气。
其中，经冷却机构152冷却的初级烟气的温度≤200摄氏度，有效的抑制二噁英的产生。需要说明的是，本实施例中，冷却机构152为急冷塔。
而经制酸装置15生成的次级烟气中，二氧化硫浓度<50mg/Nm3，以降低次级烟气对脱硫装置17的腐蚀，且便于脱硫装置17处理次级烟气并生成可直接排放的洁净烟气。
需要说明的是，进入脱硫装置17进行脱硫处理的次级烟气，其二氧化硫浓度将被降至50mg/Nm3以下，以便于达标排放。在本实施例中，脱硫装置17包括依次连接的一级脱酸塔171、二级脱酸塔172、烟气加热器173，换言之，次级烟气依次经一级脱酸塔171和二级脱酸塔172进行脱硫处理，以降低次级烟气在二氧化硫浓度将被降至50mg/Nm3以下，再由烟气加热器173进行加热，以生成洁净烟气排放。
进一步地，制酸装置15还可包括除尘机构151，且该除尘机构151连接于焚烧装置12和冷却机构152之间，或者说除尘机构151先对初级烟气进行除尘操作，再对初级烟气进行降温处理。先进行除尘操作，避免降温再除尘过程中高硫烟气对除尘机构151的腐蚀。
并且，除尘机构151在对初级烟气进行除尘后，还将使得经除尘机构151除尘的初级烟气的含尘量≤30mg/Nm3，以便于后续的降温和制酸，提高制酸洁净度。
而除尘机构151在本实施例中为高温陶瓷滤筒除尘器。以提高除尘效果，避免因初级烟气中，二氧化硫的浓度太高使得除尘机构151失效的情况发生。
需要说明的是，制酸装置15还可包括依次连接的灰渣刮板输送机155和灰渣储仓156，其中灰渣刮板输送机155与除尘机构151连接，以接收灰渣。
进一步地，焚烧装置12可包括依次连接的回转窑121和二燃室122，其中，回转窑121用于焚烧高硫废弃物，且在窑尾生成温度在850-900摄氏度之间的烟气，而二燃室122用于二次燃烧烟气，以生成初级烟气，并使得初级烟气的温度在1050-1150摄氏度之间，提高焚烧去除率。
进一步地，焚烧装置12还包可括余热机构123，该余热机构123连接于二燃室122和制酸装置15之间，其中，余热机构123用于对初级烟气进行降温，并且，使得经余热机构123的初级烟气的温度降低至500-600摄氏度之间。以便于进行制酸等操作。经余热机构123降温的第二初级烟气温度优选为550摄氏度。
需要说明的是，焚烧装置12还包括靠近回转窑121设置的废弃物储坑1241、转移抓斗124、输料机125或破碎机126，以向回转窑121输送高硫废弃物，此外，焚烧装置12还可包括依次连接的水封密闭槽127、送渣机128及炉渣储仓129，水封密闭槽127靠近回转窑121设置，且用于接收炉渣，送渣机128用于由水封密闭槽127输送炉渣至炉渣储仓129。而灰渣刮板输送机155还可与余热机构123连接，以接收灰渣。
本发明第一实施例提供的高硫废弃物焚烧处理系统10的工作原理是：
轧钢油泥和焦化精馏残渣组成的高硫废弃物在转移抓斗124、输料机125或破碎机126输送下进入回转窑121焚烧，且使得窑尾温度在850-900摄氏度之间；
回转窑121的烟气进入二燃室122二次燃烧，且使得二燃室122烟气出口的初级烟气的温度1050-1150摄氏度之间；
经二燃室122后的1100摄氏度左右的烟气进入余热机构123，余热机构123使得初级烟气的温度在500-600摄氏度之间，也可为550摄氏度；
初级烟气再进入高温陶瓷滤筒除尘器，高温陶瓷滤筒除尘器使得初级烟气中的含尘量在30mg/Nm3以下；
初级烟气再进入到冷却机构152，冷却机构152对初级烟气进行降温，以使初级烟气的温度在200摄氏度以下，以抑制二噁英的再生；
二氧化硫浓度较高的初级烟气再进入制酸机构153，且能够以浓度在6％-12％的二氧化硫烟气生产98％浓度的硫酸，并生成二氧化硫浓度小于50mg/Nm3的次级烟气，通过设置于焚烧之后及脱硫之前的制酸装置15，以避免焚烧中高硫烟气腐蚀后续设备，并能够生成副产品硫酸甚至浓硫酸，还提高了高硫废弃物处理的经济效益；
次级烟气再进入脱硫装置17，进行脱硫处理，以产生二氧化硫浓度降至50mg/Nm3以下的洁净烟气排放。
综上所述：
本发明实施例提供一种高硫废弃物焚烧处理系统10，其具有能够焚烧处理高硫废弃物，且处理过程不易腐蚀后续设备，并能够生成副产品硫酸的特点。
第二实施例：
请参阅图2，图2为本发明第二实施例提供的高硫废弃物焚烧处理方法的流程示意图。
需要说明的是，本实施例所提供的高硫废弃物焚烧处理方法，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。
高硫废弃物焚烧处理方法包括：
步骤S101：将焚烧高硫废弃物生成的含硫化物的初级烟气进行制酸，对制酸后得到的次级烟气进行脱硫处理。
通过在焚烧之后及脱硫之前进行制酸，以避免焚烧产生的高硫烟气腐蚀后续设备，并以高硫烟气能够生成副产品硫酸甚至浓硫酸，提高了高硫废弃物处理的经济效益。
在初级烟气进行制酸的步骤前，处理方法还可包括：
步骤S100：对初级烟气依次进行除尘和降温，以使初级烟气降温至≤200摄氏度，且使得初级烟气的含尘量≤30mg/Nm3。
先对初级烟气进行除尘操作，再对初级烟气进行降温处理。以避免降温再除尘过程中高硫烟气对除尘机构151的腐蚀。且提高制酸洁净度。而对初级烟气进行冷却，以便于进行后续制酸，且有效的抑制二噁英的产生。
本发明第二实施例提供的高硫废弃物焚烧处理方法的工作原理是：
对初级烟气依次进行除尘和降温，以使初级烟气降温至≤200摄氏度，且使得初级烟气的含尘量≤30mg/Nm3；避免降温再除尘过程中高硫烟气对除尘机构151的腐蚀，且提高制酸洁净度，而对初级烟气进行冷却，以便于进行后续制酸，且有效的抑制二噁英的产生。避免焚烧产生的高硫烟气腐蚀后续设备，并以高硫烟气能够生成副产品硫酸甚至浓硫酸，提高了高硫废弃物处理的经济效益。
综上所述：
本发明实施例提供一种高硫废弃物焚烧处理方法，其具有能够焚烧处理高硫废弃物，且处理过程不易腐蚀后续设备，并能够生成副产品硫酸的特点。
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，在不冲突的情况下，上述的实施例中的特征可以相互组合，本发明也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。并且，应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种高硫废弃物焚烧处理系统，其特征在于，包括依次连接的焚烧装置、制酸装置及脱硫装置；
所述焚烧装置用于焚烧高硫废弃物，并生成含硫化物的初级烟气；
所述制酸装置用于通入所述初级烟气以进行制酸，并生成硫酸和次级烟气；
所述脱硫装置用于对所述次级烟气进行脱硫处理，以生成可排的洁净烟气。
2.根据权利要求1所述的高硫废弃物焚烧处理系统，其特征在于，所述制酸装置包括依次连接的冷却机构和制酸机构，所述冷却机构连接于所述焚烧装置，所述制酸机构连接于所述脱硫装置；
所述冷却机构用于对所述初级烟气进行冷却；
所述制酸机构用于通入所述初级烟气以进行制酸，以生成所述硫酸和所述次级烟气。
3.根据权利要求2所述的高硫废弃物焚烧处理系统，其特征在于，经所述冷却机构冷却的所述初级烟气的温度≤200摄氏度。
4.根据权利要求2所述的高硫废弃物焚烧处理系统，其特征在于，所述制酸装置生成的所述次级烟气的二氧化硫浓度<50mg/Nm3。
5.根据权利要求2所述的高硫废弃物焚烧处理系统，其特征在于，所述制酸装置还包括除尘机构，所述除尘机构连接于所述焚烧装置和所述冷却机构之间；
所述除尘机构用于对所述初级烟气进行除尘，并使得经所述除尘机构除尘的所述初级烟气的含尘量≤30mg/Nm3。
6.根据权利要求5所述的高硫废弃物焚烧处理系统，其特征在于，所述除尘机构为高温陶瓷滤筒除尘器。
7.根据权利要求1所述的高硫废弃物焚烧处理系统，其特征在于，所述焚烧装置包括依次连接的回转窑和二燃室；
所述回转窑用于焚烧所述高硫废弃物，且在窑尾生成温度在850-900摄氏度之间的烟气；
所述二燃室用于二次燃烧所述烟气，以生成初级烟气，并使得所述初级烟气的温度在1050-1150摄氏度之间。
8.根据权利要求7所述的高硫废弃物焚烧处理系统，其特征在于，所述焚烧装置还包括余热机构，所述余热机构连接于所述二燃室和所述制酸装置之间；
所述余热机构用于对所述初级烟气进行降温，并使得所述初级烟气的温度降低至500-600摄氏度之间。
9.一种高硫废弃物焚烧处理方法，其特征在于，其包括以下步骤：
将焚烧高硫废弃物生成的含硫化物的初级烟气进行制酸，对制酸后得到的次级烟气进行脱硫处理。
10.根据权利要求9所述的高硫废弃物焚烧处理方法，其特征在于，在所述以所述初级烟气进行制酸的步骤前，所述处理方法还包括：
对所述初级烟气依次进行除尘和降温，以使所述初级烟气降温至≤200摄氏度，且使得所述初级烟气的含尘量≤30mg/Nm3。
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