CN111336525A - 一种等离子熔融危险废弃物处理系统及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种等离子熔融危险废弃物处理系统，包括等离子熔融炉，等离子熔融炉连接有等离子炬，等离子熔融炉上上设置有高温烟气出口以及高温液出口，高温烟气出口以及高温液出口分别连接第一余热回收单元和第二余热回收单元，第二余热回收单元连接有玻璃体回收单元和余热发电单元，余热发电单元连接等离子电源，所述等离子电源连接等离子炬为等离子炬提供电源，第一余热回收单元连接余热发电单元以及烟气除尘单元，烟气除尘单元连接烟气净化单元和进料系统，本发明提出的烟气处理后作为载气循环使用、二次飞灰再熔融处置技术解决了废弃物等离子熔融处置的烟气排放与二次飞灰，本发明提出的技术运行成本低、环保性好。
Description
技术领域
本发明涉及固态废弃物无害化处理技术领域，具体为一种等离子熔融危险废弃物处理系统及处理方法。
背景技术
目前，我国生活垃圾的年处理量为2亿吨以上，接近50％采用焚烧发电的处理方法，焚烧炉飞灰产生量约为入炉垃圾量的4％，每年需要处理的飞灰量达到400万吨以上，焚烧飞灰作为危险废物，二噁英和重金属含量都较高，其治理技术受到人们的广泛关注。
等离子高温熔融技术是把垃圾焚烧飞灰在高温状态下熔融成玻璃态熔渣，飞灰中的二噁英等有机污染物受热分解破坏，飞灰中的重金属有效地固溶在玻璃态熔渣中，焚烧飞灰经过熔融后，密度大大增加，减容可达2/3以上，而且稳定的熔渣可作为路基等建筑材料，达到有效利用的目的，是固体废弃物最有效的终极处理方法。
然而，目前等离子体熔融方式处置飞灰时，熔融产生的高温烟气，需要经过二次燃烧，再进行脱硫脱硝等环保处理后再排放，处理烟气量大，不仅增加了投资与运行成本，还容易造成二次污染。
由此可见，有必要为飞灰处置提供一种环保性能好、运行成本低、易于推广的等离子熔融处置系统与方法，以解决上述技术困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种等离子熔融危险废弃物处理系统及处理方法，用以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种等离子熔融危险废弃物处理系统，包括等离子熔融炉，等离子熔融炉连接有等离子炬，等离子炬产生的高温载气对等离子熔融炉内的废弃物加热形成玻璃熔融液，等离子熔融炉上上设置有高温烟气出口以及高温液出口，所述高温烟气出口以及高温液出口分别连接第一余热回收单元和第二余热回收单元，第二余热回收单元连接有玻璃体回收单元和余热发电单元，余热发电单元连接等离子电源，所述等离子电源连接等离子炬为等离子炬提供电源，第一余热回收单元连接余热发电单元以及烟气除尘单元，烟气除尘单元连接烟气净化单元和进料系统，进料系统连接等离子熔融炉，所述烟气净化单元连接载气供给控制单元。
优选的，所述等离子炬载气为二氧化碳或是氧气或是惰性气体与氧气的混合气体。
优选的，高温烟气通过第一余热回收单元快速冷却，温度由高于1000℃下降至200℃，从而抑制二恶英的产生。
优选的，所述烟气除尘单元为旋风除尘器、布袋除尘器中的任意一种或两种。
优选的，所述烟气净化单元包括依次连接的脱酸装置、除湿装置以及过滤装置。
其中，脱酸装置为干式脱酸装置、碱水喷淋塔中的任意一种。
优选的，所述载气供给控制单元连接载气存储罐用于检测调节载气存储罐的压力及罐内气体成分的分析，并将载气存储罐内的气体按照一定的压力与流量输出给等离子炬；载气存储罐连接氧气供源以及载气供源，并通过载气供给控制单元在需要时补充载气和氧气，载气存储罐连接应急排放装置，应急排放装置连接载气供给控制单元。
优选的，所述进料系统包括相互连接的料仓以及送料计量装置。
其中，所述送料计量装置采用螺旋计量方式。
一种等离子熔融危险废弃物处理方法，包括如下步骤：
S1：通过进料系统将定量的需要处理的飞灰置于等离子熔融炉内；
S2：由等离子炬为等离子熔融炉提供熔融热量，将等离子熔融炉内的飞灰中的无机物熔融为玻璃体，实现重金属的固化；并分解二恶英；
S3：由步骤S2产生的高温烟气和玻璃液分别经第一余热回收单元及第二余热回收单元进行热转换后产生的高温蒸汽用于余热发电单元进行发电；产生的电力供给等离子电源作为能源再利用；
S4：经步骤S3处理后的冷却的玻璃液送入玻璃体回收单元；经步骤S3处理后得到的低温烟气通过烟气除尘单元，对烟气进行除尘，产生的二次飞灰经进料系统再次进入等离子熔融炉内处理；
S5：经除尘后的烟气经过烟气净化单元进行脱硫、脱氯后，再进行除湿过滤进一步清除烟气中的水分与灰尘，实现烟气的净化；
S6：净化后的烟气通过载气供给控制单元供给等离子炬作为载气，实现烟气的循环利用，达到烟气的零排放。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供一种等离子熔融危险废弃物处理系统及处理方法，通过对固体废弃物高温等离子熔融处置，可实现废弃物的无害化、减量化以及资源化处理，本发明提出的烟气处理后作为载气循环使用、二次飞灰再熔融处置技术解决了废弃物等离子熔融处置的烟气排放与二次飞灰环保处理问题，真正实现了处置过程的零排放，本发明提出的技术运行成本低、环保性好。
附图说明
图1为本发明的框架结构示意图；
图2为本发明的实施例的框架结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：
一种等离子熔融危险废弃物处理系统，包括等离子熔融炉1，等离子熔融炉1连接有等离子炬2，等离子炬产生的高温载气对等离子熔融炉内的废弃物加热形成玻璃熔融液，所述等离子炬载气为二氧化碳或是氧气或是惰性气体与氧气的混合气体，等离子熔融炉上设置有高温烟气出口以及高温液出口，所述高温烟气出口以及高温液出口分别连接第一余热回收单元3和第二余热回收单元4，高温烟气通过第一余热回收单元3快速冷却，温度由高于1000℃下降至200℃，从而抑制二恶英的产生，第二余热回收单元4连接有玻璃体回收单元5和余热发电单元6，余热发电单元连接等离子电源7，所述等离子电源7连接等离子炬为等离子炬提供电源，第一余热回收单元3连接余热发电单元6以及烟气除尘单元8，所述烟气除尘单元为旋风除尘器、布袋除尘器中的任意一种或两种，烟气除尘单元连接烟气净化单元9和进料系统10，所述烟气净化单元包括依次连接的脱酸装置、除湿装置以及过滤装置，其中，脱酸装置为干式脱酸装置、碱水喷淋塔中的任意一种，进料系统连接等离子熔融炉，所述进料系统包括相互连接的料仓以及送料计量装置，其中，所述送料计量装置采用螺旋计量方式，所述烟气净化单元连接载气供给控制单元11，所述载气供给控制单元连接载气存储罐用于检测调节载气存储罐的压力及罐内气体成分的分析，并将载气存储罐内的气体按照一定的压力与流量输出给等离子炬；载气存储罐连接氧气供源以及载气供源，并通过载气供给控制单元在需要时补充载气和氧气，载气存储罐连接应急排放装置，应急排放装置连接载气供给控制单元。
具体的，如图2所示，先把要处理飞灰混合料置于料仓12内，送料计量装置13把飞灰送入等离子熔融炉内，由等离子炬为等离子熔融炉提供熔融热量，等离子熔融炉温度控制在1300℃以上，飞灰中的无机物熔融为玻璃体，实现重金属的固化，玻璃体可以作为建筑材料回收利用，二恶英在高温下分解，实现了无害化处理，少量的有机成分被氧化，随高温烟气进行后续环节；等离子熔融炉内高温烟气和玻璃液分别经第一余热回收单元3及第二余热回收单元4进行热转换后产生的高温蒸汽用于余热发电单元进行发电；产生的电力供给等离子电源作为能源再利用，有效减少系统能耗，冷却的玻璃液送入玻璃体回收单元5，即玻璃体堆放区，低温烟气通过旋风除尘器14和布袋除尘器15，对烟气进行除尘，产生的二次飞灰输送到料仓12，通过送料计量装置13再次进入熔融炉处理，保证了系统没有二次飞灰产出，在布袋除尘器的下游侧设置有喷淋脱酸装置16，对烟气进行脱硫、脱氯，喷淋脱酸装置可以选择碱水喷淋塔，碱水经过废水处理系统17处置后，通过循环水18回用系统实现水的循环使用。在喷淋脱酸装置的下游侧连接除湿装置19与过滤装置20，进一步清除烟气中的水分与灰尘，实现烟气的净化，净化后的烟气进入气体储罐，用于烟气的再循环使用。载气供给控制单元对气体储罐21的气体进行压力与成分的分析，在需要时补充载气和氧气，在紧急状态时通过应急排放装置22实现应急处理；同时，载气供给控制单元把气体储罐中的气体按照一定的压力与流量输出给等离子炬，实现对等离子熔融炉的加热。
一种等离子熔融危险废弃物处理方法，包括如下步骤：
S1：通过进料系统将定量的需要处理的飞灰置于等离子熔融炉内；
S2：由等离子炬为等离子熔融炉提供熔融热量，将等离子熔融炉内的飞灰中的无机物熔融为玻璃体，实现重金属的固化；并分解二恶英；
S3：由步骤S2产生的高温烟气和玻璃液分别经第一余热回收单元及第二余热回收单元进行热转换后产生的高温蒸汽用于余热发电单元进行发电；产生的电力供给等离子电源作为能源再利用；
S4：经步骤S3处理后的冷却的玻璃液送入玻璃体回收单元；经步骤S3处理后得到的低温烟气通过烟气除尘单元，对烟气进行除尘，产生的二次飞灰经进料系统再次进入等离子熔融炉内处理；
S5：经除尘后的烟气经过烟气净化单元进行脱硫、脱氯后，再进行除湿过滤进一步清除烟气中的水分与灰尘，实现烟气的净化；
S6：净化后的烟气通过载气供给控制单元供给等离子炬作为载气，实现烟气的循环利用，达到烟气的零排放。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种等离子熔融危险废弃物处理系统，其特征在于：包括等离子熔融炉，等离子熔融炉连接有等离子炬，等离子炬产生的高温载气对等离子熔融炉内的废弃物加热形成玻璃熔融液，等离子熔融炉上上设置有高温烟气出口以及高温液出口，所述高温烟气出口以及高温液出口分别连接第一余热回收单元和第二余热回收单元，第二余热回收单元连接有玻璃体回收单元和余热发电单元，余热发电单元连接等离子电源，所述等离子电源连接等离子炬为等离子炬提供电源，第一余热回收单元连接余热发电单元以及烟气除尘单元，烟气除尘单元连接烟气净化单元和进料系统，进料系统连接等离子熔融炉，所述烟气净化单元连接载气供给控制单元。
2.根据权利要求1所示的一种等离子熔融危险废弃物处理系统，其特征在于：所述等离子炬载气为二氧化碳或是氧气或是惰性气体与氧气的混合气体。
3.根据权利要求1所示的一种等离子熔融危险废弃物处理系统，其特征在于：高温烟气通过第一余热回收单元快速冷却，温度由高于1000℃下降至200℃。
4.根据权利要求1所示的一种等离子熔融危险废弃物处理系统，其特征在于：所述烟气除尘单元为旋风除尘器、布袋除尘器中的任意一种或两种。
5.根据权利要求1所示的一种等离子熔融危险废弃物处理系统，其特征在于：所述烟气净化单元包括依次连接的脱酸装置、除湿装置以及过滤装置。
6.根据权利要求1所示的一种等离子熔融危险废弃物处理系统，其特征在于：所述载气供给控制单元连接载气存储罐用于检测调节载气存储罐的压力及罐内气体成分的分析，并将载气存储罐内的气体按照一定的压力与流量输出给等离子炬；载气存储罐连接氧气供源以及载气供源，并通过载气供给控制单元在需要时补充载气和氧气，载气存储罐连接应急排放装置，应急排放装置连接载气供给控制单元。
7.根据权利要求1所示的一种等离子熔融危险废弃物处理系统，其特征在于：所述进料系统包括相互连接的料仓以及送料计量装置。
8.一种等离子熔融危险废弃物处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：通过进料系统将定量的需要处理的飞灰置于等离子熔融炉内；
S2：由等离子炬为等离子熔融炉提供熔融热量，将等离子熔融炉内的飞灰中的无机物熔融为玻璃体，实现重金属的固化；并分解二恶英；
S3：由步骤S2产生的高温烟气和玻璃液分别经第一余热回收单元及第二余热回收单元进行热转换后产生的高温蒸汽用于余热发电单元进行发电；产生的电力供给等离子电源作为能源再利用；
S4：经步骤S3处理后的冷却的玻璃液送入玻璃体回收单元；经步骤S3处理后得到的低温烟气通过烟气除尘单元，对烟气进行除尘，产生的二次飞灰经进料系统再次进入等离子熔融炉内处理；
S5：经除尘后的烟气经过烟气净化单元进行脱硫、脱氯后，再进行除湿过滤进一步清除烟气中的水分与灰尘，实现烟气的净化；
S6：净化后的烟气通过载气供给控制单元供给等离子炬作为载气，实现烟气的循环利用，达到烟气的零排放。
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