CN112484034A - 一种用于水泥窑协同处置危险废物的离线焚烧装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水泥窑协同处置危险废物技术领域，具体涉及一种用于水泥窑协同处置危险废物的离线焚烧装置及方法，包括炉体，所述炉体的顶部固定安装有喷腾缩口，所述喷腾缩口的顶部固定安装有混合燃烧室，所述混合燃烧室的顶部固定安装有废气出风管道，所述炉体的内部设置有流化床燃烧室与层状燃烧室，所述流化床燃烧室与层状燃烧室之间活动安装有调节闸板，所述流化床燃烧室的底部固定安装有一次风管。该用于水泥窑协同处置危险废物的离线焚烧装置及方法克服了在线焚烧装置的弊端，可以在焚烧后物料、余热废气利用方面与分解炉、回转窑之间进行离线设置，有效降低了二者之间的相互影响，进一步提高了最终水泥窑协同处置的效率和效果。

Description

一种用于水泥窑协同处置危险废物的离线焚烧装置及方法

技术领域

本发明涉及水泥窑协同处置危险废物技术领域，具体涉及一种用于水泥窑协同处置危险废物的离线焚烧装置及方法。

背景技术

目前水泥窑协同处置固废工艺，大多数企业采用不经过焚烧装置而加入分解炉的直接投加处置方式，少数企业采用专门的焚烧装置的间接投加处置方式，采用焚烧装置技术又可分为离线炉和在线炉技术，在线炉技术是与水泥窑分解炉相结合的一种预燃、补燃型焚烧炉，焚烧装置作为分解炉的一部分，二者工艺联系比较紧密，但是很难处理好二者的平衡关系，导致相互影响情况依然存在，而离线炉就是在分解炉之外单独设计焚烧炉，离线焚烧炉工作是焚烧危险废物，分解炉主要完成水泥工艺碳酸盐分解的任务，焚烧炉和分解炉作业相互不影响，只是危险废物焚烧后烟气再进入分解炉作进一步燃烧的技术，目前市场上主流的离线焚烧技术主要有气化炉燃烧技术，流化床燃烧技术，炉排炉燃烧技术等，就拿这几种炉型来说，各有优势，对处置、处理的物料也有各自的适应范围，单独任何一种燃烧技术对处置某类或者某几类危险废物有较好的效果，而对于目前水泥窑协同处置危险废物现行预处理工艺后的产物，难以满足和适应，往往出现投加、输送不合适，适于投加的手段少，处置量低，炉内温度过低或者过高、焚烧不彻底等现象，因此，采用单纯的燃烧手段已经无法彻底解决不同种类、不同粒径、不同热值、不同含水率、不同形态的危险废物焚烧处置工作，迫切需要尝试采用复合燃烧的技术来解决这一问题。

当前水泥窑协同处置危险废物常用的预处理技术，不外乎SMP预处理技术，目的是集破碎、混合、输送为一体的处理工艺，该工艺自动化程度高，劳动强度低，安全可靠性高，发生人员健康风险低，受到水泥行业普遍青睐，但是其本身的技术装备和工艺运行的特点导致处置率低下，预处理后膏状物料燃烧时对水泥窑窑况的影响大，处置台时低，一般对半固态类危险废物采用污泥直喷入分解炉燃烧，而固态类危险废物预处理主要通过破碎、筛分、输送送入分解炉，液态废物通过雾化喷枪喷入分解炉，有些干状污泥可直接进入分解炉进行处置，对以上预处理后危险废物直接投加至分解炉燃烧，势必挤占分解炉燃烧空间，对水泥煅烧造成很大的影响，加剧二者之间的矛盾，因此，设计出一种用于水泥窑协同处置危险废物的离线焚烧装置及方法，对于目前水泥窑协同处置危险废物技术领域来说是迫切需要的。

发明内容

本发明提供一种用于水泥窑协同处置危险废物的离线焚烧装置及方法，以解决现有技术存在的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明的实施例，一种用于水泥窑协同处置危险废物的离线焚烧装置及方法，包括炉体，所述炉体的顶部固定安装有喷腾缩口，所述喷腾缩口的顶部固定安装有混合燃烧室，所述混合燃烧室的顶部固定安装有废气出风管道，所述炉体的内部设置有流化床燃烧室与层状燃烧室，所述流化床燃烧室与层状燃烧室之间活动安装有调节闸板，所述流化床燃烧室的底部固定安装有一次风管，且一次风管延伸出炉体的底部固定连接有混合风机，所述流化床燃烧室内部的底部均匀分布有流化床分布板，所述流化床燃烧室位置处炉体的一侧从上至下一次固定安装有干污泥入料管、粉料下料管、二次风管和煤粉燃烧器，所述粉料下料管的底部镶嵌安装有可调撒料盒，所述二次风管的底部固定安装有煤粉燃烧器，所述层状燃烧室位置处炉体的正面固定安装有湿污泥入料口与污泥输送管道，所述层状燃烧室位置处炉体的一侧固定安装有固态大颗粒入料口，所述层状燃烧室的底部固定安装有灰渣卸料斗，且灰渣卸料斗延伸出炉体的外侧，所述层状燃烧室内部的底部设置有偏心塔式炉壁，所述喷腾缩口与炉体之间位置处层状燃烧室的顶部固定安装有柱状分散喂料机，所述柱状分散喂料机的侧面固定安装有SMP浆状料入料口，所述流化床燃烧室与层状燃烧室的正面皆设置有液态入料口与观察处置口，所述流化床燃烧室与层状燃烧室底部的两侧皆固定安装有空气炮。

进一步地，所述调节闸板采用水冷壁冷却方式，所述调节闸板的两侧砌筑有耐火浇注料。

进一步地，所述混合燃烧室内部固定安装有两组热电偶，所述混合燃烧室的出口分别固定安装有测压计与在线气体分析仪，所述流化床燃烧室与层状燃烧室的内部皆固定安装有测压计。

进一步地，所述二次风管的外侧固定安装有测压计与温度计，所述混合风机的外侧固定安装有电流表、流量表和压力检测表。

进一步地，所述流化床燃烧室的外侧设置有人孔门和捅料孔。

本发明还包括一种工艺方法：

所述流化床燃烧室内部的干态污泥、粉状物料通过各自的入料口喂入进行沸腾燃烧后，颗粒被吹散分离，逐渐气化分解，在流态化区域不断进行翻滚进行上下翻腾，进行传质、传热、燃烧，随后被空气流带入混合燃烧室进一步燃烧分解，SMP预处理系统的废物由喷腾缩口上部经过打散装置，完成分散、打散后进入混合燃烧室，大部分物料在落入炉床过程中由上向下运动过程完成水分蒸发、有机物分解、气化、燃烧，最后落入炉床稳定的热料层上进行稳定的碳粒燃烧，随着最终燃烧完全，最后成为焚烧残渣被收集下来，残渣最终经过一次风冷却、贮存、转运进入原料磨完成资源化利用，大颗粒固态颗粒直接喂入层状燃烧室料床上，可起到稳定料床和料层的作用，液态类废物、湿污泥直接喂入混合燃烧室进行快速分散、气化、燃烧，流化床燃烧室中大颗粒难燃物料通过调节闸板和空气炮的辅助作用，使其进入层状燃烧室内部进行燃烧，其中流化床燃烧室的煤粉助燃可根据燃烧状况和处置物料的热值情况进行开停，对其他物料可根据危险废物特性进行适当调整选择适合输送、喂料、燃烧性能状态的投加口进行喂料，对于少量的废化学试剂可选择临时投加口投加在层状燃烧室内进行处置，离线焚烧装置各燃烧室燃烧后的烟气进入混合燃烧室进行混合继续燃烧，随后通过喷腾缩口对气流起到喷腾作用，使气体燃烧和固体微粒反应进一步强化，通过废气出风管道进入分解炉内进一步完成烟气燃烧分解和有害物质脱除，通过延长连接烟气管道和分解炉，延长了烟气停留时间，可以实现完全实现二燃室的作用，最终烟气脱硫、脱硝通过水泥厂唯一的排烟口排放。

本发明具有如下优点：

1、该用于水泥窑协同处置危险废物的离线焚烧装置及方法克服了在线焚烧装置的弊端，可以在焚烧后物料、余热废气利用方面与分解炉、回转窑之间进行离线设置，有效降低了二者之间的相互影响，特别是降低了烟气和物料对分解炉内燃烧状态的影响，进一步提高了最终水泥窑协同处置的效率和效果；

2、该用于水泥窑协同处置危险废物的离线焚烧装置及方法采用流化床燃烧室和层状燃烧室两种燃烧方式，两种燃烧方式可实现有机结合，与传统离线燃烧装置有着不同的区别，本装置及方法可解决相对于任何一种单一燃烧技术无法解决的问题，协同燃烧共同提高了焚烧装置的燃烧效率；

3、该用于水泥窑协同处置危险废物的离线焚烧装置及方法克服了水泥窑协同处置危险废物多点入料，多状态物料处置难的问题，适合目前水泥窑协同处置危险废物主流预处理产物，如半固态污泥、SMP系统膏状物料、干污泥、粉状物料、大颗粒固态物料和废液等，可以有效提高水泥窑协同处置危险废物对物料的适应性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本发明的整体内部结构示意图；

图中：1、废气出风管道；2、混合燃烧室；3、喷腾缩口；4、干污泥入料管；5、液态入料口；6、粉料下料管；7、可调撒料盒；8、流化床燃烧室；9、二次风管；10、煤粉燃烧器；11、空气炮；12、流化床分布板；13、一次风管；14、柱状分散喂料机；15、SMP浆状料入料口；16、湿污泥入料口；17、污泥输送管道；18、调节闸板；19、固态大颗粒入料口；20、层状燃烧室；21、观察处置口；22、偏心塔式炉壁；23、灰渣卸料斗；24、炉体。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，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。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。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本发明提供一种技术方案：

一种用于水泥窑协同处置危险废物的离线焚烧装置及方法，包括炉体24，炉体24的顶部固定安装有喷腾缩口3，喷腾缩口3的顶部固定安装有混合燃烧室2，混合燃烧室2对未完全燃烧的烟气进行充分燃烧，烟气中的未燃烧的碳粒子、气化出的可燃物质在混合燃烧室2可继续燃烧，加速传质传热，同时可控制出口烟气温度在900℃以上，在烟气中可投加一些污泥类、膏状或者液态类废物，避免与流态化床层和火料层直接接触干扰燃烧，混合燃烧室2的顶部固定安装有废气出风管道1，炉体24的内部设置有流化床燃烧室8与层状燃烧室20，流化床燃烧室8采用倒锥体结构，层状燃烧室20可以控制适当高度的火料层，物料在火料层上燃烧时间长，燃烧稳定，燃烬充分，对固态物料、大颗粒物料适应性强，且无需对物料进行精细加工，流化床燃烧室8与层状燃烧室20之间活动安装有调节闸板18，流化床燃烧室8与层状燃烧室20采用挡墙进行分割，挡墙在中部留有空隙，可保证调节闸板18上下伸缩，挡墙上部设置可上下伸缩调节1米高度的调节闸板18，在一定范围内用于调整各自燃烧室的空间控制，调节闸板18采用水冷模式，调节闸板18中间水冷两侧砌筑浇注料，延长使用寿命，当层状燃烧室物料燃烧速度慢或者需要适当提高料层高度，或者需要提高流化床流态化空间高度、燃烧温度低就需要将挡风闸板适当升高，反之调低，流化床燃烧室8的底部固定安装有一次风管13，且一次风管13延伸出炉体24的底部固定连接有混合风机，流化床燃烧室8内部的底部均匀分布有流化床分布板12，流化床燃烧室8位置处炉体24的一侧从上至下一次固定安装有干污泥入料管4、粉料下料管6、二次风管9和煤粉燃烧器10，粉料下料管6的底部镶嵌安装有可调撒料盒7，二次风管9的底部固定安装有煤粉燃烧器10，层状燃烧室20位置处炉体24的正面固定安装有湿污泥入料口16与污泥输送管道17，层状燃烧室20位置处炉体24的一侧固定安装有固态大颗粒入料口19，层状燃烧室20的底部固定安装有灰渣卸料斗23，且灰渣卸料斗23延伸出炉体24的外侧，层状燃烧室20内部的底部设置有偏心塔式炉壁22，喷腾缩口3与炉体24之间位置处层状燃烧室20的顶部固定安装有柱状分散喂料机14，柱状分散喂料机14的侧面固定安装有SMP浆状料入料口15，流化床燃烧室8与层状燃烧室20的正面皆设置有液态入料口5与观察处置口21，流化床燃烧室8与层状燃烧室20底部的两侧皆固定安装有空气炮11，空气炮11可对流化床燃烧室8与层状燃烧室20进行定期喷吹或者应急喷吹，可将流化床燃烧室8内部较大颗粒物料吹入层状燃烧室20，可减少层状燃烧室20结焦情况的发生。

本发明中：调节闸板18采用水冷壁冷却方式，调节闸板18的两侧砌筑有耐火浇注料，能有效延长调节闸板18的使用寿命。

本发明中：混合燃烧室2内部固定安装有两组热电偶，混合燃烧室2的出口分别固定安装有测压计与在线气体分析仪，流化床燃烧室8与层状燃烧室20的内部皆固定安装有测压计。

本发明中：二次风管9的外侧固定安装有测压计与温度计，混合风机的外侧固定安装有电流表、流量表和压力检测表。

本发明中：流化床燃烧室8的外侧设置有人孔门和捅料孔，方便工作人员对装置整体进行维修和对炉内的渣料进行清除。

本发明还包括一种工艺方法：

流化床燃烧室8内部的干态污泥、粉状物料通过各自的入料口喂入进行沸腾燃烧后，颗粒被吹散分离，逐渐气化分解，在流态化区域不断进行翻滚进行上下翻腾，进行传质、传热、燃烧，随后被空气流带入混合燃烧室2进一步燃烧分解，SMP预处理系统的废物由喷腾缩口3上部经过打散装置，完成分散、打散后进入混合燃烧室2，大部分物料在落入炉床过程中由上向下运动过程完成水分蒸发、有机物分解、气化、燃烧，最后落入炉床稳定的热料层上进行稳定的碳粒燃烧，随着最终燃烧完全，最后成为焚烧残渣被收集下来，残渣最终经过一次风冷却、贮存、转运进入原料磨完成资源化利用，大颗粒固态颗粒直接喂入层状燃烧室20料床上，可起到稳定料床和料层的作用，液态类废物、湿污泥直接喂入混合燃烧室2进行快速分散、气化、燃烧，流化床燃烧室8中大颗粒难燃物料通过调节闸板18和空气炮11的辅助作用，使其进入层状燃烧室20内部进行燃烧，其中流化床燃烧室8的煤粉助燃可根据燃烧状况和处置物料的热值情况进行开停，对其他物料可根据危险废物特性进行适当调整选择适合输送、喂料、燃烧性能状态的投加口进行喂料，对于少量的废化学试剂可选择临时投加口投加在层状燃烧室20内进行处置，离线焚烧装置各燃烧室燃烧后的烟气进入混合燃烧室2进行混合继续燃烧，随后通过喷腾缩口3对气流起到喷腾作用，使气体燃烧和固体微粒反应进一步强化，通过废气出风管道1进入分解炉内进一步完成烟气燃烧分解和有害物质脱除，通过延长连接烟气管道和分解炉，延长了烟气停留时间，可以实现完全实现二燃室的作用，最终烟气脱硫、脱硝通过水泥厂唯一的排烟口排放。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种用于水泥窑协同处置危险废物的离线焚烧装置，包括炉体(24)，其特征在于：所述炉体(24)的顶部固定安装有喷腾缩口(3)，所述喷腾缩口(3)的顶部固定安装有混合燃烧室(2)，所述混合燃烧室(2)的顶部固定安装有废气出风管道(1)，所述炉体(24)的内部设置有流化床燃烧室(8)与层状燃烧室(20)，所述流化床燃烧室(8)与层状燃烧室(20)之间活动安装有调节闸板(18)，所述流化床燃烧室(8)的底部固定安装有一次风管(13)，且一次风管(13)延伸出炉体(24)的底部固定连接有混合风机，所述流化床燃烧室(8)内部的底部均匀分布有流化床分布板(12)，所述流化床燃烧室(8)位置处炉体(24)的一侧从上至下一次固定安装有干污泥入料管(4)、粉料下料管(6)、二次风管(9)和煤粉燃烧器(10)，所述粉料下料管(6)的底部镶嵌安装有可调撒料盒(7)，所述二次风管(9)的底部固定安装有煤粉燃烧器(10)，所述层状燃烧室(20)位置处炉体(24)的正面固定安装有湿污泥入料口(16)与污泥输送管道(17)，所述层状燃烧室(20)位置处炉体(24)的一侧固定安装有固态大颗粒入料口(19)，所述层状燃烧室(20)的底部固定安装有灰渣卸料斗(23)，且灰渣卸料斗(23)延伸出炉体(24)的外侧，所述层状燃烧室(20)内部的底部设置有偏心塔式炉壁(22)，所述喷腾缩口(3)与炉体(24)之间位置处层状燃烧室(20)的顶部固定安装有柱状分散喂料机(14)，所述柱状分散喂料机(14)的侧面固定安装有SMP浆状料入料口(15)，所述流化床燃烧室(8)与层状燃烧室(20)的正面皆设置有液态入料口(5)与观察处置口(21)，所述流化床燃烧室(8)与层状燃烧室(20)底部的两侧皆固定安装有空气炮(11)。

2.根据权利要求1所述的一种用于水泥窑协同处置危险废物的离线焚烧装置，其特征在于：所述调节闸板(18)采用水冷壁冷却方式，所述调节闸板(18)的两侧砌筑有耐火浇注料。

3.根据权利要求1所述的一种用于水泥窑协同处置危险废物的离线焚烧装置，其特征在于：所述混合燃烧室(2)内部固定安装有两组热电偶，所述混合燃烧室(2)的出口分别固定安装有测压计与在线气体分析仪，所述流化床燃烧室(8)与层状燃烧室(20)的内部皆固定安装有测压计。

4.根据权利要求1所述的一种用于水泥窑协同处置危险废物的离线焚烧装置，其特征在于：所述二次风管(9)的外侧固定安装有测压计与温度计，所述混合风机的外侧固定安装有电流表、流量表和压力检测表。

5.根据权利要求1所述的一种用于水泥窑协同处置危险废物的离线焚烧装置，其特征在于：所述流化床燃烧室(8)的外侧设置有人孔门和捅料孔。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种用于水泥窑协同处置危险废物的离线焚烧装置，还包括一种工艺方法，其特征在于：所述流化床燃烧室(8)内部的干态污泥、粉状物料通过各自的入料口喂入进行沸腾燃烧后，颗粒被吹散分离，逐渐气化分解，在流态化区域不断进行翻滚进行上下翻腾，进行传质、传热、燃烧，随后被空气流带入混合燃烧室(2)进一步燃烧分解，SMP预处理系统的废物由喷腾缩口(3)上部经过打散装置，完成分散、打散后进入混合燃烧室(2)，大部分物料在落入炉床过程中由上向下运动过程完成水分蒸发、有机物分解、气化、燃烧，最后落入炉床稳定的热料层上进行稳定的碳粒燃烧，随着最终燃烧完全，最后成为焚烧残渣被收集下来，残渣最终经过一次风冷却、贮存、转运进入原料磨完成资源化利用，大颗粒固态颗粒直接喂入层状燃烧室(20)料床上，可起到稳定料床和料层的作用，液态类废物、湿污泥直接喂入混合燃烧室(2)进行快速分散、气化、燃烧，流化床燃烧室(8)中大颗粒难燃物料通过调节闸板(18)和空气炮(11)的辅助作用，使其进入层状燃烧室(20)内部进行燃烧，其中流化床燃烧室(8)的煤粉助燃可根据燃烧状况和处置物料的热值情况进行开停，对其他物料可根据危险废物特性进行适当调整选择适合输送、喂料、燃烧性能状态的投加口进行喂料，对于少量的废化学试剂可选择临时投加口投加在层状燃烧室(20)内进行处置，离线焚烧装置各燃烧室燃烧后的烟气进入混合燃烧室(2)进行混合继续燃烧，随后通过喷腾缩口(3)对气流起到喷腾作用，使气体燃烧和固体微粒反应进一步强化，通过废气出风管道(1)进入分解炉内进一步完成烟气燃烧分解和有害物质脱除，通过延长连接烟气管道和分解炉，延长了烟气停留时间，可以实现完全实现二燃室的作用，最终烟气脱硫、脱硝通过水泥厂唯一的排烟口排放。

Images