CN111853798A - 处理废弃物的焚烧炉及采用其处理废弃物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了处理废弃物的焚烧炉及采用其处理废弃物的方法，所述焚烧炉包括：回转窑，其窑头设有固体废物入口、燃料入口和第一助燃空气入口，所述回转窑的窑尾设有烟气出口和窑渣出口，所述窑尾温度为650～750摄氏度，并且保持所述回转窑内处于缺氧状态；等离子体炉，其内自上而下依次形成气化区、裂解区和熔融区，所述气化区设有窑渣入口、辅料入口，所述熔融区设有熔渣出口和熔浆出口，所述窑渣入口与所述窑渣出口相连；二燃室，其设有烟气入口、第二助燃空气入口和燃烧烟气出口，所述烟气入口与所述烟气出口相连。采用该焚烧炉可以在延长回转窑使用寿命的同时有效降低危险废物的焚烧能耗，实现废弃物的无害化、减量化和资源化处理。
Description
技术领域
本发明属于环保、冶金领域，具体涉及处理废弃物的焚烧炉及采用其处理废弃物的方法。
背景技术
回转窑焚烧炉焚烧属于固体表面燃烧，燃烧的空气、固体混合及接触不充分、传热效率相对低、固体燃烧速率相对低，但是由于气、固体相对速度较大，废物燃烧气体在回转窑内停留时间较短，增大了二燃室的燃烧负荷。
从固体废物在回转窑焚烧过程来看，窑内温度为抛物线形，而温度最高点位置同废物物料流量、热值、助燃风流量以及回转窑转速等多种因素有关，并且是变化的。这给回转窑温度检测点安装带来困难，在实际运行中，温度虽然显示在控制范围，但往往窑体内部实际温度可能超过1000℃，这样不可避免产生窑体内部结焦。同时由于废物成分复杂性，含碱土金属及盐类，一般为低熔点化合物(750～800℃)，当废物中灰分较少不能形成高熔点炉渣时这些熔融物容易与焚烧炉的耐火材料和金属零部件发生腐蚀而损坏炉衬。
同时由于回转窑结构特性.助燃空气和固体废弃物混合不充分，焚烧挥发性气体或热解释放出来的气体速度远远超过固体碳黑焚烧速度。窑尾残渣往往燃烧缓慢且不充分，从而使废弃物燃烧不完全。为了达到国家规定炉渣残碳灼减率＜5％。提高焚烧效率，在实际运行过程中，往往需要加大回转窑焚烧炉的过量空气系数或减少废物进料量，相对增加了二燃室的烟气量。而进入二燃室未焚烧气体数量有限，要达到国家规定危险废物焚烧后的烟气温度就要在1100℃以上停留2s，必然加大二燃室补充燃料供应量，从而加大了烟气处理系统的处理压力及运行费用。
因此，现有的废弃物处理技术有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种处理废弃物的焚烧炉以及采用该焚烧炉处理废弃物的方法，采用该焚烧炉可以在延长回转窑使用寿命的同时有效降低危险废物的焚烧能耗，实现废弃物的无害化、减量化和资源化处理。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理废弃物的焚烧炉。根据本发明的实施例，所述焚烧炉包括：
回转窑，所述回转窑的窑头设有固体废物入口、燃料入口和第一助燃空气入口，所述回转窑的窑尾设有烟气出口和窑渣出口，所述窑尾温度为650～750摄氏度，并且保持所述回转窑内处于缺氧状态；
等离子体炉，所述等离子体炉内自上而下依次形成气化区、裂解区和熔融区，所述气化区设有窑渣入口、辅料入口，所述熔融区设有熔渣出口和熔浆出口，所述窑渣入口与所述窑渣出口相连；
二燃室，所述二燃室设有烟气入口、第二助燃空气入口和燃烧烟气出口，所述烟气入口与所述烟气出口相连。
根据本发明实施例的处理废弃物的焚烧炉通过采用回转窑和等离子体炉组合，并且通过减少助燃空气的供给量而维持回转窑内处于缺氧状态且使得窑尾温度为650～750摄氏度，一方面可以避免废弃物在回转窑窑尾处熔融结焦，再一方面，可以显著降低进入二燃室未焚烧气体量，另一方面，回转窑内缺氧焚烧，不需要考虑焚烧残渣含碳，使得废弃物在回转窑内发生干燥和裂解反应，得到的可燃气供给至二燃室焚烧，确保二燃室温度维持在1100摄氏度以上，而不需要额外补充大量燃料，而得到的窑渣供给至等离子体炉内进行高温气化、裂解和熔融，窑渣中的有机物迅速裂解产生可燃气体H2、CO、CH4等，同时由于等离子体炉内为欠氧条件，窑渣中部分有机物发生燃烧反应，生成一定量的CO2和H2O，因此等离子体炉内产生的烟气含有一定量的H2、CO、CH4等可燃气体，将其供给至二燃室中可以直接焚烧且维持二燃室温度，而窑渣中的无机物和辅料在高温作用下，熔融形成熔浆，实现有价金属和贱金属的分离和回收，而分离后的炉渣水淬后转变为砂砾状的无毒无害的玻化渣，其直接可以作为建筑材料循环使用，实现了工业废弃物焚烧炉渣的循环利用。由此，采用该焚烧炉可以在延长回转窑使用寿命的同时有效降低危险废物的焚烧能耗，实现废弃物的无害化、减量化和资源化处理。
另外，根据本发明上述实施例的处理废弃物的焚烧炉还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述回转窑窑头上进一步设有低热值液体废物入口和/或第一高热值液体废物入口。由此，可以在降低回转窑燃料成本的同时实现废弃物的无害化处理。
在本发明的一些实施例中，所述等离子炉上进一步设有电阻加热辅助器，基于所述等离子体炉内温度调节所述电阻加热辅助器功率。由此，可以显著提高等离子炉内窑渣的处理效率。
在本发明的一些实施例中，所述等离子体炉内的等离子体炬外壳上进一步设有循环冷却水。由此，可以提高等离子体炬的使用寿命。
在本发明的一些实施例中，所述二燃室上进一步设有第二高热值液体废物入口和助燃燃料入口。由此，可以在降低燃料成本的同时实现废物的资源化利用。
在本发明的再一个方面，本发明提出了一种采用上述焚烧炉处理废弃物的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：
(1)将固体废物、燃料和助燃空气从所述回转窑的窑头供给至所述回转窑内，并保持所述回转窑内缺氧状态，随着所述回转窑的旋转，所述固体废物进行燃烧，得到窑渣和烟气，并且保持所述窑尾温度为650～750摄氏度；
(2)将所述窑渣从所述窑尾排至所述等离子炉内与辅料进行气化、裂解和熔融反应，得到反应烟气、熔渣和熔浆；
(3)将步骤(1)得到的所述烟气和步骤(2)得到的所述反应烟气供给至所述二燃室与助燃空气混合燃烧，以便得到燃烧烟气。
根据本发明实施例的处理废弃物的方法通过采用上述焚烧炉，并且通过减少助燃空气的供给量而维持回转窑内处于缺氧状态且使得窑尾温度为650～750摄氏度，一方面可以避免废弃物在回转窑窑尾处熔融结焦，再一方面，可以显著提高进入二燃室未焚烧气体量，另一方面，回转窑内缺氧焚烧，不需要考虑焚烧残渣含碳，使得废弃物在回转窑内发生干燥和裂解反应，得到的可燃气供给至二燃室焚烧，确保二燃室温度维持在1100摄氏度以上，而不需要额外补充大量燃料，而得到的窑渣供给至等离子体炉内进行高温气化、裂解和熔融，窑渣中的有机物迅速裂解产生可燃气体H2、CO、CH4等，同时由于等离子体炉内为欠氧条件，窑渣中部分有机物发生燃烧反应，生成一定量的CO2和H2O，因此等离子体炉内产生的烟气含有一定量的H2、CO、CH4等可燃气体，将其供给至二燃室中可以直接焚烧且维持二燃室温度，而窑渣中的无机物和辅料在高温作用下，熔融形成熔浆，实现有价金属和贱金属的分离和回收，而分离后的炉渣水淬后转变为砂砾状的无毒无害的玻化渣，其直接可以作为建筑材料循环使用，实现了工业废弃物焚烧炉渣的循环利用。由此，采用该方法可以在延长回转窑使用寿命的同时有效降低危险废物的焚烧能耗，实现废弃物的无害化、减量化和资源化处理。
另外，根据本发明上述实施例的处理废弃物的焚烧炉还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，在将所述固体废物、所述燃料和所述助燃空气从所述回转窑的窑头供给至所述回转窑内之前，预先将所述回转窑内升温至500～650摄氏度。由此，可以提高废弃物焚烧效率。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，进一步包括：从所述窑头加入低热值液体废物和/或高热值液体废物。由此，可以在降低回转窑燃料成本的同时实现废弃物的资源化处理。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述气化区温度为600～800摄氏度，所述裂解区温度为800～1400摄氏度，所述熔融区温度为1400～1600摄氏度。由此，可以提高废物焚烧效率。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述辅料为焦炭、石灰和玻璃渣中的至少之一。由此，可以在分离回收金属资源同时实现废弃物的无害化处理。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的处理废弃物的焚烧炉的结构示意图；
图2是根据本发明再一个实施例的处理废弃物的焚烧炉的结构示意图；
图3是根据本发明一个实施例的处理废弃物的方法流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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装置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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理废弃物的焚烧炉。根据本发明的实施例，参考图1-2，该焚烧炉包括：回转窑100、等离子体炉200和二燃室300。
根据本发明的实施例，回转窑100的窑头11设有固体废物入口101、燃料入口102和第一助燃空气入口103，回转窑100的窑尾12设有烟气出口104和窑渣出口105，窑尾12温度为650～750摄氏度，并且保持回转窑内100处于缺氧状态，且适于将固体废物供给至回转窑内进行缺氧燃烧。发明人发现，通过减少助燃空气的供给量而维持回转窑内处于缺氧状态且使得窑尾温度为650～750摄氏度，一方面可以避免废弃物在回转窑窑尾处熔融结焦，再一方面，可以显著增加进入二燃室未焚烧气体量，另一方面，回转窑内缺氧焚烧，不需要考虑焚烧残渣含碳，使得废弃物在回转窑内发生干燥和裂解反应，得到的可燃气供给至二燃室焚烧，确保二燃室温度维持在1100摄氏度以上，而不需要额外补充大量燃料。具体的，在将固体废物、燃料和助燃空气从回转窑的窑头供给至回转窑内之前，预先将回转窑内升温至500～650摄氏度，其中，燃料为天然气或燃油，并且使得回转窑和等离子炉内均在负压状态下运行，废弃物与助燃空气自窑头同向进入回转窑内，固体废弃物沿着回转窑的倾斜角度和旋转方向缓慢移动，经40～80分钟，优选60分钟的干燥、裂解和燃烧后，得到的窑渣和烟气从窑尾排出。
根据本发明的一个实施例，参考图2，回转窑100窑头11上进一步设有低热值液体废物入口106和/或第一高热值液体废物入口107，且适于将低热值液体废物和/或高热值液体废物供给至回转窑内作为燃料使用，从而可以降低回转窑内燃料成本。具体的，低热值液体废物为小于9000kJ/kg的低热值的有机废液，如链状化合物醇、酮、酚、醛等；高热值液体废物为大于15000kJ/kg高热值的有机废液，如链状化合物醇、酮、酚、醛等以及脂环化合物如环己醇、环丙烷等芳香化合物如苯、苯衍生物、吡咯、吡啶等。优选在回转窑100窑头11上同时设置低热值液体废物入口106和第一高热值液体废物入口107。
根据本发明的实施例，参考图1，等离子体炉200内自上而下依次形成气化区(未示出)、裂解区(未示出)和熔融区(未示出)，气化区(未示出)设有窑渣入口201、辅料入口202，熔融区(未示出)设有熔渣出口203和熔浆出口204，窑渣入口201与窑渣出口105相连，且适于将回转窑中得到的窑渣即未完全焚烧的废弃物(含可燃物质25～35wt％)供给至等离子体炉中依次进行气化、裂解和熔融处理，得到反应烟气、熔渣和熔浆。发明人发现，通过将回转窑得到的窑渣供给至等离子体炉内进行高温气化、裂解和熔融，窑渣中的有机物迅速裂解产生可燃气体H2、CO、CH4等，同时由于等离子体炉内为欠氧条件，窑渣中部分有机物发生燃烧反应，生成一定量的CO2和H2O，因此等离子体炉内产生的烟气含有一定量的H2、CO、CH4等可燃气体，将其供给至二燃室中可以直接焚烧且维持二燃室温度，而窑渣中的无机物和辅料在高温作用下，熔融形成熔浆，实现有价金属和贱金属的分离和回收，而分离后的炉渣水淬后转变为砂砾状的无毒无害的玻化渣，其直接可以作为建筑材料循环使用，实现了工业废弃物焚烧炉渣的安全填埋。根据本发明的一个实施例，气化区温度为600～800摄氏度，裂解区温度为800～1400摄氏度，熔融区温度为1400～1600摄氏度。由此，可以提高废物焚烧效率。
具体的，等离子体炉内的高温由等离子体炬产生，当一股强电流通过惰性气体(例如氮气)产生电离，即可形成等离子体，等离子体受到外加电磁场的强烈影响，发生强烈的离子集体运动，此时能量发生瞬时集中，产生极高的电热效率，形成高温等离子体。在熔融过程中，等离子体炬除了需要一定量的洁净压缩空气以产生等离子体外，炬的壳体需要设置循环去离子水冷却。同时需要一定的辅助风将能量非常集中的等离子体热能均匀化。等离子炉同时配置电阻加热辅助器(未示出)，当配入物料热值不够，炉体温区温度偏低时，基于等离子体炉内温度调节电阻加热辅助器功率，为等离子体炉补充热量，以维持炉内各区段温度。同时在熔融过程中，需要添加辅料可以为焦炭、石灰石、玻璃渣中的至少之一等。焦炭可以在炉内形成一个有空隙的炉床，并且还原废弃物中的金属氧化物，熔融的无机物通过空隙落入炉底的熔浆池进行回收，并且焦炭床对炉内耐火材料有一定的保护作用；石灰石可以增加熔浆的流动性同时起到一定的酸碱中和作用；而当物料中硅的成分较少时，需要添加一些玻璃渣以便得到较好质量的玻化渣，熔化的铜镍铬金属与硅酸钙铁玻璃体的比重不同，在炉底的熔浆池中分层，分离后的水淬后硅酸钙铁玻璃体转变为砂砾状的无毒无害的玻化渣，其直接可以作为建筑材料循环使用，实现了工业废弃物焚烧炉渣的循环利用。
根据本发明的实施例，参考图1，二燃室300设有烟气入口301、第二助燃空气入口302和燃烧烟气出口303，烟气入口301与烟气出口104相连，且适于将回转窑内得到的烟气和等离子体炉内得到的反应烟气供给至二燃室与助燃空气混合燃烧，得到燃烧烟气。具体的，从回转窑内燃烧后的含有大量可燃气体的烟气从窑尾进入二燃室，同时等离子体炉内出来的烟气也经窑尾的窑渣出口进入二燃室，在二燃室补充助燃空气，烟气在二燃室停留时间2s以上，烟气中可燃气体、微颗粒碳黑、有机物等继续焚烧，将燃烧室温度加热到1100℃以上，在二燃室1100℃以上，使烟气中的微量有机物及二恶英得以充分分解，分解效率超过99.99％，确保进入焚烧系统的危险废物充分燃烧完全。同时，当二燃室温度不够时，可以通过燃烧器补充热量。
根据本发明的一个实施例，参考图2，二燃室300上进一步设有第二高热值液体废物入口304和助燃燃料入口305，且适于将高热值液体废物和助燃燃料供给至二燃室内燃烧。具体的，在二燃室内燃烧温度低于1100摄氏度时，可以供给高热值液体废物和助燃燃料，确保进入焚烧系统的危险废物充分燃烧完全。具体的，高热值液体废物为大于15000kJ/kg高热值的有机废液，如链状化合物醇、酮、酚、醛等以及脂环化合物如环己醇、环丙烷等芳香化合物如苯、苯衍生物、吡咯、吡啶等，助燃燃料为轻质柴油、天然气。
根据本发明实施例的处理废弃物的焚烧炉通过采用回转窑和等离子体炉组合，并且通过减少助燃空气的供给量而维持回转窑内处于缺氧状态且使得窑尾温度为650～750摄氏度，一方面可以避免废弃物在回转窑窑尾处熔融结焦，再一方面，可以显著降低进入二燃室未焚烧气体量，另一方面，回转窑内缺氧焚烧，不需要考虑焚烧残渣含碳，使得废弃物在回转窑内发生干燥和裂解反应，得到的可燃气供给至二燃室焚烧，确保二燃室温度维持在1100摄氏度以上，而不需要额外补充大量燃料，而得到的窑渣供给至等离子体炉内进行高温气化、裂解和熔融，窑渣中的有机物迅速裂解产生可燃气体H2、CO、CH4等，同时由于等离子体炉内为欠氧条件，窑渣中部分有机物发生燃烧反应，生成一定量的CO2和H2O，因此等离子体炉内产生的烟气含有一定量的H2、CO、CH4等可燃气体，将其供给至二燃室中可以直接焚烧且维持二燃室温度，而窑渣中的无机物和辅料在高温作用下，熔融形成熔浆，实现有价金属和贱金属的分离和回收，而分离后的炉渣水淬后转变为砂砾状的无毒无害的玻化渣，其直接可以作为建筑材料循环使用，实现了工业废弃物焚烧炉渣的安全填埋。由此，采用该焚烧炉可以在延长回转窑使用寿命的同时有效降低危险废物的焚烧能耗，实现废弃物的无害化、减量化和资源化处理。
需要说明的是，本申请的处理废弃物的焚烧炉除可以处理工业废弃物意外，还可以接受除易爆燃物品之外的任何废弃物，包括有机物、无机物、金属和放射性等废物。
在本发明的再一个方面，本发明提出了一种利用上述处理废弃物的焚烧炉处理废弃物的方法。根据本发明的实施例，参考图3，该方法包括：
S100：将固体废物、燃料和助燃空气从回转窑的窑头供给至回转窑内，并保持回转窑内缺氧状态，并且保持窑尾温度为650～750摄氏度
该步骤中，将固体废物、燃料和助燃空气从回转窑的窑头供给至回转窑内，并保持回转窑内缺氧状态，随着回转窑的旋转，固体废物进行燃烧，得到窑渣和烟气，并且保持窑尾温度为650～750摄氏度，且适于将固体废物供给至回转窑内进行缺氧燃烧。发明人发现，通过减少助燃空气的供给量而维持回转窑内处于缺氧状态且使得窑尾温度为650～750摄氏度，一方面可以避免废弃物在回转窑窑尾处熔融结焦，再一方面，可以显著降低进入二燃室未焚烧气体量，另一方面，回转窑内缺氧焚烧，不需要考虑焚烧残渣含碳，使得废弃物在回转窑内发生干燥和裂解反应，得到的可燃气供给至二燃室焚烧，确保二燃室温度维持在1100摄氏度以上，而不需要额外补充大量燃料。具体的，在将固体废物、燃料和助燃空气从回转窑的窑头供给至回转窑内之前，预先将回转窑内升温至500～650摄氏度，其中，燃料为天然气或燃油，并且使得回转窑和等离子炉内均在负压状态下运行，废弃物与助燃空气自窑头同向进入回转窑内，固体废弃物沿着回转窑的倾斜角度和旋转方向缓慢移动，经40～80分钟，优选60分钟的干燥、裂解和燃烧后，得到的窑渣和烟气从窑尾排出。
进一步的，可以将低热值液体废物和/或高热值液体废物供给至回转窑内作为燃料使用，从而不仅可以降低回转窑内燃料成本，而且可以实现液体废物的资源化利用。具体的，低热值液体废物为小于9000kJ/kg的低热值的有机废液，如链状化合物醇、酮、酚、醛等；高热值液体废物为大于15000kJ/kg高热值的有机废液，如链状化合物醇、酮、酚、醛等以及脂环化合物如环己醇、环丙烷等芳香化合物如苯、苯衍生物、吡咯、吡啶等。S200：将窑渣从窑尾排至等离子炉内与辅料进行气化、裂解和熔融反应
该步骤中，将回转窑中得到的窑渣即未完全焚烧的废弃物(含可燃物质25～35wt％)供给至等离子体炉中依次进行气化、裂解和熔融处理，得到反应烟气、熔渣和熔浆。发明人发现，通过将回转窑得到的窑渣供给至等离子体炉内进行高温气化、裂解和熔融，窑渣中的有机物迅速裂解产生可燃气体H2、CO、CH4等，同时由于等离子体炉内为欠氧条件，窑渣中部分有机物发生燃烧反应，生成一定量的CO2和H2O，因此等离子体炉内产生的烟气含有一定量的H2、CO、CH4等可燃气体，将其供给至二燃室中可以直接焚烧且维持二燃室温度，而窑渣中的无机物和辅料在高温作用下，熔融形成熔浆，实现有价金属和贱金属的分离和回收，而分离后的炉渣水淬后转变为砂砾状的无毒无害的玻化渣，其直接可以作为建筑材料循环使用，实现了工业废弃物焚烧炉渣的安全填埋。根据本发明的一个实施例，气化区温度为600～800摄氏度，裂解区温度为800～1400摄氏度，熔融区温度为1400～1600摄氏度。由此，可以提高废物焚烧效率。
具体的，等离子炉同时配置电阻加热辅助器(未示出)，当配入物料热值不够，炉体温区温度偏低时，基于等离子体炉内温度调节电阻加热辅助器功率，为等离子体炉补充热量，以维持炉内各区段温度。同时在熔融过程中，需要添加辅料可以为焦炭、石灰石、玻璃渣中的至少之一等。焦炭可以在炉内形成一个有空隙的炉床，并且还原废弃物中的金属氧化物，熔融的无机物通过空隙落入炉底的熔浆池进行回收，并且焦炭床对炉内耐火材料有一定的保护作用；石灰石可以增加熔浆的流动性同时起到一定的酸碱中和作用；而当物料中硅的成分较少时，需要添加一些玻璃渣以便得到较好质量的玻化渣，熔化的铜镍铬金属与硅酸钙铁玻璃体的比重不同，在炉底的熔浆池中分层，分离后的水淬后硅酸钙铁玻璃体转变为砂砾状的无毒无害的玻化渣，其直接可以作为建筑材料循环使用，实现了工业废弃物焚烧炉渣的安全填埋。
S300：将步骤S100得到的烟气和步骤S200得到的反应烟气供给至二燃室与助燃空气混合燃烧
该步骤中，将步骤S100的回转窑内得到的烟气和步骤S200的等离子体炉内得到的反应烟气供给至二燃室与助燃空气混合燃烧，得到燃烧烟气。具体的，从回转窑内燃烧后的含有大量可燃气体的烟气从窑尾进入二燃室，同时等离子体炉内出来的烟气也经窑尾的窑渣出口进入二燃室，在二燃室补充助燃空气，烟气在二燃室停留时间2s以上，烟气中可燃气体、微颗粒碳黑、有机物等继续焚烧，将燃烧室温度加热到1100℃以上，在二燃室1100℃以上，使烟气中的微量有机物及二恶英得以充分分解，分解效率超过99.99％，确保进入焚烧系统的危险废物充分燃烧完全。同时，当二燃室温度不够时，可以通过燃烧器补充热量。
进一步的，在二燃室内燃烧温度低于1100摄氏度时，可以供给高热值液体废物和助燃燃料，确保进入焚烧系统的危险废物充分燃烧完全。具体的，高热值液体废物为大于15000kJ/kg高热值的有机废液，如链状化合物醇、酮、酚、醛等以及脂环化合物如环己醇、环丙烷等芳香化合物如苯、苯衍生物、吡咯、吡啶等，助燃燃料为轻质柴油、天然气。
根据本发明实施例的处理废弃物的方法通过采用上述焚烧炉，并且通过减少助燃空气的供给量而维持回转窑内处于缺氧状态且使得窑尾温度为650～750摄氏度，一方面可以避免废弃物在回转窑窑尾处熔融结焦，再一方面，可以显著降低进入二燃室未焚烧气体量，另一方面，回转窑内缺氧焚烧，不需要考虑焚烧残渣含碳，使得废弃物在回转窑内发生干燥和裂解反应，得到的可燃气供给至二燃室焚烧，确保二燃室温度维持在1100摄氏度以上，而不需要额外补充大量燃料，而得到的窑渣供给至等离子体炉内进行高温气化、裂解和熔融，窑渣中的有机物迅速裂解产生可燃气体H2、CO、CH4等，同时由于等离子体炉内为欠氧条件，窑渣中部分有机物发生燃烧反应，生成一定量的CO2和H2O，因此等离子体炉内产生的烟气含有一定量的H2、CO、CH4等可燃气体，将其供给至二燃室中可以直接焚烧且维持二燃室温度，而窑渣中的无机物和辅料在高温作用下，熔融形成熔浆，实现有价金属和贱金属的分离和回收，而分离后的炉渣水淬后转变为砂砾状的无毒无害的玻化渣，其直接可以作为建筑材料循环使用，实现了工业废弃物焚烧炉渣的安全填埋。由此，采用该方法可以在延长回转窑使用寿命的同时有效降低危险废物的焚烧能耗，实现废弃物的无害化、减量化和资源化处理。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种处理废弃物的焚烧炉，其特征在于，包括：
回转窑，所述回转窑的窑头设有固体废物入口、燃料入口和第一助燃空气入口，所述回转窑的窑尾设有烟气出口和窑渣出口，所述窑尾温度为650～750摄氏度，并且保持所述回转窑内处于缺氧状态；
等离子体炉，所述等离子体炉内自上而下依次形成气化区、裂解区和熔融区，所述气化区设有窑渣入口、辅料入口，所述熔融区设有熔渣出口和熔浆出口，所述窑渣入口与所述窑渣出口相连；
二燃室，所述二燃室设有烟气入口、第二助燃空气入口和燃烧烟气出口，所述烟气入口与所述烟气出口相连。
2.根据权利要求1所述的焚烧炉，其特征在于，所述回转窑窑头上进一步设有低热值液体废物入口和/或第一高热值液体废物入口。
3.根据权利要求1或2所述的焚烧炉，其特征在于，所述等离子炉上进一步设有电阻加热辅助器，基于所述等离子体炉内温度调节所述电阻加热辅助器功率。
4.根据权利要求1所述的焚烧炉，其特征在于，所述等离子体炉内的等离子体炬外壳上进一步设有循环冷却水。
5.根据权利要求1所述的焚烧炉，其特征在于，所述二燃室上进一步设有第二高热值液体废物入口和助燃燃料入口。
6.根据权利要求1-5中任一项所述焚烧炉处理废弃物的方法，其特征在于，包括：
(1)将固体废物、燃料和助燃空气从所述回转窑的窑头供给至所述回转窑内，并保持所述回转窑内缺氧状态，随着所述回转窑的旋转，所述固体废物进行燃烧，得到窑渣和烟气，并且保持所述窑尾温度为650～750摄氏度；
(2)将所述窑渣从所述窑尾排至所述等离子炉内与辅料进行气化、裂解和熔融反应，得到反应烟气、熔渣和熔浆；
(3)将步骤(1)得到的所述烟气和步骤(2)得到的所述反应烟气供给至所述二燃室与助燃空气混合燃烧，以便得到燃烧烟气。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，在将所述固体废物、所述燃料和所述助燃空气从所述回转窑的窑头供给至所述回转窑内之前，预先将所述回转窑内升温至500～650摄氏度。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，进一步包括：从所述窑头加入低热值液体废物和/或高热值液体废物。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述气化区温度为600～800摄氏度，所述裂解区温度为800～1400摄氏度，所述熔融区温度为1400～1600摄氏度。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述辅料为焦炭、石灰和玻璃渣中的至少之一。
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