CN113883528A - 一种基于煤粉锅炉的多源废弃物处置系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于煤粉锅炉的多源废弃物处置系统及方法，包括物料储存系统、热风系统、碱性脱除剂系统、一体化处置系统、燃烧器、煤粉锅炉及污染物脱除系统；物料储存系统的出口与一体化处置系统的物料入口连接；煤粉锅炉的炉膛出口至省煤器之间的烟道上布置有高温烟气接口，煤粉锅炉的省煤器出口烟道上布置有中温烟气接口，高温烟气接口及中温烟气接口与一体化处置系统的烟气入口连接；热风系统的出口与一体化处置系统的空气入口连接；碱性脱除剂系统的出口与一体化处置系统的溶液入口连接；一体化处置系统的出口与燃烧器的入口连接，燃烧器的出口与煤粉锅炉的炉膛连接，该系统及方法能够实现对多源废弃物的处置。

Description

一种基于煤粉锅炉的多源废弃物处置系统及方法
技术领域
本发明属于多源废弃物处置领域，涉及一种基于煤粉锅炉的多源废弃物处置系统及方法。
背景技术
随着我国城市化进程加快，多源废弃物产量急速增加，现有的环保设施处置能力呈现不足，且国民的环保意识逐渐提高，因此实现对多源废弃物的资源化及无害化处置成为各当地政府难题。燃煤电厂煤粉锅炉具有热电丰富、炉膛燃烧温度高及尾部环保设施齐全等有利条件，作为废弃物焚烧处置的一种新途径，备受国家及行业关注。但多源废弃物干湿形态各异不能满足煤粉锅炉悬浮燃烧的特殊要求，制约了废弃物处置在火电行业的发展，此外，废弃物中Cl元素含量均较高，焚烧过程中会产生大量的HCl气体，会对锅炉水冷壁造成严重腐蚀，影响原锅炉系统运行安全性；部分废弃物中重金属含量较高，进行大量掺烧时会造成锅炉系统产生的煤粉灰中重金属含量超标，影响粉煤灰的综合利用。上述因素及潜在风险造成利用煤粉锅炉处置多源废弃物发展严重滞后，加上火电机组利用小时数低等现状，导致国家的大型设备利用率低，通过新建垃圾电厂或焚烧炉等工艺，造成社会投资资金及土地浪费。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于煤粉锅炉的多源废弃物处置系统及方法，该系统及方法能够实现对多源废弃物的处置。
为达到上述目的，本发明所述的基于煤粉锅炉的多源废弃物处置系统包括物料储存系统、热风系统、碱性脱除剂系统、一体化处置系统、燃烧器、煤粉锅炉及污染物脱除系统；
物料储存系统的出口与一体化处置系统的物料入口连接；煤粉锅炉的炉膛出口至省煤器之间的烟道上布置有高温烟气接口，煤粉锅炉的省煤器出口烟道上布置有中温烟气接口，高温烟气接口及中温烟气接口与一体化处置系统的烟气入口连接；热风系统的出口与一体化处置系统的空气入口连接；碱性脱除剂系统的出口与一体化处置系统的溶液入口连接；一体化处置系统的出口与燃烧器的入口连接，燃烧器的出口与煤粉锅炉的炉膛连接。
物料储存系统的出口经给料系统与一体化处置系统的物料入口连接。
高温烟气接口及中温烟气接口与烟气母管的入口连接，烟气母管的出口与一体化处置系统的烟气入口连接。
一体化处置系统的出口经风机与燃烧器的入口连接。
煤粉锅炉的出口与污染物脱除系统连接。
本发明所述的基于煤粉锅炉的多源废弃物处置方法包括以下步骤：
物料储存系统中的多源废弃物送入一体化处置系统中，从高温烟气接口抽取的600-700℃高温烟气与从中温烟气接口抽取的300-400℃中温烟气混合，形成温度为550-600℃的混合烟气，然后送入一体化处置系统中，热风系统产生的300℃热风送入一体化处置系统中，碱性脱除剂系统输出的碱性物质送入一体化处置系统中；
混合烟气、热风及碱性脱除剂与多源废弃物之间通过直接接触的方式在一体化处置系统内对多源废弃物进行干燥、炭化、除油、除酸、粉碎及输送的一体化处理；
一体化处置系统输出的产物经燃烧器进入煤粉锅炉的炉膛中进行无害化焚烧。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的基于煤粉锅炉的多源废弃物处置系统及方法在具体操作时，高温烟气、热风、碱性脱除剂及废弃物在一体化处置系统内部通过直接接触的方式进行干燥、炭化、除油、除酸、粉碎及输送的一体化处置，一体化处置系统输出的产物进入煤粉锅炉的炉膛进行焚烧处置，焚烧产生的污染物经尾部污染物脱除设施进行脱除，本发明突破了多源废弃物干湿形态各异不能满足煤粉锅炉悬浮燃烧的技术瓶颈，实现焦油、酸性气体及重金属的有效脱除，实现煤粉锅炉对多源废弃物的资源化及无害化处置，推动固废处置行业及电力行业技术进步，提高国家大型设备使用效率，取代垃圾电厂或焚烧炉等传统工艺，有效节约社会资本及土地面积，适用于污泥、泡沫板、生物质、生活垃圾、河道漂浮物、橡胶布条鞋料、油泥、医废及危废等多源废弃物。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为物料储存系统、2为给料系统、3为高温烟气接口、4为中温烟气接口、5为热风系统、6为碱性脱除剂系统、7为一体化处置系统、8为风机、9为燃烧器、10为煤粉锅炉、11为污染物脱除系统。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。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，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
参考图1，本发明所述的基于煤粉锅炉的多源废弃物处置系统包括物料储存系统1、给料系统2、高温烟气接口3、中温烟气接口4、热风系统5、碱性脱除剂系统6、一体化处置系统7、风机8、燃烧器9、煤粉锅炉10及污染物脱除系统11；
物料储存系统1的出口与给料系统2的入口连接，给料系统2的出口与一体化处置系统7的物料入口连接；煤粉锅炉10的炉膛出口至省煤器之间的烟道上布置有高温烟气接口3，煤粉锅炉10的省煤器出口烟道上布置有中温烟气接口4，高温烟气接口3及中温烟气接口4与烟气母管的入口连接，烟气母管的出口与一体化处置系统7的烟气入口连接；热风系统5的出口与一体化处置系统7的空气入口连接；碱性脱除剂系统6的出口与一体化处置系统7的溶液入口连接；一体化处置系统7的出口与风机8的入口连接，风机8的出口与燃烧器9的入口连接，燃烧器9的出口与煤粉锅炉10的炉膛连接。
本发明所述的基于煤粉锅炉的多源废弃物处置方法包括以下步骤：
物料储存系统1中的多源废弃物通过给料系统2送入一体化处置系统7中，从高温烟气接口3抽取的600-700℃高温烟气与从中温烟气接口4抽取的300-400℃中温烟气混合，形成温度为550-600℃的混合烟气，其中，混合烟气的温度根据多源废弃物物性采用不同的高温烟气及中温烟气抽取比例进行调节，随后混合烟气通过烟气母管送入一体化处置系统7中，热风系统5产生的300℃热风通过管道送入一体化处置系统7中，碱性脱除剂系统6输出的碱性物质(NaOH或Ca(OH)2)送入一体化处置系统7中。
混合烟气、热风及碱性脱除剂与多源废弃物之间通过直接接触的方式在一体化处置系统7内对多源废弃物进行干燥、炭化、除油、除酸、粉碎及输送的一体化处理，其中，高温烟气的作用是干燥及炭化多源废弃物；热风的作用是在一体化处置过程中将多源废弃物的碳尽量多的转化成CO等可燃气体，并将产生的大分子焦油转化为小分子气体或固体；碱性脱除剂的作用是将一体化处置过程中产生的HCl及HF等气体进行脱除，生成稳定性极高的氯化钙和氟化钙等物质。其中，根据多源废弃物理化特性及一体化处置过程中焦油、酸性气体的生成量确定热风系统5及碱性脱除剂系统6是否投运以及投运量的大小。
一体化处置系统7输出的产物温度根据多源废弃物理化特性确定，一般约200-350℃左右，通过密闭管道依次经风机8及燃烧器9进入煤粉锅炉10的炉膛中进行无害化焚烧，焚烧产生的污染物通过煤粉锅炉10尾部原有的污染物脱除系统11进行高效脱除。
废弃物的处置量以煤粉锅炉10处置多源废弃物后粉煤灰中重金属含量达标为依据。

Claims (6)

1.一种基于煤粉锅炉的多源废弃物处置系统，其特征在于，包括物料储存系统(1)、热风系统(5)、碱性脱除剂系统(6)、一体化处置系统(7)、燃烧器(9)、煤粉锅炉(10)及污染物脱除系统(11)；
物料储存系统(1)的出口与一体化处置系统(7)的物料入口连接；煤粉锅炉(10)的炉膛出口至省煤器之间的烟道上布置有高温烟气接口(3)，煤粉锅炉(10)的省煤器出口烟道上布置有中温烟气接口(4)，高温烟气接口(3)及中温烟气接口(4)与一体化处置系统(7)的烟气入口连接；热风系统(5)的出口与一体化处置系统(7)的空气入口连接；碱性脱除剂系统(6)的出口与一体化处置系统(7)的溶液入口连接；一体化处置系统(7)的出口与燃烧器(9)的入口连接，燃烧器(9)的出口与煤粉锅炉(10)的炉膛连接。
2.根据权利要求1所述的基于煤粉锅炉的多源废弃物处置系统，其特征在于，物料储存系统(1)的出口经给料系统(2)与一体化处置系统(7)的物料入口连接。
3.根据权利要求1所述的基于煤粉锅炉的多源废弃物处置系统，其特征在于，还包括烟气母管；高温烟气接口(3)及中温烟气接口(4)与烟气母管的入口连接，烟气母管的出口与一体化处置系统(7)的烟气入口连接。
4.根据权利要求1所述的基于煤粉锅炉的多源废弃物处置系统，其特征在于，一体化处置系统(7)的出口经风机(8)与燃烧器(9)的入口连接。
5.根据权利要求1所述的基于煤粉锅炉的多源废弃物处置系统，其特征在于，还包括污染物脱除系统(11)；煤粉锅炉(10)的出口与污染物脱除系统(11)连接。
6.一种基于煤粉锅炉的多源废弃物处置方法，其特征在于，包括以下步骤：
物料储存系统(1)中的多源废弃物送入一体化处置系统(7)中，从高温烟气接口(3)抽取的600-700℃高温烟气与从中温烟气接口(4)抽取的300-400℃中温烟气混合，形成温度为550-600℃的混合烟气，然后送入一体化处置系统(7)中，热风系统(5)产生的300℃热风送入一体化处置系统(7)中，碱性脱除剂系统(6)输出的碱性物质送入一体化处置系统(7)中；
混合烟气、热风及碱性脱除剂与多源废弃物之间通过直接接触的方式在一体化处置系统(7)内对多源废弃物进行干燥、炭化、除油、除酸、粉碎及输送的一体化处理；
一体化处置系统(7)输出的产物经燃烧器(9)进入煤粉锅炉(10)的炉膛中进行无害化焚烧。
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