CN114309012A - 一种利用强剪切力改善有机危险废物燃烧特性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用强剪切力改善有机危险废物燃烧特性的方法，属于有机危险废弃物处理技术领域。基于高速旋转的叶片产生的强剪切力，使膏状或粘稠液态有机危险废物与多孔固态燃料（半焦、焦炭、煤、生物质等）充分混合，在多孔材料破碎的过程中，有机危险废物也碎裂成小分子簇，通过扩散、吸附、解聚、键合等微观过程，均匀分布在多孔固态燃料颗粒的孔表面上，大幅度降低了有机危险废物中毒性气体的挥发，最终得到的固态产物稳定性好、粒径可控、易储运、发热量高、燃点低、燃烧速度快、燃尽率高。经过该方法处理后的有机危险废物易于焚烧处理，其破坏去除率达99.99%以上。与现有有机危废焚烧技术相比，本发明能够短流程、低成本、无污染、低能耗地实现膏状或粘稠液态有机危险废物的无害化和资源化,无需专用燃烧设备,不易结焦和爆炸、适应性好。
Description
技术领域
本发明属于危险废弃物处理领域，具体涉及一种利用强剪切力改善有机危险废物燃烧特性的方法。
背景技术
危险废物的无害化处置已成为我国生态环境建设的重要内容。焚烧法是有机危险废物较佳的处理方式。通过焚烧可以使可燃性的危险废物高温分解和深度氧化，达到减少容积，去除毒性，回收能量等目的。燃烧法主要有直接燃烧法，热力燃烧和蓄热式燃法等，主要用于高浓度的有机气态污染物或易挥发的有机污染物的处理。
有机危险废物的焚烧过程比较复杂。同批次的有机危险废物其组成、热值、形状和燃烧状态都会随着时间与燃烧区域的不同而变化，同时燃烧后所产生的废气组成和废渣性质也会随之改变。因此对有机危险废物的焚烧设备提出了更高的要求，其适应性要强，操作弹性要大，要有操作参数自适应调节等的能力。
焚烧法的优点首先是减量化效果明显。可迅速地大幅度减少有机危险废物的容积。其次是无害化程度彻底。通过焚烧处理，可以破坏有极危险废物的组成结构或杀灭病原菌，达到解毒、除害的目的。再次是资源化程度高，通过焚烧处理还可以充分利用其热能。
焚烧法的不足之处一是有机危险废物的焚烧会产生大量的酸性气体和未完全燃烧的有机组分及炉渣，不加处理会导致二次污染；二是投资、维护、运行及管理费用高，包括为减少二次污染而设置的控制污染设施和复杂的仪表、测试费用。
本发明旨在提供一种利用强剪切力改善有机危险废物燃烧特性的方法，以实现有机危险废物的高效、清洁、稳定的焚烧处理与处置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用强剪切力改善有机危险废物燃烧特性的方法，以解决现有技术存在的设备复杂、成本高、难以连续稳定运行等问题。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种利用强剪切力改善有机危险废物燃烧特性的方法，它包括如下步骤：
（1）将多孔固态燃料进行破碎、干燥，得到多孔介质辅料；
（2）将多孔介质辅料与有机危险废物按比例装入高速破碎搅拌机中充分混合，得到固体颗粒粉末1；
（3）将步骤（2）得到的固体颗粒粉末再与一定量的有机试剂高速搅拌混合，得到固体颗粒粉末2；
（4）将步骤（3）得到的固体颗粒粉末2成型，得到所需粒径的块状物。
步骤（2）中的有机危险废为膏状或粘稠液态，主要来自于煤化工或制药企业产生的有机危险废废物。
步骤（2）中的高速搅拌混合的温度低于38度，搅拌机的转速高于200转/分钟。搅拌时间不少于5分钟。搅拌机全密闭并带有气体收集功能。
步骤（3）中有机试剂的添加量不超过有机危险废物质量百分数的15%。
步骤（1）中的多孔固态燃料为半焦、焦炭、木炭、活性炭、煤、生物质粉末或生物炭的一种或多种。
步骤（1）中的多孔固态燃料的含水率低于15%，热值不小于4500 kJ/kg。
步骤（1）中的多孔介质辅料的吸附性在20℃，101.3KPa时的平衡保持量不小于15%。
步骤（2）中多孔介质辅料与有机危险废物的质量百分比范围为1:0.25-1:1。
步骤（2）中高速破碎搅拌机的转速不低于300rpm。
述步骤（2）中高速破碎搅拌机在常温常压下全封闭进行，并带有气体收集净化功能。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优势：
（1）改变了有机危险废物原有的存在状态，由原来的粘稠液体或膏状固体变成了颗粒状的粉末，从而扩展了其对燃烧设备的适应性。
（2）调整了有机危险废物原有的热值，使其挥发分含量和热量适中。
（3）优化了有机危险废物原有的燃烧特性，使其燃点低、燃尽率高、燃烧速度快、火焰温度高。
（4）有机危险废物中挥发出来的性毒性气体被多孔介质辅料高效吸附，大幅度降低了气味性。
具体实施方式
实施例1
一种利用强剪切力改善有机危险废物燃烧特性的方法，包括以下步骤：
取膏状有机危险废物400g（质量百分比为40%），取焦炭（发热量大于25000kJ/kg、气孔率大于30%、粒径小于4cm）600g（质量百分比为60%）一起加入到高速破碎搅拌机中，常温常压密闭下，在400rpm转速下搅拌10分钟，搅拌机停止运转，开启搅拌机盖，观察混合状态，颗粒物粒径是否均匀，若存在大块颗粒物（粒径大于1cm），则在同样条件下继续进行搅拌。直至混合物最大颗粒粒径小于0.5cm。从搅拌机中收集的挥发性气体经活性炭处理后排放。
实施例2
取膏状有机危险废物350g（质量百分比为35%）、取煤（发热量大于5500kJ/kg、气孔率大于30%、粒径小于4cm）550g（质量百分比为55%）、木炭（发热量大于7000kcal/kg）100g（质量百分比为10%）一起加入到高速破碎搅拌机中，常温常压密闭下，在350rpm转速下搅拌10分钟，搅拌机停止运转，开启搅拌机盖，观察混合状态，颗粒物粒径是否均匀，若存在大块颗粒物（粒径大于1cm），则在同样条件下继续进行搅拌。直至混合物最大颗粒粒径小于0.5cm。从搅拌机中收集到的少量挥发性气体经活性炭处理后排放。
实施例3
取膏状有机危险废物345g（质量百分比为35%）、取半焦（发热量大于5000kJ/kg、气孔率大于20%、粒径小于4cm）545g（质量百分比为55%）、干燥生物质粉末（发热量大于4500kcal/kg）50g（质量百分比为5%）、一起加入到高速破碎搅拌机中，常温常压密闭下，在350rpm转速下搅拌10分钟后，加入净味剂10g（质量百分比为1%），继续搅拌5分钟，搅拌机停止运转，开启搅拌机盖，观察混合状态，颗粒物粒径是否均匀，若存在大块颗粒物（粒径大于1cm），则在同样条件下继续进行搅拌。直至混合物最大颗粒粒径小于0.5cm。从搅拌机中收集到的少量挥发性气体经活性炭处理后排放。
本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种利用强剪切力改善有机危险废物燃烧特性的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将多孔固态燃料进行破碎、干燥，得到多孔介质辅料；
（2）将多孔介质辅料与有机危险废物按比例装入高速破碎搅拌机中充分混合，得到固体颗粒粉末1；
（3）将步骤（2）得到的固体颗粒粉末再与一定量的有机试剂高速搅拌混合，得到固体颗粒粉末2；
（4）将步骤（3）得到的固体颗粒粉末2成型，得到所需粒径的块状物。
2.根据权利要求1所述的一种利用强剪切力改善有机危险废物燃烧特性的方法，其特征在于，所述步骤（2）中的有机危险废为膏状或粘稠液态，主要来自于煤化工或制药企业产生的有机危险废废物。
3.根据权利要求1所述的一种利用强剪切力改善有机危险废物燃烧特性的方法，其特征在于，所述步骤（2）中的高速搅拌混合的温度低于38度，搅拌机的转速高于200转/分钟，搅拌时间不少于5分钟，搅拌机全密闭并带有气体收集功能。
4.根据权利要求1所述的一种利用强剪切力改善有机危险废物燃烧特性的方法，其特征在于，所述步骤（3）中有机试剂的添加量不超过有机危险废物质量百分数的15%。
5.根据权利要求1所述的一种利用强剪切力改善有机危险废物燃烧特性的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的多孔固态燃料为半焦、焦炭、木炭、活性炭、煤、生物质粉末或生物炭的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种利用强剪切力改善有机危险废物燃烧特性的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的多孔固态燃料的含水率低于15%，热值不小于4500 kJ/kg。
7.根据权利要求1所述的一种利用强剪切力改善有机危险废物燃烧特性的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的多孔介质辅料的吸附性在20℃，101.3KPa时的平衡保持量不小于15%。
8.根据权利要求1所述的一种利用强剪切力改善有机危险废物燃烧特性的方法，其特征在于，所述步骤（2）中多孔介质辅料与有机危险废物的质量百分比范围为1:0.25-1:1。
9.根据权利要求1所述的一种利用强剪切力改善有机危险废物燃烧特性的方法，其特征在于，所述步骤（2）中高速破碎搅拌机的转速不低于300rpm。
10.根据权利要求1所述的一种利用强剪切力改善有机危险废物燃烧特性的方法，其特征在于，所述步骤（2）中高速破碎搅拌机在常温常压下全封闭进行，并带有气体收集净化功能。
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