CN111637465A

CN111637465A - 一种可燃工业固体废弃物的处置系统和方法

Info

Publication number: CN111637465A
Application number: CN202010474982.3A
Authority: CN
Inventors: 陈晓雄; 王璨; 孙家鑫; 夏余欢; 常海峰
Original assignee: East China Engineering Science and Technology Co Ltd
Current assignee: East China Engineering Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2020-05-29
Publication date: 2020-09-08
Anticipated expiration: 2040-05-29
Also published as: CN111637465B

Abstract

本发明涉及可燃工业固体废弃物处置的技术领域，具体涉及一种可燃工业固体废弃物的处置系统和方法，包括循环流化床锅炉、破碎输送装置、炉前给料装置、床料输送装置、二级SNCR脱硝装置和烟气处理子系统；循环流化床锅炉的“J”阀返料器的进气口管道连通着返料风机，两台旋风分离器的烟气出口通过管道均连通着循环流化床锅炉尾部的竖井烟道，且竖井烟道从上到下依次布置有高温过热器、低温过热器、省煤器和卧式空气预热器。本发明解决了工业固体废弃物处置的问题，正常燃烧过程中不需要掺烧煤、燃油及天然气等其它燃料，燃烧产生的灰渣及脱酸灰均为可以综合利用的一般废弃物、脱酸除尘后的烟气达到超净排放要求。

Description

一种可燃工业固体废弃物的处置系统和方法

技术领域

本发明涉及可燃工业固体废弃物处置的技术领域，具体涉及一种可燃工业固体废弃物的处置系统和方法。

背景技术

在我国某些地区，鞋类行业是当地的支柱产业之一。鞋类企业在生产过程中产生大量固体废物(边角废料和垃圾)；溶浆造纸企业、制衣帽和雨伞类企业、非真皮皮革加工企业以及建筑装饰行业生产过程中也有大量可燃固体废弃物产生。

目前，这些企业产生的固体废物一般采用集中堆放、掺烧(掺到生活垃圾中、或掺入50％左右的煤燃烧)等办法处置，也有被随意丢弃的，这些固体废物在自然界中很难降解，不仅占用了大量的土地、污染环境，而且已经严重地影响了堆放场周围人民的日常生活，如不尽快对工业固体废弃物进行“减量化、无害化、资源化”处置，将直接影响当地经济的可持续发展和社会稳定。

目前，国内外对上述固体废物采用焚烧方法时，完全焚烧工业固体废弃物的一个在运行装置焚烧过程中需要添加50％左右的燃料煤，另外有将少量工业固体废弃物混入生活垃圾中进入生活垃圾炉焚烧的实例，从生产实际看，其运行不稳定，经济性、环保性较差；因此开发一种更环保、经济性更好、可控性更高的可燃工业固体废弃物的处置系统和方法就非常有意义。

发明内容

本发明为了对类似制鞋类工业、溶浆造纸、制衣帽和雨伞类、非真皮皮革加工以及建筑装修业等产业产生的可燃固体废物进行“减量化、无害化、资源化”处置，采用改进的循环流化床焚烧方式，正常燃烧过程中不需要掺烧燃油、煤炭、天然气等其它燃料，并且燃烧产生的烟气中，烟尘、CO、NOx、SO2、HCl、重金属、二噁英等需要控制的全部污染物排放均符合国家现行标准。

具体的技术方案为：一种可燃工业固体废弃物的处置系统，

所述系统包括循环流化床锅炉、破碎输送装置、炉前给料装置、床料输送装置、二级SNCR脱硝装置和烟气处理子系统，烟气处理子系统用于烟气脱酸、脱重金属、脱二噁英及除尘；

所述循环流化床锅炉包括循环流化床锅炉本体、一次风机11、二次风机12、引风机13、返料风机14和冷渣机15，且循环流化床锅炉本体包括炉膛16、布风板161及风室、两台旋风分离器10、“J”阀返料器17、尾部竖井烟道18、汽包；

所述循环流化床锅炉的炉膛16顶部烟气出口通过烟道分别连通着两台旋风分离器10的上部烟气进口，炉膛16底部出渣口通过管道连通着冷渣机15；

所述两台旋风分离器10底部均连通有“J”阀返料器17，“J”阀返料器17出口通过管道连通着炉膛16下部返料口，“J”阀返料器17的进气口管道连通着返料风机14，两台旋风分离器10的烟气出口通过烟道均连通着循环流化床锅炉尾部的竖井烟道18，且竖井烟道18从上到下依次布置有高温过热器20、低温过热器21、省煤器22和卧式空气预热器23；

所述一次风机11通过冷风管与空气预热器23连通、热风管与炉膛16底部风室连通，风室和炉膛16之间设有布风板161，所述二次风机通过冷风管与空气预热器23连通、热风管与炉膛16二次进风口连通，且二次进风口开设于1/20以上炉膛16高度处；

所述破碎输送装置包括依次布置的链板输送机30、一级撕碎破碎机31、一级除铁器32、二级撕碎破碎机33、二级除铁器34、三级除铁器35和固废卸料器36；

所述炉前给料装置包括炉前料仓40和2台以上双螺旋给料机41，炉前料仓40的底部均匀布设有8台以上的布料器42，每台双螺旋给料机41的出料口设有气动防火阀411，且双螺旋给料机41的出料口通过大口径落料管43连通着炉膛16下部的进料口；

所述床料输送装置包括灰渣卸料器52、炉前灰渣仓50和带式计量给料机51，炉前灰渣仓50的底部出口依次通过手动插阀板、带式计量给料机51和大口径落料管43连通着炉膛16下部的进料口；

所述二级SNCR脱硝装置包括依次连通的氨溶液储罐60、喷射混合器61、氨溶液制备罐62、氨溶液输送泵63，所述氨溶液储罐60的出口设有比例调节阀601，所述氨溶液输送泵63的出口分别连通有4杆以上一级脱硝喷枪64和8杆以上二级脱硝喷枪65，4杆以上一级SNCR脱硝喷枪64均匀布设在所述炉膛16中部的前后墙上，8杆以上二级脱硝喷枪65均匀布设在所述炉膛16的烟气出口；

所述烟气处理子系统包括活性炭喷射器70、消石灰喷射器71、高压水喷枪72、循环流化床吸收塔73和布袋除尘器74；

所述循环流化床吸收塔73的底部通过水平烟气道181连通着竖井烟道18的底部；所述活性炭喷射器70出口通过管道连通着水平烟气道181，且活性炭喷射器70的进气口通过管道连通着返料风机14，消石灰喷射器71出口通过管道连通着文丘里管道75的下部入口段，消石灰喷射器71的进气口通过管道连通着返料风机14，高压水喷枪72布设在文丘里管道75的上部扩散段；

所述循环流化床吸收塔73的上部出口通过管道连通着布袋除尘器74的上部进口，布袋除尘器74的底部通过管道连通着文丘里管道75的下部入口段，布袋除尘器74的下部烟气出口通过管道连通着引风机13进口，引风机13的出口通过管道连通着竖直烟囱的下部进口；

所述处置系统工作时，固体废料经破碎输送装置和炉前给料装置调节给料量后送至炉膛16)内燃烧，调节一次风机11、二次风机12和引风机13的风量，使得流化床锅炉的负压零点在炉膛16高度的1/2以下，维持炉膛16内烟气温度为850℃～960℃，控制床料输送装置给炉膛16补充灰渣料量，保持炉膛16出口的烟气温度为850℃～870℃，同时控制循环流化床锅炉的给水温度为100℃～105℃和减温水流量、控制循环流化床锅炉出口过热蒸汽流量，使得循环流化床锅炉的出口蒸汽压力为5.3MPa、温度为475℃，竖井烟道18内烟气从500℃降到250℃时间≤2.3s。

进一步，所述循环流化床锅炉为单汽包、自然循环、单炉膛结构的锅炉，且循环流化床锅炉的运转层标高7m以上；所述炉膛16高度为30～34米，炉膛16的绝热内衬高度达到1/2炉膛16高度，大口径落料管43的管径为700mm以上。

进一步，所述炉膛16的顶部设有屏式过热器24，屏式过热器24的蒸汽出口和高温过热器20之间布设有二级减温器25，屏式过热器24的蒸汽入口和低温过热器21之间布设有一级减温器26。

进一步，所述省煤器22的横向节距设置为95mm，空气预热器23的管内走空气、管外走烟气，

空气预热器23为横向节距设置为90mm的卧式顺列四回程布置，且从上至下依次为第一、第二、第三和第四回程管箱，第一回程管箱和第二回程管箱中的管子采用Q215A材料制造，第三回程管箱中的管子采用Q310GNHA考登钢材料制造，第四回程管箱中的管子采用SUS316不锈钢材料制造；

所述高温过热器20、低温过热器21、省煤器22和卧式空气预热器23之间对应的竖井烟道上均设有声波吹灰器27。

进一步，所述一级脱硝喷枪64和二级脱硝喷枪65均为喷射角80°的扇形小流量雾化喷枪。

本发明还包括基于一种可燃工业固体废弃物的处置系统的处置方法，具体包括以下步骤：步骤(1)：破碎输送工序

将工业固体废弃物储库内的可燃工业固体废弃物，经链板输送机30输送至一级撕碎破碎机31破碎和一级除铁器32除铁，得到一级固体废弃物颗粒，且一级固体废弃物颗粒的粒度≤150*200mm，

一级固体废物颗粒经皮带运输机I输送至二级破碎机33破碎和二级除铁器34除铁，得到二级固体废弃物颗粒，且二级固体废弃物颗粒的粒度≤80*80mm，

二级固体废弃物颗粒依次经皮带运输机II、皮带运输机III输送至三级除铁器35除铁，得到合格固体废弃物颗粒，

合格固体废弃物颗粒经皮带运输机IV输送至固废卸料器36进行卸料至炉前料仓40；步骤(2)：锅炉炉前给料工序

将炉前料仓40内的除铁固体废弃物颗粒，经8台以上的布料器42均匀可控地送至2台以上的双螺旋给料机41，双螺旋给料机41将除铁固体废弃物颗粒经大口径落料管43均匀可控地送入炉膛16内进行燃烧；

步骤(3)：锅炉床料输送工序

外购燃煤锅炉排出的灰渣料经皮带运输机III和皮带运输机IV输送至灰渣卸料器52，灰渣卸料器52将灰渣料卸料至炉前灰渣仓50，并依次通过计量式皮带给料机51、落料管43将灰渣均匀可控地送入炉膛16内；

在流化床锅炉启动前，依次通过计量式皮带给料机51、落料管43将灰渣料均匀可控地送入炉膛16内，作为流化床锅炉的启动床料，在流化床锅炉正常运行中灰渣料用来补充循环物料，使得炉膛16出口的烟气温度保持在850℃～870℃；

步骤(4)：循环流化床锅炉燃烧及换热工序

启动流化床锅炉点火系统，加热炉膛16内床料，当炉膛16内床料温度达到660℃以上时，开启双螺旋给料机41向炉膛16内间断加入合格固体废物颗粒，直到床层温度升至875℃左右，稳定燃烧5分钟后，退出流化床锅炉的点火系统；

控制一次风机11、二次风机12和引风机13的风量，使得流化床锅炉负压零点在炉膛16高度1/2以下，炉膛16内的烟气温度为850℃～960℃，其中一次风机11对应的炉膛16底部布风板161风帽出口的风速为20m/s～35m/s，二次风机12对应的炉膛16的二次风口的进风速为40m/s～65m/s；

流化床锅炉的锅炉给水温度为100℃～105℃，锅炉给水分别进入到省煤器22、一级喷水减温器26和二级喷水减温器25内，在维持汽包水位的同时对出口蒸汽进行调温，使得流化床锅炉的出口蒸汽压力为5.3MPa、温度为475℃，竖井烟道18内烟气从500℃降到250℃时间≤2.3s；

步骤(5)：炉内二级SNCR脱硝工序

控制比例调节阀601使得20％浓度的氨溶液和脱盐水经混合得到12％氨溶液，12％氨溶液经氨溶液输送泵63分别输送至4杆以上一级脱硝喷枪64和8杆以上二级脱硝喷65枪，一级脱硝喷枪64和二级脱硝喷65枪均为喷射角80°的扇形小流量雾化喷枪，且12％氨溶液的流量为≤50l/h，使得12％氨溶液对烟气流通断面实现全覆盖，对烟气进行脱销，烟气的脱硝率达到83％～88％；

步骤(6)：烟气脱酸、脱重金属、脱二噁英及除尘工序

脱硝后的高温烟气依次经过屏式过热器24、旋风分离器10、高温过热器20、低温过热器21、省煤器22和空气预热器23换热，将烟气温度降至155～175℃后排出锅炉，且烟气在竖井烟道18内从500℃降到250℃时间≤2.3s；

锅炉排出的烟气依次经水平烟气道181、文丘里管道75、循环流化床吸收塔73、布袋除尘器74，最后经引风机13进入到竖直的烟囱底部，经烟囱排入大气中；

其中，①煤质活性炭在活性炭喷射器70内和空气混合后，进入水平烟气道181，初步吸附烟气中的二噁英；

②消石灰粉经消石灰喷射器71在文丘里管道75的下部入口段进入，和烟气充分预混合，进行初步脱酸反应；

③高压水喷枪72向文丘里管道75上部的扩散段喷出水雾，水雾和①、②段产生的物料充分混合得到混合物料；

混合物料沿循环流化床吸收塔73的反应段向上流动过程中，消石灰与S0₂进行充分反应，生成副产物CaS0₃和CaS0₄，活性炭充分吸附二噁英；得到含尘烟气；

④含尘烟气经循环流化床吸收塔73的顶部侧向排出，进入布袋除尘器74，含尘烟气经布袋除尘器74捕集下来含少量重金属、二噁英的脱硫灰，得到脱硫灰和净烟气；净烟气经烟囱排到大气，脱硫灰经布袋除尘器74的底部返回至文丘里管道75的下部入口段，进一步参与脱酸反应，实现脱酸剂的循环利用；

所述净烟气的烟尘含量≤5mg/Nm³、NOx含量≤50mg/Nm³、SO₂含量≤35mg/Nm³，净烟气中需要控制的其它污染物含量均优于“生活垃圾焚烧污染控制标准”即GB18485-2014和现行欧盟标准的排放限值。

进一步，步骤(2)中，当炉膛16负压零点处烟气压力达150Pa～200Pa以上时，联锁关闭防火阀411并立即停止向炉膛16给料。

进一步，步骤(4)中，通过减小布风板面积，将通过炉膛底部布风板161进入炉膛的一次风量占比总风量控制在43％～46％。

本发明的有益技术效果：

(1)针对工业固体废物密度较低、挥发份较高，燃烧时稀相区燃烧份额较多，稀相区温度高于浓相区温度的特性，且浓相区为炉膛高度的1/30～1/20，稀相区为炉膛高度的1/20～1/4；

本发明处置系统的一次风机通过冷风管与空气预热器连通、热风管与炉膛底部风室连通，风室和炉膛之间设有布风板；一次风机的进风对应着浓相区的燃烧进风，调节通过布风板风帽出口的一次风量，使得浓相区保持微欠氧燃烧，以减少NOx的产生；

本发明处置系统的二次风机通过冷风管与空气预热器连通、热风管与炉膛二次进风口连通，且二次进风口开设于1/20以上炉膛高度处；二次风机的进风对应着稀相区的燃烧进风，通过调节二次风机的风速来控制二次风质量流速，并采用较大动量的二次风，加强炉内扰动，炉膛高度为30～34米，炉膛的绝热内衬高度达到1/2炉膛高度，整个炉膛温度大于850℃，以减少二噁英和CO的产生；同时结合引风机来调节流化床锅炉的负压零点在炉膛高度的1/2以下即负压零点在炉膛的中下部，减少炉膛爆燃回火至料仓的风险。

(2)针对工业固体废弃物的燃烧产生的灰比较少的特点，

本发明处置系统的锅炉床料输送装置，包括灰渣卸料器、炉前灰渣仓和带式计量给料机，并和燃料输送装置共用皮带输送机将外购燃煤锅炉灰渣料运输至炉前灰渣仓，通过计量给料机、大口径落料管将灰渣均匀送入炉膛，在流化床锅炉启动前可以向流化床锅炉的床层添加启动床料；在流化床锅炉正常运行中均匀补充循环床料，送入炉膛的灰渣量按炉膛出口的烟气温度850℃～870℃调整，炉膛出口的烟气温度低于850℃时加大送入炉膛的灰渣料的量，温度高于870℃时减少送入炉膛的灰渣料的量，减少二噁英和CO的产生，同时便于SNCR脱硝。

(3)本发明的处置系统的锅炉给水温度为100℃～105℃，同时锅炉给水分别进入到省煤器、一级喷水减温器和二级喷水减温器；汽包的出口蒸汽依次经过汽冷旋风分离器、低温过热器、一级喷水减温器、屏式过热器、二级喷水减温器、高温过热器，使得循环流化床锅炉的出口蒸汽压力为5.3MPa、温度为475℃，出口蒸汽可去驱动汽轮发电机组发电，同时部分蒸汽经过汽轮机的抽汽对外供热；烟气依次经过屏式过热器、汽冷旋风分离器、高温过热器、低温过热器、省煤器和空气预热器换热降温，烟气在竖井烟道段从500℃降到250℃的时间≤2.3s，大大减少二噁英的生成。

(4)针对可燃工业固体废弃物燃烧产生未燃尽的细小颗粒和灰被烟气带出炉膛，本发明处置系统中布设有两台旋风分离器，且旋风分离器的入口和炉膛的烟气出口连通，工业固体废弃物燃烧过程中，未燃尽的细小颗粒和灰被烟气带出炉膛，在旋风分离器实现“气－固”分离，被捕集下来的物料返回炉膛循环燃烧或被加热，不仅提高了燃烧效率，而且高浓度含尘气流强化了传热。

(5)针对可燃工业固体废弃物燃烧产生大量有害气体，

本发明处置方法在炉内设二级SNCR脱硝工序，在锅炉出口设烟气脱酸、脱重金属、脱二噁英及除尘工序；炉内二级SNCR脱硝工序中12％氨溶液经氨溶液输送泵分别输送至4杆以上一级脱硝喷枪和8杆以上二级脱硝喷枪，对烟气断面全覆盖，对炉膛内工业固体废弃物燃烧产生的烟气进行脱销，烟气的脱硝率达到83％～88％；

烟气脱酸、脱重金属、脱二噁英及除尘工序中锅炉排出的烟气依次经水平烟气道、文丘里管道、循环流化床吸收塔、布袋除尘器，最后经引风机进入到竖直的烟囱底部，经烟囱排入大气中；

在循环硫化床吸收塔内消石灰与S0₂进行充分反应，生成副产物CaS0₃和CaS0₄，活性炭充分吸附二噁英，得到含尘烟气，含尘烟气经布袋除尘器除尘得到净烟气，净烟气的烟尘含量≤5mg/Nm³、NOx含量≤50mg/Nm³、SO₂含量≤35mg/Nm³，净烟气中需要控制的其它污染物排放值均优于“生活垃圾焚烧污染控制标准”即GB18485-2014和现行欧盟标准的排放限值。

附图说明

图1为本发明处置系统的结构示意图。

图2为本发明的流化床锅炉的结构示意图。

图3为本发明处置方法的工序流程图。

其中：10旋风分离器、11一次风机、12二次风机、13引风机、14返料风机、15冷渣机、16炉膛、161布风板、17“J”阀返料器、18竖井烟道、181水平烟气道、20高温过热器、21低温过热器、22省煤器、23空气预热器、24屏式过热器、25二级减温器、26一级减温器、27声波吹灰器、30链板输送机、31一级撕碎破碎机、32一级除铁器、33二级撕碎破碎机、34二级除铁器、35三级除铁器、36固废卸料器、40炉前料仓、41双螺旋给料机、411气动防火阀、42布料器、43大口径落料管、50炉前灰渣仓、51带式计量给料机、52灰渣卸料器、60氨溶液储罐、601比例调节阀、61喷射混合器、62氨溶液制备罐、63氨溶液输送泵、64一级脱硝喷枪、65二级脱硝喷枪、70活性炭喷射器、71消石灰喷射器、72高压水喷枪、73循环流化床吸收塔、74布袋除尘器、75文丘里管道。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种可燃工业固体废弃物的处置系统，

见图1，所述系统包括循环流化床锅炉、破碎输送装置、炉前给料装置、床料输送装置、二级SNCR脱硝装置和烟气处理子系统，烟气处理子系统用于烟气脱酸、脱重金属、脱二噁英及除尘；

所述循环流化床锅炉包括循环流化床锅炉本体、一次风机11、二次风机12、引风机13、返料风机14和冷渣机15，且循环流化床锅炉本体包括炉膛16、布风板161及风室、两台旋风分离器10、“J”阀返料器17、尾部竖井烟道18、汽包。

所述两台旋风分离器10底部均连通有“J”阀返料器17，“J”阀返料器17出口通过管道连通着炉膛16下部返料口，“J”阀返料器17的进气口管道连通着返料风机14，两台旋风分离器10的烟气出口通过烟道均连通着循环流化床锅炉尾部的竖井烟道18，且竖井烟道18从上到下依次布置有高温过热器20、低温过热器21、省煤器22和卧式空气预热器23。

所述一次风机11通过冷风管与空气预热器23连通、热风管与炉膛16底部风室连通，风室和炉膛16之间设有布风板161，所述二次风机通过冷风管与空气预热器23连通、通过热风管与炉膛16二次进风口连通，且二次进风口开设于1/20以上炉膛16高度处；二次进风口为双层，且每层有多个风口组成。

所述循环流化床吸收塔73的底部依次通过文丘里管道75和水平烟气道181连通着竖井烟道18的底部；所述活性炭喷射器70出口通过管道连通着水平烟气道181，且活性炭喷射器70的进气口通过管道连通着返料风机14，消石灰喷射器71出口通过管道连通着文丘里管道75的下部入口段，消石灰喷射器71的进气口通过管道连通着返料风机14，高压水喷枪72布设在文丘里管道75的上部扩散段；

所述处置系统工作时，固体废料经破碎输送装置和炉前给料装置调节给料量后送至炉膛16内燃烧，调节一次风机11、二次风机12和引风机13的风量，使得流化床锅炉的负压零点在炉膛16高度的1/2以下，维持炉膛16内烟气温度为850℃～960℃，控制床料输送装置给炉膛16补充灰渣料量，保持炉膛16出口的烟气温度为850℃～870℃，同时控制循环流化床锅炉的给水温度为100℃～105℃，使得循环流化床锅炉的出口蒸汽压力为5.3MPa、温度为475℃，竖井烟道18内烟气从500℃降到250℃时间≤2.3s。

见图2，所述循环流化床锅炉为单汽包、自然循环、单炉膛结构的锅炉，且循环流化床锅炉的运转层高7m以上；所述炉膛16高度为30～34米，类似规模的循环流化床燃煤锅炉炉膛高23～26米，炉膛16的绝热内衬高度达到1/2炉膛16高度，大口径落料管43的管径为700mm以上。炉膛16底部不设播料风，通过减小布风板161的面积，将进入炉膛16的一次风量占比总风量控制在43％～46％，类似规模的循环流化床燃煤锅炉为49％～55％。

所述炉膛16的顶部设有屏式过热器24，屏式过热器24的蒸汽出口和高温过热器20之间布设有二级减温器25，屏式过热器24的蒸汽入口和低温过热器21之间布设有一级减温器26。

所述省煤器22的横向节距设置为95mm，空气预热器23的管内走空气、管外走烟气，空气预热器23为横向节距设置为90mm的卧式顺列四回程布置，且从上至下依次为第一、第二、第三和第四回程管箱，第一回程管箱和第二回程管箱中的管子采用Q215A材料制造，第三回程管箱中的管子采用Q310GNHA考登钢材料制造，第四回程管箱中的管子采用SUS316不锈钢材料制造；

所述一级脱硝喷枪64和二级脱硝喷枪65均为喷射角80°的扇形小流量雾化喷枪。

实施例2

基于上述系统，本发明还包括一种可燃工业固体废弃物的处置方法，

见图3，具体包括以下步骤：

步骤(1)：破碎输送工序

将工业固体废弃物储库内的可燃工业固体废弃物，可燃工业固体废弃物的含灰率为2％～9％，经链板输送机30输送至一级撕碎破碎机31破碎和一级除铁器32除铁，得到一级固体废物颗粒，且一级固体废物颗粒的粒度≤150*200mm，

一级固体废物颗粒经皮带运输机I输送至二级破碎机33破碎和二级除铁器34除铁，得到二级固体废物颗粒，且二级固体废物颗粒的粒度≤80*80mm，

二级固体废物颗粒依次经皮带运输机II、皮带运输机III输送至三级除铁器35除铁，得到合格固体废物颗粒，

合格固体废物颗粒经皮带运输机IV输送至固废卸料器36进行卸料至炉前料仓40；

步骤(2)：锅炉炉前给料工序

将炉前料仓40内的除铁固体废物颗粒，经8台以上的布料器42均匀可控地送至2台以上的双螺旋给料机41，双螺旋给料机41将除铁固体废物颗粒经大口径落料管43均匀可控地送入炉膛16内进行燃烧；当炉膛16负压零点处烟气压力达150Pa～200Pa以上时，联锁关闭防火阀411并立即停止向炉膛16给料。

步骤(3)：锅炉床料输送工序

外购燃煤锅炉排出的灰渣料依次经皮带运输机III和皮带运输机IV输送至灰渣卸料器52，灰渣卸料器52将灰渣料卸料至炉前灰渣仓50，并依次通过计量式皮带给料机51、落料管43将灰渣均匀可控地送入炉膛16内；

在流化床锅炉启动前，依次通过计量式皮带给料机51、落料管43将灰渣料均匀可控地送入炉膛16内，灰渣料作为流化床锅炉的启动床料，在流化床锅炉正常运行中灰渣料用来补充循环物料，使得炉膛16出口的烟气温度保持在850℃～870℃；炉膛出口的烟气温度低于850℃时加大送入炉膛的灰渣料的量，温度高于870℃时减少送入炉膛的灰渣料的量，减少二噁英和CO的产生。

步骤(4)：循环流化床锅炉燃烧及换热工序

启动流化床锅炉点火系统，当炉膛16内床料，当炉膛16内的床料温度达到660℃以上时，开启双螺旋给料机41向炉膛16内加入合格固体废物颗粒，直到床层温度升至875℃左右，稳定燃烧5分钟后，退出流化床锅炉的点火系统；

控制一次风机11、二次风机12和引风机13的风量，使得流化床锅炉负压零点在炉膛16高度1/2以下，炉膛16内的烟气温度为850℃～960℃，其中一次风机11对应的炉膛16布风板161风帽出口的风速为20m/s～35m/s，二次风机12对应的炉膛16的二次进风口的二次风速为40m/s～65m/s，炉底布风板161进入炉膛的的出风量为相同规模燃煤锅炉的85％；流化床锅炉的锅炉给水温度为100℃～105℃，锅炉给水分别进入到省煤器22、一级喷水减温器26和二级喷水减温器25内，对流化床锅炉汽包的蒸汽进行降温，使得流化床锅炉的出口蒸汽压力为5.3MPa、温度为475℃，竖井烟道18内烟气从500℃降到250℃时间≤2.3s；流化床锅炉的出口蒸汽去抽汽凝汽式汽轮发电机组发电，同时部分蒸汽经过汽轮机的抽汽做功后对外供热。

步骤(5)：炉内二级SNCR脱硝工序

控制比例调节阀601使得20％浓度的氨溶液和脱盐水经混合得到12％氨溶液，12％氨溶液经氨溶液输送泵63分别输送至4杆以上一级脱硝喷枪64和8杆以上二级脱硝喷65枪，每杆一级脱硝喷枪64和二级脱硝喷65枪均为喷射角80°的扇形小流量雾化喷枪，且12％氨溶液的流量为≤50l/h，使得12％氨溶液对烟气流通断面实现全覆盖，对烟气进行脱销，且烟气的脱硝率达到83％～88％；

步骤(6)：烟气脱酸、脱重金属、脱二噁英及除尘工序

烟气依次经过屏式过热器24、旋风分离器10、高温过热器20、低温过热器21、省煤器22和空气预热器23换热，将烟气温度降至155～175℃，且烟气在竖井烟道18内从500℃降到250℃时间≤2.3s；

锅炉出口烟气依次经水平烟气道181、文丘里管道75、循环流化床吸收塔73、布袋除尘器74，最后经引风机13进入到竖直的烟囱底部，经烟囱排入大气中；

其中，①煤质活性炭在活性炭喷射器70内和空气混合后，进入水平烟气道181，初步吸附降温烟气中的二噁英；

②消石灰粉经消石灰喷射器71在文丘里管道75的下部入口段进入，和降温烟气充分预混合，进行初步脱酸反应；

④含尘烟气经循环流化床吸收塔73的顶部侧向排出，进入布袋除尘器74，含尘烟气经布袋除尘器74捕集下来含重金属、二噁英的脱硫灰，得到脱硫灰和净烟气；净烟气经烟囱排到大气，脱硫灰经布袋除尘器74的底部返回至文丘里管道75的下部入口段，进一步参与脱酸反应，实现脱酸剂的循环利用；

所述净烟气的烟尘含量≤5mg/Nm³、NOx含量≤50mg/Nm³、SO₂含量≤35mg/Nm³，净烟气中需要控制的其它污染物含量均优于“生活垃圾焚烧污染控制标准”即GB18485-2014，和现行欧盟标准的排放限值。

本发明一种可燃工业固体废弃物的处置系统和方法，取代传统的堆放、填埋、掺煤燃烧或掺入生活垃圾中进入生活垃圾炉燃烧的方式，可燃工业固体废弃物经新研发的流化床锅炉充分燃烧，经鉴定所排灰渣为一般工业废弃物，可以综合利用；净烟气烟气中的烟尘、CO、NOx、SO2、HCl、重金属、二噁英等需要控制的全部污染物排放符合国家现行标准，其中烟尘、NOx、SO2达到超净排放要求即小于：5mg/Nm3、50mg/Nm3、35mg/Nm3；同时流化床锅炉的出口蒸汽去抽汽凝汽式汽轮发电机组发电，同时部分蒸汽经过汽轮机的抽汽做功后对外供热，有效回收热量等优点。

其中对净烟气的检测结果统计见表1，具体的净烟气中二噁英检测结果统计见表2：

表1

表2

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种可燃工业固体废弃物的处置系统，其特征在于：

所述循环流化床锅炉包括循环流化床锅炉本体、一次风机（11）、二次风机（12）、引风机（13）、返料风机（14）和冷渣机（15），且循环流化床锅炉本体包括炉膛（16）、布风板（161）及风室、两台旋风分离器（10）、“J”阀返料器（17）、尾部竖井烟道（18）和汽包；

所述循环流化床锅炉的炉膛（16）顶部烟气出口通过烟道分别连通着两台旋风分离器（10）的上部烟气进口，炉膛（16）底部出渣口通过管道连通着冷渣机（15）；

所述两台旋风分离器（10）底部均连通有“J”阀返料器（17），“J”阀返料器（17）出口通过管道连通着炉膛（16）下部返料口，“J”阀返料器（17）的进气口管道连通着返料风机（14），两台旋风分离器（10）的烟气出口通过烟道均连通着循环流化床锅炉尾部的竖井烟道（18），且竖井烟道（18）从上到下依次布置有高温过热器（20）、低温过热器（21）、省煤器（22）和卧式的空气预热器（23）；

所述一次风机（11）通过冷风管与空气预热器（23）连通、通过热风管与炉膛（16）底部风室连通，风室和炉膛（16）之间设有布风板（161），所述二次风机通过冷风管与空气预热器（23）连通、通过热风管与炉膛（16）二次进风口连通，且二次进风口开设于1/20以上炉膛（16）高度处；

所述破碎输送装置包括依次布置的链板输送机（30）、一级撕碎破碎机（31）、一级除铁器（32）、二级撕碎破碎机（33）、二级除铁器（34）、三级除铁器（35）和固废卸料器（36）；

所述炉前给料装置包括炉前料仓（40）和2台以上双螺旋给料机（41），炉前料仓（40）的底部均匀布设有8台以上的布料器（42），每台双螺旋给料机（41）的出料口设有气动防火阀（411），且双螺旋给料机（41）的出料口通过大口径落料管（43）连通着炉膛（16）下部的进料口；

所述床料输送装置包括灰渣卸料器（52）、炉前灰渣仓（50）和带式计量给料机（51），炉前灰渣仓（50）的底部出口依次通过手动插阀板、带式计量给料机（51）和大口径落料管（43）连通着炉膛（16）下部的进料口；

所述二级SNCR脱硝装置包括依次连通的氨溶液储罐（60）、喷射混合器（61）、氨溶液制备罐（62）、氨溶液输送泵（63），所述氨溶液储罐（60）的出口设有比例调节阀（601），所述氨溶液输送泵（63）的出口分别连通有4杆以上一级脱硝喷枪（64）和8杆以上二级脱硝喷枪（65），4杆以上一级SNCR脱硝喷枪（64）均匀布设在所述炉膛（16）中部的前后墙上，8杆以上二级脱硝喷枪（65）均匀布设在所述炉膛（16）的烟气出口；

所述烟气处理处理子系统包括活性炭喷射器（70）、消石灰喷射器（71）、高压水喷枪（72）、循环流化床吸收塔（73）和布袋除尘器（74）；

所述循环流化床吸收塔（73）的底部通过水平烟气道（181）连通着竖井烟道（18）的底部；所述活性炭喷射器（70）出口通过管道连通着水平烟气道（181），且活性炭喷射器（70）的进气口通过管道连通着返料风机（14），消石灰喷射器（71）出口通过管道连通着文丘里管道（75）的下部入口段，消石灰喷射器（71）的进气口通过管道连通着返料风机（14），高压水喷枪（72）布设在文丘里管道（75）的上部扩散段；

所述循环流化床吸收塔（73）的上部出口通过管道连通着布袋除尘器（74）的上部进口，布袋除尘器（74）的底部通过管道连通着文丘里管道（75）的下部入口段，布袋除尘器（74）的下部烟气出口通过管道连通着引风机（13）进口，引风机（13）的出口通过管道连通着竖直烟囱的下部进口；

所述处置系统工作时，固体废料经破碎输送装置和炉前给料装置调节给料量后送至炉膛（16）内燃烧，调节一次风机（11）、二次风机（12）和引风机（13）的风量，使得流化床锅炉的负压零点在炉膛（16）高度的1/2以下，维持炉膛（16）内烟气温度为850℃～960℃，控制床料输送装置给炉膛（16）补充的灰渣料量，保持炉膛（16）出口的烟气温度为850℃～870℃，同时控制循环流化床锅炉的给水温度为100℃～105℃和减温水流量、控制循环流化床锅炉出口过热蒸汽流量，使得循环流化床锅炉的出口蒸汽压力为5.3MPa、温度为475℃，竖井烟道（18）内烟气从500℃降到250℃时间≤2.3s。

2.根据权利要求1所述一种可燃工业固体废弃物的处置系统，其特征在于：所述循环流化床锅炉为单汽包、自然循环、单炉膛结构，且循环流化床锅炉的运转层标高7m以上；所述炉膛（16）高度为30～34米，炉膛（16）的绝热内衬高度达到1/2炉膛（16）高度，所述大口径落料管（43）的管径为700mm以上。

3.根据权利要求1所述一种可燃工业固体废弃物的处置系统，其特征在于：所述炉膛（16）的顶部设有屏式过热器（24），屏式过热器（24）的蒸汽出口和高温过热器（20）之间布设有二级减温器（25），屏式过热器（24）的蒸汽入口和低温过热器（21）之间布设有一级减温器（26）。

4.根据权利要求1所述一种可燃工业固体废弃物的处置系统，其特征在于：所述省煤器（22）的横向节距设置为95mm，空气预热器（23）的管内走空气、管外走烟气，

所述空气预热器（23）为横向节距设置90mm的卧式顺列四回程布置，且从上至下依次为第一、第二、第三和第四回程管箱，第一回程管箱和第二回程管箱中的管子采用Q215A材料制造，第三回程管箱中的管子采用Q310GNHA考登钢材料制造，第四回程管箱中的管子采用SUS316不锈钢材料制造；

所述高温过热器（20）、低温过热器（21）、省煤器（22）和卧式空气预热器（23）之间对应的竖井烟道上均设有声波吹灰器（27）。

5.根据权利要求1所述一种可燃工业固体废弃物的处置系统，其特征在于：所述一级脱硝喷枪（64）和二级脱硝喷枪（65）均为喷射角80°的扇形小流量雾化喷枪。

6.基于根据权利要求1～5任一权利要求所述一种可燃工业固体废弃物的处置系统的处置方法，具体包括以下步骤：

步骤（1）：破碎输送工序

将工业固体废弃物储库内的可燃工业固体废弃物，经链板输送机（30）输送至一级撕碎破碎机（31）破碎和一级除铁器（32）除铁，得到一级固体废弃物颗粒，且一级固体废弃物颗粒的粒度≤150*200mm，

一级固体废物颗粒经皮带运输机I输送至二级破碎机（33）破碎和二级除铁器（34）除铁，得到二级固体废弃物颗粒，且二级固体废弃物颗粒的粒度≤80*80mm，

二级固体废弃物颗粒依次经皮带运输机II、皮带运输机III输送至三级除铁器（35）除铁，得到合格固体废弃物颗粒，

合格固体废弃物颗粒经皮带运输机IV输送至固废卸料器（36）进行卸料至炉前料仓（40）；

步骤（2）：锅炉炉前给料工序

将炉前料仓（40）内的除铁固体废弃物颗粒，经8台以上的布料器（42）均匀可控地送至2台以上的双螺旋给料机（41），双螺旋给料机（41）将除铁固体废弃物颗粒经大口径落料管（43）均匀可控地送入炉膛（16）内进行燃烧；

步骤（3）：锅炉床料输送工序

外购燃煤锅炉排出的灰渣料经皮带运输机III和皮带运输机IV输送至灰渣卸料器（52），灰渣卸料器（52）将灰渣料卸料至炉前灰渣仓（50），并依次通过计量式皮带给料机（51）、落料管（43）将灰渣均匀可控地送入炉膛（16）内；

在流化床锅炉启动前，依次通过计量式皮带给料机（51）、落料管（43）将灰渣料均匀可控地送入炉膛（16）内，作为流化床锅炉的启动床料，在流化床锅炉正常运行中灰渣料用来补充循环物料，使得炉膛（16）出口的烟气温度保持在850℃～870℃；

步骤（4）：循环流化床锅炉燃烧及换热工序

启动流化床锅炉点火系统，加热炉膛（16）内床料，当炉膛（16）内床料温度达到660℃以上时，开启双螺旋给料机（41）向炉膛（16）内间断加入合格固体废物颗粒，直到床层温度升至875℃左右，稳定燃烧5分钟后，退出流化床锅炉的点火系统；

控制一次风机（11）、二次风机（12）和引风机（13）的风量，使得流化床锅炉负压零点在炉膛（16）高度1/2以下，炉膛（16）内的烟气温度为850℃～960℃，其中一次风机（11）对应的炉膛（16）底部布风板（161）风帽出口的风速为20 m/s~35 m/s；二次风机（12）对应的炉膛（16）二次风口的进风速为40 m/s~65 m/s；

锅炉给水温度为100℃～105℃，锅炉给水分别进入到省煤器（22）、一级喷水减温器（26）和二级喷水减温器（25）内，在维持汽包水位的同时对出口蒸汽进行调温，使得流化床锅炉的出口蒸汽压力为5.3MPa、温度为475℃，竖井烟道（18）内烟气从500℃降到250℃时间≤2.3s；

步骤（5）：炉内二级SNCR脱硝工序

控制比例调节阀（601）使得20%浓度的氨溶液和脱盐水经混合得到12%氨溶液，12%氨溶液经氨溶液输送泵（63）分别输送至4杆以上一级脱硝喷枪（64）和8杆以上二级脱硝喷（65）枪，一级脱硝喷枪（64）和二级脱硝喷（65）枪均为喷射角80°的扇形小流量雾化喷枪，且12%氨溶液的流量为≤50 l/h，使得12%氨溶液对烟气流通断面实现全覆盖，对烟气进行脱销，烟气的脱硝率达到83%～88%；

步骤（6）：烟气脱酸、脱重金属、脱二噁英及除尘工序

脱硝后的高温烟气依次经过屏式过热器（24）、旋风分离器（10）、高温过热器（20）、低温过热器（21）、省煤器（22）和空气预热器（23）换热，将烟气温度降至155～175℃后排出锅炉，且烟气在竖井烟道（18）内从500℃降到250℃时间≤2.3s；

锅炉排出的烟气依次经水平烟气道（181）、文丘里管道（75）、循环流化床吸收塔（73）、布袋除尘器（74），最后经引风机（13）进入到竖直的烟囱底部，经烟囱排入大气中；

其中，①煤质活性炭在活性炭喷射器（70）内和空气混合后，进入水平烟气道（181），初步吸附降温烟气中的二噁英；

②消石灰粉经消石灰喷射器（71）在文丘里管道（75）的下部入口段进入，和烟气充分预混合，进行初步脱酸反应；

③高压水喷枪（72）向文丘里管道（75）上部的扩散段喷出水雾，水雾和①、②段产生的物料充分混合得到混合物料；

混合物料沿循环流化床吸收塔（73）的反应段向上流动过程中，消石灰与S0₂进行充分反应，生成副产物CaS0₃和CaS0₄，活性炭充分吸附二噁英；得到含尘烟气；

④含尘烟气经循环流化床吸收塔（73）的顶部侧向排出，进入布袋除尘器（74），含尘烟气经布袋除尘器（74）捕集下来含少量重金属、二噁英的脱硫灰，得到脱硫灰和净烟气；净烟气经烟囱排到大气，脱硫灰经布袋除尘器（74）的底部返回至文丘里管道（75）的下部入口段，进一步参与脱酸反应，实现脱酸剂的循环利用；

所述净烟气的烟尘含量≤5mg/Nm³、NOx含量≤50mg/Nm³、SO₂含量≤35mg/Nm³ ，净烟气中需要控制的其它污染物含量均优于“生活垃圾焚烧污染控制标准”即GB18485-2014和现行欧盟标准的排放限值。

7.根据权利要求6所述一种可燃工业固体废弃物的处置系统的处置方法，其特征在于：

步骤（2）中，当炉膛（16）负压零点处烟气压力达150Pa～200Pa以上时，联锁关闭防火阀（411）并立即停止向炉膛（16）给料。

8.根据权利要求6所述一种可燃工业固体废弃物的处置系统的处置方法，其特征在于：

步骤（4）中，通过减小布风板面积，将通过炉膛底部布风板（161）进入炉膛的一次风量占比总风量控制在43%～46%。