CN112682796B - 废弃物无害化处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废弃物无害化处理系统，包括依次连接的进给系统、气化炉、重整分离器、二燃室、烟气净化系统，还包括熔融单元、与气化炉连通的第一废液喷射单元和与二燃室连通的第二废液喷射单元，进给系统用于将固体废弃物进给至气化炉；气化炉用于对废弃物进行气化；重整分离器用于对气化气进行除尘和重整，重整分离器设有飞灰出口和重整气化气出口，飞灰出口与气化炉相连，气化气出口与二燃室相连；重整气化气在二燃室燃烧；烟气净化系统，用于净化烟气；气化炉、重整分离器、二燃室和烟气净化系统各自的灰渣出口分别与熔融单元相连，熔融单元用于将灰渣进行处理得到玻璃体。本发明还公开了一种废弃物无害化处理方法。

Description

废弃物无害化处理系统及方法

技术领域

本发明涉及环保技术及废弃物处理技术领域，特别是涉及一种废弃物无害化处理系统及方法。

背景技术

废弃物中含有大量重金属以及二噁英等有毒有害物质，给环境和人生安全造成了不可忽视的危害，尤其化工行业产生的无机及有机固体废弃物、医疗废弃物以及列入国家名录的危险废物。国家对环境污染防治关注度的增大、对废物处理技术升级的要求以及“无废城市”试点的提出，国内废弃物处理能力与国家处置需求之间仍有一定的差距，此外核电站中低放射性废物的无害化处理需求也逐步提上日程。《中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法》和国家标准《危险废物焚烧污染控制标准(二次征求意见稿)》的修订，再次强化了生产者主体责任，鼓励开展生态设计，建立回收体系，促进资源回收利用，同时加强了对废弃物处理过程中的污染排放指标和管控。如何妥善处理这些废弃物，并在减量化基础上实现无害化和资源化是目前环保领域亟待解决的问题。

目前，国内热处理法因其在处理废弃物时能同时实现减量化、无害化以及资源化，被认为是目前最有效的处理废弃物的方法，也是我国危险废物集中处理中心主要采用的方法。热处理法包括：高温焚烧(回转窑)、热解/气化、熔融以及等离子气化熔融技术等。直接焚烧处理是国内最常使用的处理方式，能够减量化并降低环境危害，但焚烧法对原料热值要求高，焚烧后的残留物仍需要进一步处理，也无法实现二噁英的超低排放以及灰渣的资源回收利用，以达到彻底无害化并资源化目标。等离子气化熔融法是一种先进且无害化处理技术，废弃物在气化炉内高温缺氧条件下发生氧化还原反应形成可燃气和残渣，所产生热量可回收利用，同时采用等离子熔融对所产固体炉渣/飞灰进行高温玻璃固化处理。等离子炬能够提供巨大的能量在炉内形成高温环境，可将无机残渣瞬间转化为玻璃化熔浆，冷却后无害玻璃渣可用于建材或者其他行业，从而实现废弃物的彻底无害化处理和资源化利用。

发明内容

基于此，本发明提供一种能够彻底对废弃物进行处理的无害化处理系统及方法。

一种废弃物无害化处理系统，包括依次连接的进给系统、气化炉、重整分离器、二燃室、烟气净化系统，还包括熔融单元、与所述气化炉连通的第一废液喷射单元和与所述二燃室连通的第二废液喷射单元，其中：

所述进给系统，用于将固体废弃物进给至所述气化炉；

所述气化炉，用于对所述固体废弃物进行气化，得到气化气和灰渣；

所述重整分离器，用于对所述气化气进行除尘和重整，所述重整分离器设有飞灰出口和重整气化气出口，所述飞灰出口与所述气化炉相连，所述气化气出口与所述二燃室相连；

所述重整气化气在所述二燃室燃烧；

所述烟气净化系统，用于净化所述二燃室燃烧产生的烟气；

所述气化炉、所述重整分离器、所述二燃室和所述烟气净化单元各自的灰渣出口分别与所述熔融单元相连，所述熔融单元用于将所述灰渣进行处理得到玻璃体。

在其中一些实施例中，所述气化炉选自流化床锅炉。

在其中一些实施例中，所述重整分离器的顶部设置有等离子枪，所述等离子枪通过高温等离子弧对所述气化气进行重整；优选的，所述等离子枪沿进入所述重整分离器的气化气的切向方向插入所述重整分离器，优选的，插入方向与水平方向的垂直夹角为10°～20°。

在其中一些实施例中，所述二燃室上设有二次风喷口，优选的，所述第二废液喷射单元设在所述二次风喷口附近。

在其中一些实施例中，所述二燃室和所述烟气净化系统之间设有脱硝装置；和/或，

所述二燃室和所述烟气净化系统之间设有换热装置，优选的，所述换热装置选自热交换器和空气预热器中的一种或多种。

在其中一些实施例中，所述烟气净化系统包括依次连接的急冷塔、布袋除尘器、湿法脱酸塔、烟气再热器及SCR装置。

在其中一些实施例中，所述气化炉、所述重整分离器、所述二燃室和所述烟气净化系统各自的灰渣出口与回收灰仓的进口相连，所述回收灰仓的出口与所述熔融单元相连；优选的，所述回收灰仓的出口与造粒器的进口连接，造粒器的出口与熔融炉的进料口连接。

在其中一些实施例中，所述熔融单元包括依次连接的造粒器、熔融炉和水淬池；优选的，所述熔融单元还包括降温除尘器，熔融炉顶部设有烟气出口，烟气出口通过管道与降温除尘器连接，降温除尘器出口通过管道与所述回收灰仓连接。

在其中一些实施例中，进给系统可包括破碎单元。

一种废弃物无害化处理方法，采用所述的废弃物无害化处理系统，并包括以下步骤：

将固体废弃物进行气化得到气化气和灰渣；

将所述气化气进行分离，得到的飞灰回收后重新进入气化炉，得到的气体进行重整并燃烧；

将燃烧后的烟气进行净化处理得到净化烟气；

将气化、分离、燃烧、净化过程产生的灰渣进行熔融处理，得到玻璃体；

其中，在进行气化时使用第一废液蒸发形成的水蒸气催化气化反应；在进行重整气化气燃烧时使用第二废液提高燃烧环境的温度，所述第一废液的含水率大于所述第二废液的含水率。

本发明采用气化、气化气重整、重整气燃尽、高温熔融四段式工艺，通过多个子系统之间的高效协同处理，同时实现有机和无机废弃物中有毒有害成分的稳定固化和超达标排放。熔融炉形成的玻璃态渣具有较高的工业应用价值，实现了废弃物的资源化。通过气化和熔融分体式运行，解决了气化熔融一体化方式中气化过程受熔融过程影响运行不稳定、排放难控制等问题，实现了废弃物处理后烟气和玻璃渣中污染物的超低排放。并且，本发明的系统不仅能够对固体废弃物进行处理，而且在气化炉、二燃室等处理阶段增加废液喷射单元，能够利用废液喷射单元提供的热量供给固体废弃物的处理，对热量有效利用的同时实现对液体废弃物的处理。

附图说明

图1为本发明所述其中一实施例；

图中，1、气化炉；2、重整分离器；3、二燃室；4、尾部烟道；5、回收灰仓；6、熔融炉；7、烟气净化系统；8、引风机；11、输送单元；12、破碎单元；13、给料斗；14、辅助物料输送管道；15、螺旋输送机；16、第一废液喷枪；17、一次风机；18、废液泵组；19、液体废弃物预热单元；21、等离子枪；22、回料装置；31、二次风喷口；32、第二废液喷枪；41、热交换器；42、空气预热器；51、下灰仓；52、螺旋灰输送机；53、外来灰渣入口；61、造粒器、62、玻璃态熔渣出口；63、水淬池；64、降温除尘器；71、SNCR喷枪；72、急冷塔；73、活性炭喷入口；74、布袋除尘器；75、湿法脱酸塔；76、烟气再热器；77、SCR装置；78、酸溶液喷入装置。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本发明实施例提供一种废弃物无害化处理系统，包括依次连接的进给系统、气化炉1、重整分离器2、二燃室3、烟气净化系统7，还包括熔融单元、与所述气化炉1连通的第一废液喷射单元和与所述二燃室3连通的第二废液喷射单元，其中：

所述进给系统，用于将固体废弃物进给至所述气化炉1；

所述气化炉1，用于对所述固体废弃物进行气化，得到气化气和灰渣；

所述重整分离器2，用于对所述气化气进行除尘和重整，所述重整分离器2设有飞灰出口和重整气化气出口，所述飞灰出口与所述气化炉1相连，所述气化气出口与所述二燃室3相连；

所述重整气化气在所述二燃室3燃烧；

所述烟气净化系统7，用于净化所述二燃室燃烧产生的烟气；

所述气化炉1、所述重整分离器2、所述二燃室3和所述烟气净化系统各自的灰渣出口分别与所述熔融单元相连，所述熔融单元用于将所述灰渣进行处理得到玻璃体。

本发明实施例还提供一种废弃物无害化处理方法，包括以下步骤：

将固体废弃物进行气化得到气化气和灰渣；

将所述气化气进行分离，得到的飞灰回收后重新送入气化炉，得到的气体进行重整；

将重整气化气进行燃烧；

将燃烧后烟气进行净化处理得到净化烟气；

将气化、分离、燃烧、净化过程产生的灰渣进行熔融处理，得到玻璃体；

其中，在进行气化时使用第一废液蒸发形成的水蒸气能催化气化反应；在进行重整气化气燃烧时使用第二废液提高燃烧环境的温度，所述第一废液的含水率大于所述第二废液的含水率。

本发明采用气化、重整、燃尽、熔融四段式工艺，通过多个子系统之间的高效协同处理，同时实现有机和无机废弃物中有毒有害成分的稳定固化和超达标排放。熔融炉6形成的玻璃态渣具有较高的工业应用价值，实现了废弃物的资源化。通过气化和熔融分体式运行，解决了气化熔融一体化方式中气化过程受熔融过程影响运行不稳定、排放难控制等问题，实现了废弃物处理后烟气和玻璃渣中污染物的超低排放。并且，本发明的系统不仅能够对固体废弃物进行处理，而且在气化炉1、二燃室3等处理阶段增加废液喷射单元，能够利用废液喷射单元提供的热量供给固体废弃物的处理，对热量有效利用的同时实现对液体废弃物的处理。

在一些实施方式中，无害化处理方法包括气化之前对固体废弃物进行破碎步骤。进给系统可包括输送单元11、破碎单元12、给料斗13，输送单元11、破碎单元12和给料斗13依次连接。给料斗13上还可布置有辅助物料输送管道14，给料斗13与螺旋输送机15相连接，螺旋输送机15出口与气化炉1相连接。优选的，破碎后的废弃物为50mm以下。输送单元可以为智能输送，远程操控无人运输小车运从废弃物暂存间运行废弃物至车间，并通过程序设定废弃物配伍比例，全程无人直接接触，显著降低人接触有毒废弃物的几率，提高人身安全。螺旋输送机15可以为无轴螺旋输送机15，可顺利输送涂料、树脂、粘稠状物料等而不发生粘连。

在一些实施方式中，所述气化炉1可为固定床或流化床锅炉中的任一种，特别优选为流化床锅炉。流化床锅炉可为普通鼓泡床，也可为“V”型差速床、“Λ”型差速床，优选差速床，可增加床内扰动，加速废弃物的气化。

特别地，气化炉1底部设有布风板，布风板上有灰渣出口管道，布风板下部布置风室，风室通过管道与一次风机17相连接，布风板上为密相流化区。气化炉1上设有第一废液喷射单元。第一废液喷射单元可设置在气化炉1上部。在一些实施方式中，第一废液喷射单元可包括依次连接的液体废弃物预热单元、废液泵组和第一废液喷枪16。所述第一废液喷射单元用于向所述气化炉1内喷射高含水率低热值废液(例如含水率>25％)。

气化炉1可在其侧上部出口与重整分离器2相连接，重整分离器2可为绝热分离器，兼顾了除尘和气化气重整的作用。在一些实施方式中，重整分离器2的顶部布置有等离子枪21，等离子枪21通过高温等离子弧对气化气进行重整，消除气化气中焦油等成分。

在一些实施方式中，重整分离器2下部通过回料装置22与气化炉1的密相流化区相连接，回料装置22还设置有卸灰口，与熔融单元相连接。在一些实施方式中，等离子枪21沿进入重整分离器2的气化气切向插入该重整分离器2，优选的，插入方向与水平方向的垂直夹角为10°～20°。

二燃室3上设有二次风喷口31，可设在二燃室3入口处。二燃室3与第二废液喷射单元相连接。优选的，第二废液喷射单元设在二次风喷口31附近。在一些实施方式中，第二废液喷射单元可包括依次连接的液体废弃物预热单元、废液泵组和第二废液喷枪32。所述第二废液喷射单元用于向所述二燃室3炉内喷射高热值油类废弃物，高热值油类燃烧可提高二燃室3温度。

在一些实施方式中，二燃室3上部为锥段扩张结构，底部为下灰仓51，下灰仓51底部设置有出灰口。二燃室3下部烟气出口与尾部烟道4相连。优选的，二次风位于锥段扩张结构及其下部直段，可优选的布置2～3层二次风喷口31，每层可布置6～8个。二次风喷口31角度可为对轴喷入，也可为对轴向偏离5°～10°形成旋流气流。

在一些实施方式中，二燃室3后接尾部烟道4，该尾部烟道4设有脱硝装置和换热装置。优选的，该无害化处理方法包括对二燃室3燃烧后的烟气进行脱硝的步骤，经脱硝后在一些实施方式中，尾部烟道4入口一定高度处设置有SNCR喷枪71，烟道中SNCR喷枪71的温度设置在930～1000℃之间，通过SNCR喷枪71向尾部烟道4内部喷入氨液进行脱硝。优选的，SNCR喷枪71位置设在烟温为930～980℃左右位置，该处为防止氨液腐蚀，可不布置其他受热面。优选的，尾部烟道4中的NOx与喷入的NH₃的摩尔比为1.1～1.5。

在一些实施方式中，尾部烟道4内还布置有换热装置。换热装置选自热交换器41和空气预热器42中的一种或多种。优选的，换热装置可为多级热交换器41和空气预热器42。尾部烟道4中热交换器41可为省煤器或者屏式蒸发受热面。空气预热器42可为卧式布置。热交换器41和空气预热器42个数可分别为一个或多个，两种换热装置个数可根据具体需求相互增减。尾部烟道4出口与烟气净化系统7相连。优选的，尾部烟道4出口烟气温度为500℃～550℃。

优选的，对燃烧后的烟气进行净化处理的步骤包括依次进行急冷、干法除尘、湿法脱酸、加热和再脱硝的步骤。优选的，急冷时将烟气温度降低为200℃以下，从而能够在起到降低二噁英再生的同时脱酸作用。在一些实施方式中，烟气净化系统7包括依次连接的急冷塔72、布袋除尘器74、湿法脱酸塔75、烟气再热器76及SCR装置77。在一些实施方式中，SCR装置77烟气出口依次与引风机8和烟囱相连通。热交换器41通过管道与烟气再热器76相连接，空气预热器42通过管道分别与二燃室3二次风喷口31和液体废弃物预热单元相连接。急冷塔72与布袋除尘器74之间设有活性炭喷入口73，在进入布袋除尘器74前向烟气中喷入活性炭粉末，而后混合活性炭的烟气进入布袋除尘器74，进行二噁英吸附脱除和除尘。通过多层喷雾吸收脱除剩余的SO₂、H₂S等酸性物质及超细粉尘颗粒，净化后烟温降低至100℃以下。在烟气再热器76中加热至200℃～250℃，并通入低温SCR装置77进行最后脱硝。烟气最后通过引风机8和烟囱排入大气，实现废弃物污染超低排放。

在一些实施方式中，该系统设有回收灰仓5，所述气化炉1、所述重整分离器2、所述二燃室3和所述烟气净化系统各自的灰渣出口分别通过该回收灰仓5与所述熔融单元连接。尾部烟道4出灰口、二燃室3下灰仓51出灰口以及回料装置22下灰口均与螺旋排灰输送机相连接，气化炉1灰渣出口、螺旋排灰机以及布袋除尘器74下端排灰口均与回收灰仓5相连接。在一些实施方式中，熔融单元包括依次连接的造粒器61、熔融炉6和水淬池63。回收灰仓5还布置有外来无机废物输送管道，回收灰仓5通过出料管道与造粒器61连接，造粒器61与熔融炉6进料口连接。

优选的，该熔融炉6为等离子熔融炉6。所述等离子熔融炉6可为带等离子枪21的非转移弧熔融炉6或者转移弧等离子熔融炉6。在一些实施方式中，熔融炉6设有玻璃态熔渣出口62，出口通过管道与水淬池63连接。所采用等离子枪21可为大功率等离子枪21(150～500kW)，工作介质可为：空气、氮气、水蒸气等。

在一些实施方式中，该熔融单元包括降温除尘器64，熔融炉6顶部设有烟气出口，烟气出口通过管道与降温除尘器64连接，降温除尘器64出口通过管道与回收灰仓5连接。优选的，降温除尘器64顶部出口和液体废弃物预热单元冷却空气出口同时连接到鼓风机出口管道。在一实施例中，降温除尘器64可为水冷分离器，采用水套或水冷壁形式，并敷设耐火浇注料。

以下为具体实施例。

如图1所示，本实施例废弃物无害化处理系统，包括：进给系统、气化炉1、重整分离器2、二燃室3、烟气净化系统7，还包括熔融单元、与所述气化室连通的第一废液喷射单元和与所述二燃室3连通的第二废液喷射单元。

其中进给系统包括：AGV智能配伍和输送单元11、破碎单元12、给料斗13，AGV智能配伍和输送单元11、破碎单元12和给料斗13依次连接，给料斗13上还布置有辅助物料输送管道14，给料斗13下部与无轴螺旋输送机15相连接，输送机下部出口与气化炉1下部相连接。AGV智能配伍及输送单元，远程操控无人运输小车运从废弃物暂存间运行废弃物至车间，并通过程序设定废弃物配伍比例，全程无人直接接触，显著降低人接触有毒废弃物的几率，提高人身安全。

气化炉1为流化床锅炉。流化床锅炉底部设有布风板，布风板上有灰渣出口管道，布风板下部布置风室，风室通过管道与一次风机17相连接，布风板上为密相流化区，流化床上部设有喷射低热值高含水废液的第一废液喷枪16，废液通过管道依次与液体废弃物预热单元、废液泵组相连接。液体废弃物预热单元为间接换热装置，内部布置管道可为普通管和翅片管，管内为高含水低热值废液/油类废弃物，管外为加热源预热空气。

气化炉1侧上部出口与重整分离器2相连接，重整分离器2直筒段布置有等离子枪21，重整分离器2下部通过回料装置22与气化炉1密相区相连接，回料装置22下部还设置有卸灰口。

二燃室3上部管道与重整分离器2出口芯管连接，二燃室3入口处布置有二次风喷口31，二次风附近布置有喷射高热值油类废弃物的第二废液喷枪32，第二废液喷枪32也通过管道依次与液体废弃物预热单元、废液泵组相连接；二燃室3底部为下灰仓51，下灰仓51底部设置有出灰口，二燃室3下部烟气出口与尾部烟道4相连。二燃室3上部为锥段扩张结构，二次风布置于该锥段及以下直段，可优选的布置2～3层二次风喷口31，每层布置6～8个；喷口角度可为对轴喷入，也可为对轴向偏离5～10°形成旋流气流。

尾部烟道4入口一定高度处设置有SNCR喷枪71，尾部烟道4内还布置有多级热交换器41和空气预热器42；尾部烟道4出口为烟气净化系统7，烟气净化系统7依次为急冷塔72、活性炭喷入口73、布袋除尘器74、湿法脱酸塔75、烟气再热器76、及低温SCR装置77，SCR装置77烟气出口依次与引风机8和烟囱相连通；热交换器41通过管道与烟气再热器76相连接，空气预热器42通过管道分别与二燃室3二次风喷口31和废液预热单元相连接。SNCR喷枪71布置在烟温为930～980℃左右位置，该处为防止氨液腐蚀，不布置其他受热面；尾部烟道4中热交换器41可为省煤器，也可为屏式蒸发受热面，空气预热器42为卧式布置；热交换器41和空气预热器42个数为一个或多个，两种换热装置个数可根据具体需求相互增减。

尾部烟道4出灰口、二燃室3下灰仓51出灰口以及回料装置22下灰口均与螺旋输送机15相连接，气化炉1灰渣出口、螺旋排灰机以及布袋除尘器74下端排灰口均与回收灰仓5相连接，回收灰仓5还布置有灰渣入口53，回收灰仓5通过与熔融炉6造粒器61连接，造粒器61与熔融炉6进料口连接；

所述等离子熔融炉6可为带等离子枪的非转移弧熔融炉6，也可为转移弧等离子熔融炉6，熔融炉6侧底部设有玻璃态熔渣出口62，出口通过管道与水淬池63连接，熔融炉6顶部设有烟气出口，烟气出口通过管道与降温除尘器64连接，降温除尘器64下部通过管道与回收灰仓5连接；降温除尘器64顶部出口和废液预热单元冷却空气出口同时连接到鼓风机出口管道。降温除尘器64为水冷分离器，采用水套或水冷壁形式，并敷设耐火浇注料。

本实施例系统所采用的处理方法如下：

采用“气化+熔融”工艺，分为四个阶段处理工艺，包括废弃物气化、气化气重整、重整气燃尽、有毒灰渣等离子高温熔融，通过多个子系统之间的协同处理，可实现烟气有毒有害成分的超达标排放，有毒有害重金属物质的稳定固化，同时可生产具有高附加值的玻璃态渣产品回收利用。

具体方法步骤和实施方式如下：

通过AGV智能配伍和输送单元11将暂存室废物输送至破碎单元12，经破碎后的废弃物物料为0～50mm，通过料坑抓斗抓入给料斗13，而后通过无轴螺旋输送机15送入气化炉1内气化；气化炉1所用流化辅助物料也可通过给料斗13送入炉内；经自热空气在预热单元预热后的废液从气化炉1内稀相区喷入；

流化床锅炉所用流化风通过一次风机17供入空气，经废液预热单元冷却后的空气、以及熔融炉6出口降温除尘后烟气也同时送入流化炉内进行流化；

废弃物进入气化炉1内与辅助床料进行流化气化，气化当量比为0.25～0.3，流化区床温控制在650～750℃之间，所用辅助床料可为河砂、炉渣，也可为石灰石等有催化脱硫作用的床料；

废弃物经流化气化后产生热解气进入稀相区继续裂解成小分子，同时废液喷枪喷入含水率较高的废液进行气化，废液中的水可转化水蒸气催化气化反应，提高气化气质量；

气化炉1出口880～950℃高温气化气通过烟气通道进入重整分离器2内除尘，重整分离器2可去除85％左右飞灰，并通过回收装置重新输送到炉内重新流化；同时重整分离器2内等离子枪21通过高温等离子弧对气化气进行重整，消除气化气中焦油等成分；

经重整后的气化气(约1000℃)送入二燃室3在二次风条件下进行旋流燃烧，二燃室3的空气过量系数为1.3～1.6，形成富氧条件，促进气化气完全燃烧，同时喷入预热后的高热值油类废弃物可提高二燃室3温度，最终将出口温度控制在1100～1200℃，烟气在二燃室3停留2s以上；

燃尽后高温烟气进入尾部烟道4，烟道中SNCR设置在950～1000℃左右，通过喷枪项烟道内部喷入氨液进行高温脱硝，NOx与NH₃的摩尔比为1.1～1.5条件下，可脱除已生成NOx的60％；经SNCR喷枪71脱硝后的烟气依次经过包墙管、热交换器41以及空气预热器42进行换热；热交换器41内工质为水，换热后带压蒸汽可供入烟气再热器76；空气预热器42出口空气用于二次风和液体废弃物预热；

尾部烟道4出口500～550℃烟气进入烟气净化系统7：首先通过酸溶液喷入装置78进入急冷塔72，控制二噁英再生同时脱酸，急冷后烟温降低至200℃以下，在进入布袋除尘器74前向烟气中喷入活性炭粉末，而后混合活性炭的烟气进入布袋除尘器74，进行二噁英吸附脱除和除尘，除尘后烟气进入湿法脱酸塔75，通过多层喷雾吸收和脱除剩余的SO₂、H₂S等酸性物质及超细粉尘颗粒，净化后烟温降低至100℃以下，之后在烟气再热器76中加热至240℃左右，并通入低温SCR装置77进行最后脱硝，脱除剩余烟气中90％以上的NO_X，完全净化后烟气中二噁英可低于<0.05ng-TEQ/m³，NOx、SO₂、烟尘浓度达到300、150、10mg/m³以下，烟气最后通过引风机8和烟囱排入大气，实现废弃物污染超低排放；

重整分离器2底部出口灰、二燃室3灰仓中灰以及尾部烟道4下部灰均通过螺旋灰输送机52送入回收灰仓5，布袋除尘器74底部排灰和气化炉1底渣也通过管道送入回收灰仓5，回收灰渣或者外来无机废物在灰仓内混合后送入熔融炉6造粒器61，通过添加辅助熔剂进行配伍并造粒；

一定尺寸成型灰渣颗粒通过进料装置送入等离子熔融炉6内，高温等离子体发射等离子弧将无机废物加热至熔融状态，熔融炉6内温度保持在1350～1500℃；经高温熔融后的熔浆通过熔融炉6侧下部出口流入水淬池63中冷却，冷却后玻璃渣中玻璃体含量可达90％以上，酸溶出率小于2％，有毒有害重金属含量远低于危险废物浸出毒性标准，二噁英浸出量小于20ng-TEQ/kg。因此该玻璃化渣可作为建筑材料、玻璃棉、导排层原料实现废弃物玻璃渣的资源化回收利用。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明所适应废弃物种类广泛，可包括一般工业固体固废、危险废物、医疗废物以及中低放射性废弃物；按照形态可包括固体、半固体、液体的无机和有机废弃物；对废弃物热值要求低(>2000kcal/kg)，可将多种废弃物混合配伍后送入，，因此解决了对所处理废弃物原料适应性问题。但所指的废弃物不包括遇热爆炸的废弃物，例如电池。

2.本发明系统采用有机废弃物气化、气化气重整、重整气燃尽、有毒灰渣等离子高温熔融四段式气化熔融工艺，通过多个子系统之间的高效协同处理，同时实现有机和无机废弃物中有毒有害成分的稳定固化和超达标排放。

3.本发明通过AGV智能配伍及输送系统实现有毒有害废弃物的零接触，同时废弃物按照不同特性在系统不同位置分批送入，大幅提高无害化处理系统的处理效果。

4.本发明气化系统采用流化床锅炉，具有燃料适应性广、运行稳定性好、对NOx和二噁英的抑制效果好，气化气焦油含量少质量高等优点。

5.本发明中废液预热单元作用为保持含粘性液体废弃物的流动性，防止堵塞废液管道或喷枪。液体废弃物按照热值和含水率高低分两级送入，高含水率低热值废液(含水率>25％)在气化炉上部喷入，可通过高水分调节气化炉上部温度，同时水蒸气可催化气化反应；含油类废弃物在二燃室入口喷入，高热值油类燃烧可提高二燃室温度。

6.本发明中经液体废弃物预热单元后的冷却空气和熔融炉出口除尘降温后烟气均送入气化炉内，实现余热的二次回收；同时熔融炉烟气(惰性气氛)可在不增加气化当量比的同时增加流化湍流度或催化气化反应(水蒸气为介质时)，也可实现熔融炉内烟气协同脱硝净化处理，不用为熔融炉另设烟气净化系统。

7.本发明尾部烟道中换热器出口蒸汽送入烟气再热器中换热，同时空气预热器为二次风提供热空气，实现废弃物处理系统的热量回收自循环利用。

8.本发明系统和方法在废弃物处理过程中通过气化炉内温度控制、等离子枪重整、SNCR、尾部烟气净化系统等多种措施实现烟气中二噁英、NOx、SO₂、H₂S等污染物的超低排放；通过高温等离子电弧将固相二噁英以及有毒有害物质固定在玻璃态渣内，具有超低浸出率的玻璃态渣可作为建筑材料、玻璃棉丝等原材料回收资源化利用。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (16)

1.一种废弃物无害化处理系统，其特征在于，包括依次连接的进给系统、气化炉、重整分离器、二燃室、烟气净化系统，还包括熔融单元、与所述气化炉连通的第一废液喷射单元和与所述二燃室连通的第二废液喷射单元，其中：

所述进给系统，用于将固体废弃物进给至所述气化炉；

所述气化炉，用于对所述固体废弃物进行气化，得到气化气和灰渣；

所述重整分离器，用于对所述气化气进行除尘和重整，所述重整分离器设有飞灰出口和重整气化气出口，所述飞灰出口与所述气化炉相连，所述气化气出口与所述二燃室相连；

在进行气化时使用第一废液蒸发形成的水蒸气催化气化反应；在进行重整气化气燃烧时使用第二废液提高燃烧环境的温度，所述第一废液的含水率大于所述第二废液的含水率，所述第一废液的含水率＞25％；

所述重整气化气在所述二燃室燃烧；

所述烟气净化系统，用于净化所述二燃室燃烧产生的烟气；

所述气化炉、所述重整分离器、所述二燃室和所述烟气净化系统各自的灰渣出口分别与所述熔融单元相连，所述熔融单元用于将所述灰渣进行处理得到玻璃体。

2.根据权利要求1所述的废弃物无害化处理系统，其特征在于，所述气化炉选自流化床锅炉。

3.根据权利要求1所述的废弃物无害化处理系统，其特征在于，所述重整分离器的顶部设置有等离子枪，所述等离子枪通过高温等离子弧对所述气化气进行重整。

4.根据权利要求3所述的废弃物无害化处理系统，其特征在于，所述等离子枪沿进入所述重整分离器的气化气的切向方向插入所述重整分离器。

5.根据权利要求4所述的废弃物无害化处理系统，其特征在于，插入方向与水平方向的垂直夹角为10°～20°。

6.根据权利要求1所述的废弃物无害化处理系统，其特征在于，所述二燃室上设有二次风喷口。

7.根据权利要求6所述的废弃物无害化处理系统，其特征在于，所述第二废液喷射单元设在所述二次风喷口附近。

8.根据权利要求1所述的废弃物无害化处理系统，其特征在于，所述二燃室和所述烟气净化系统之间设有脱硝装置；和/或，

所述二燃室和所述烟气净化系统之间设有换热装置。

9.根据权利要求8所述的废弃物无害化处理系统，其特征在于，所述换热装置选自热交换器和空气预热器中的一种或多种。

10.根据权利要求1所述的废弃物无害化处理系统，其特征在于，所述烟气净化系统包括依次连接的急冷塔、布袋除尘器、湿法脱酸塔、烟气再热器及SCR装置。

11.根据权利要求1所述的废弃物无害化处理系统，其特征在于，所述气化炉、所述重整分离器、所述二燃室和所述烟气净化系统各自的灰渣出口与回收灰仓的进口相连，所述回收灰仓的出口与所述熔融单元相连。

12.根据权利要求11所述的废弃物无害化处理系统，其特征在于，所述回收灰仓的出口与造粒器的进口连接，造粒器的出口与熔融炉的进料口连接。

13.根据权利要求11所述的废弃物无害化处理系统，其特征在于，所述熔融单元包括依次连接的造粒器、熔融炉和水淬池。

14.根据权利要求13所述的废弃物无害化处理系统，其特征在于，所述熔融单元还包括降温除尘器，熔融炉顶部设有烟气出口，烟气出口通过管道与降温除尘器连接，降温除尘器出口通过管道与所述回收灰仓连接。

15.根据权利要求1所述的废弃物无害化处理系统，其特征在于，进给系统可包括破碎单元。

16.一种废弃物无害化处理方法，采用如权利要求1～15任一项所述的废弃物无害化处理系统，并包括以下步骤：

将固体废弃物进行气化得到气化气和灰渣；

将所述气化气进行分离，得到的飞灰回收后重新进入气化炉，得到的气体进行重整并燃烧；

将燃烧后的烟气进行净化处理得到净化烟气；

将气化、分离、燃烧、净化过程产生的灰渣进行熔融处理，得到玻璃体；

其中，在进行气化时使用第一废液蒸发形成的水蒸气催化气化反应；在进行重整气化气燃烧时使用第二废液提高燃烧环境的温度，所述第一废液的含水率大于所述第二废液的含水率，所述第一废液的含水率＞25％。

Images