CN114440224A

CN114440224A - 用于危险废弃物的无害化处理设备

Info

Publication number: CN114440224A
Application number: CN202011227275.0A
Authority: CN
Inventors: 王君; 楼春辉; 郑秋红; 李斌; 裴磊
Original assignee: Hangzhou Yuanshuo Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Hangzhou Yuanshuo Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2020-11-06
Filing date: 2020-11-06
Publication date: 2022-05-06

Abstract

本发明公开了一种用于危险废弃物的无害化处理设备，涉及危险废弃物处理技术领域，其能够对危险废弃物进行充分焚烧处理，经热能回收后，对尾气进行一系列脱硫脱硝除尘处理，最终实现无害化排放，同时整个工艺流程高效环保、节能经济。所述用于危险废弃物的无害化处理设备，包括：物料前处理系统、焚烧系统、热能回收系统、以及尾气净化系统；物料前处理系统包括：物料破碎机，振动给料机，物料提升机，物料仓，以及布料器；焚烧系统包括：回转窑焚烧炉，二燃室，以及除渣机；热能回收系统包括：换热器，急冷塔，以及船型灰斗；尾气净化系统包括：文丘里式反应器，烟道喷射式反应器，高温布袋除尘器，以及SCR低温脱硝反应器。

Description

用于危险废弃物的无害化处理设备

技术领域

本发明涉及危险废弃物处理技术领域，尤其涉及到一种用于危险废弃物的无害化处理设备。

背景技术

随着全国社会经济的快速发展，各种废弃物品越来越多，综合焚烧处理场中的危险废弃物急剧增加。危险废弃物具有易燃、易爆、有毒、腐蚀等特点，对环境造成严重污染，存在潜在的长期危害，制约可持续发展。

目前，已有多种处理废弃物的手段，主要有物理化学法、焚烧法、固化填埋法、水泥窑协同处置法等。普遍采用高温焚烧法，但设备使用寿命短、运行成本高、工作效率低，适用性也有一定局限。国内选取回转窑式焚烧炉作为危险废弃物焚烧的主力炉型之一，尤其适用于商业化集中焚烧处理系统，回转窑焚烧处理通用性较强。

然而，危险废弃物直接焚烧处理过程中存在燃烧不充分、处理不完全的问题，会产生大量有毒有害的物质。危险废弃物焚烧过程中物质成分及其含量变化大，产生的大量粉尘和SO₂、HCl、HF、NOx等酸性气体会造成二次污染。危险废弃物高温燃烧后，大量的干馏不凝气将在300~400℃温度区间进入尾气净化系统，在此温度区间容易再合成二噁英，造成严重的环境污染，因此必须同时对二噁英进行处理。

近年来，人们的环境保护意识逐渐加强，国家对各种污染物排放制定了更为严格的标准。因此在尾气排放前必须进行脱硫脱硝除尘等净化处理，控制这些有毒物质在国家标准允许范围之内排放。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于危险废弃物的无害化处理设备，其能够对危险废弃物进行充分焚烧处理，经热能回收后，对尾气进行一系列脱硫脱硝除尘处理，最终实现无害化排放，同时整个工艺流程高效环保、节能经济。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，得以充分体现。

为实现本发明以上至少一个目的，本发明提供一种用于危险废弃物的无害化处理设备，包括：物料前处理系统、焚烧系统、热能回收系统、以及尾气净化系统；

所述物料前处理系统包括：物料破碎机，所述物料破碎机通过振动给料机与物料提升机对应，所述物料提升机通过输送带与物料仓对应，且物料扬尘经布袋除尘器净化后排空；

所述焚烧系统包括：与所述物料仓通过布料器连接的回转窑焚烧炉，所述回转窑焚烧炉的出口连接有二燃室，所述二燃室的出口连接有除渣机，且所述回转窑焚烧炉和所述二燃室的入口分别与燃料装置连接、并由助燃风机（例如：鼓风机）通入氧气和压缩空气助燃，使燃料充分燃烧，提高燃烧效率；

所述热能回收系统包括：与所述二燃室连接的换热器，所述换热器连接有急冷塔，所述急冷塔连接有船型灰斗，所述船型灰斗用于将产生的灰渣进行收集并排出，且所述换热器和所述急冷塔分别连接有循环冷却装置；

所述尾气净化系统包括：与所述船型灰斗连接的文丘里式反应器，所述文丘里式反应器连接有烟道喷射式反应器，所述烟道喷射式反应器连接有高温布袋除尘器，所述高温布袋除尘器连接有SCR低温脱硝反应器；

所述文丘里式反应器用于进行气液分离、并脱除酸性气体（例如：氯化氢），所述烟道喷射式反应器用于完成深度脱酸和脱除二噁英，且经所述高温布袋除尘器除尘后的尾气通过所述SCR低温脱硝反应器进行脱硝，最终去除吸收尾气中的二噁英及SO₂、HF、HCl、NOx等酸性成分。

实际应用时，所述用于危险废弃物的无害化处理设备还包括：烟囱，洁净尾气通过引风机进入所述烟囱、并外排至大气。

其中，所述烟囱安装有在线监测装置，尾气通过所述在线监测装置检测达标后排放。

具体地，所述热能回收系统还包括：温度自控装置，所述温度自控装置用于使1100~1200℃的烟气经过所述换热器降温至600℃以下，通过所述急冷塔迅速降温至260℃，则热能一部分供给窑炉、一部分作为烟气加热器的能量、一部分提供给生活区。

进一步地，燃料装置包括：储油罐、低热值油罐及高热值油罐；所述储油罐的第一出口和所述低热值油罐的出口分别连接所述回转窑焚烧炉的燃料进口，所述储油罐的第二出口和所述高热值油罐的出口分别连接所述二燃室的燃料进口。

再进一步地，所述循环冷却装置包括：循环水池，以及与所述循环水池通过循环水冷却泵连接的冷却水冷却塔。

本发明的用于危险废弃物的无害化处理设备中，由于危险废弃物能够通过物料破碎机粉碎后经振动给料机并由物料提升机提升，后利用输送带加入物料仓，由布料器布料进入焚烧系统的回转窑焚烧炉和二燃室，二燃室的出口连接有除渣机，二燃室的上方出口的高温烟气经换热器回收热能，然后进入急冷塔瞬间降温，且船型灰斗收集外排灰渣，急冷塔的高温混合待处理烟气进入文丘里式反应器进行气液分离并脱除氯化氢和其他酸性气体，预处理后的气体进入烟道喷射式反应器完成深度脱酸和脱除二噁英，且经高温布袋除尘器除尘后的尾气通过SCR低温脱硝反应器进行脱硝，最终去除吸收尾气中的二噁英及SO₂、HF、HCl、NOx等酸性成分，因此本发明提供的用于危险废弃物的无害化处理设备能够对危险废弃物进行充分焚烧处理，经热能回收后，对尾气进行一系列脱硫脱硝除尘处理，最终实现无害化排放，同时整个工艺流程高效环保、节能经济；此外，本设备工艺清洁、高效、处理量大、投资和运行成本低、适用范围广，处理后的炉渣体积、含水率大大降低，尾气清洁排放，同时实现余热回收利用，达到危险废弃物无害化、减量化、资源化的处理目的。

附图说明

图1示出了本发明中用于危险废弃物的无害化处理设备的结构示意图；

图2示出了本发明中用于危险废弃物的无害化处理设备的流程示意图。

图中，

1-物料前处理系统；11-物料破碎机；12-振动给料机；13-物料提升机；14-输送带；15-物料仓；16-布料器；17-布袋除尘器；

2-焚烧系统；21-回转窑焚烧炉；22-二燃室；23-除渣机；

3-热能回收系统；31-换热器；32-急冷塔；33-船型灰斗；

4-尾气净化系统；41-文丘里式反应器；42-烟道喷射式反应器；43-高温布袋除尘器；44-SCR低温脱硝反应器；

5-燃料装置；51-助燃风机；

6-烟囱；61-引风机。

具体实施方式

下面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。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

结合说明书附图1至图2，依本发明一较佳实施例的用于危险废弃物的无害化处理设备，包括：物料前处理系统1、焚烧系统2、热能回收系统3以及尾气净化系统4；

物料前处理系统1包括物料破碎机11，物料破碎机11通过振动给料机12与物料提升机13对应，物料提升机13通过输送带14与物料仓15对应，且物料扬尘经布袋除尘器17净化后排空；

焚烧系统2包括与物料仓15通过布料器16连接的回转窑焚烧炉21，回转窑焚烧炉21的出口连接有二燃室22，二燃室22的出口连接有除渣机23，且回转窑焚烧炉21和二燃室22的入口分别与燃料装置5连接、并由助燃风机51（例如：鼓风机）通入氧气和压缩空气助燃，使燃料充分燃烧，提高燃烧效率；

热能回收系统3包括与二燃室22连接的换热器31，换热器31连接有急冷塔32，急冷塔32连接有船型灰斗33，船型灰斗33用于将产生的灰渣进行收集并排出，且换热器31和急冷塔32分别连接有循环冷却装置；

尾气净化系统4包括与船型灰斗33连接的文丘里式反应器41，文丘里式反应器41连接有烟道喷射式反应器42，烟道喷射式反应器42连接有高温布袋除尘器43，高温布袋除尘器43连接有SCR低温脱硝反应器44；

文丘里式反应器41能够用于进行气液分离、并脱除酸性气体（例如：氯化氢），烟道喷射式反应器42能够用于完成深度脱酸和脱除二噁英，且经高温布袋除尘器43除尘后的尾气通过SCR低温脱硝反应器44进行脱硝，最终去除吸收尾气中的二噁英及SO₂、HF、HCl、NOx等酸性成分。

本发明的用于危险废弃物的无害化处理设备中，危险废弃物能够通过物料破碎机11粉碎后经振动给料机12并由物料提升机13提升，然后利用输送带14加入物料仓15，物料由布料器16进入焚烧系统2的回转窑焚烧炉21和二燃室22，二燃室22的出口连接有除渣机23，二燃室22的上方出口的高温烟气经换热器31回收热能，然后进入急冷塔32瞬间降温，船型灰斗33收集外排灰渣，急冷塔32的高温混合待处理烟气进入文丘里式反应器41进行气液分离并脱除氯化氢和其他酸性气体，预处理后的气体进入烟道喷射式反应器42完成深度脱酸和脱除二噁英，且经高温布袋除尘器43除尘后的尾气通过SCR低温脱硝反应器44进行脱硝，最终去除吸收尾气中的二噁英及SO₂、HF、HCl、NOx等酸性成分。

此处需要补充说明的是，本发明实施例提供的用于危险废弃物的无害化处理设备可以针对不同种类的危险废弃物，包括各类企业的工业废弃物、医疗废弃物和生活废弃物，如化工废渣、油泥、有机废液、酸碱溶剂、高盐废水、高分子废弃物等等。进料采用回转窑焚烧炉集中焚烧处置装置对焚烧物无特别要求；固体、液体、气体均可进入炉焚烧，处理量大；废物在回转窑部分燃烧，部分热解为可燃气；在窑炉内彻底燃尽，炉渣灼减率几乎为零；余热回收装置能产生稳定温度和压力的水蒸汽，回收的水蒸汽不仅能满足本焚烧处置装置的自身需求，还能为日常生产生活供能，相比于以往热能交换塔的热风回收技术，能源利用更充分.综上，本设备能够有效实现危险废弃物无害化、减量化、资源化处理，达到无烟、无臭、无二次污染的目标。

实际应用时，如图1和图2所示，本发明实施例提供的用于危险废弃物的无害化处理设备还可以包括：烟囱6，洁净尾气通过引风机61进入该烟囱6、并外排至大气中。其中，上述烟囱6可以安装有在线监测装置，从而尾气通过该在线监测装置检测达标后才进行排放。具体地，上述热能回收系统3还可以包括：温度自控装置，该温度自控装置能够用于使1100~1200℃的烟气经过换热器31降温至600℃以下，通过急冷塔32迅速降温至260℃，且热能一部分可以供给窑炉、一部分可以作为烟气加热器的能量、一部分可以提供给生活区。进一步地，如图1所示，上述燃料装置5可以包括：储油罐、低热值油罐及高热值油罐；储油罐的第一出口和低热值油罐的出口可以分别连接回转窑焚烧炉21的燃料进口，储油罐的第二出口和高热值油罐的出口可以分别连接二燃室22的燃料进口。再进一步地，上述循环冷却装置可以包括：循环水池以及与该循环水池通过循环水冷却泵连接的冷却水冷却塔。

更详尽地，如图1和图2所示，本发明实施例提供的用于危险废弃物的无害化处理设备中，物料前处理系统1包括物料破碎机11、物料提升机13，危险废弃物经过物料破碎机11粉碎后由物料提升机13提升进入焚烧系统2；在布料器16的进料仓与回转窑焚烧炉21之间设置有两级密封门，一道密封门设置在进料仓口，采用电液推杆驱动，保证进料仓的密封性，防止外界空气进入而影响焚烧系统2的负压状态；第二道密封门设置于回转窑焚烧炉21的窑头处，主要用于阻止窑内回火。

焚烧系统2包括回转窑焚烧炉21、二燃室22，其中回转窑焚烧炉21的安装与水平成一定角度，窑头位置较高，进口接布料器16加入待焚烧物，回转窑筒壁连有驱动电机，回转窑窑尾出料端与二燃室22相连接。二燃室22出口端设置有进风口和出渣口，进风口连有助燃风管，出渣口连有除渣机23，回转窑焚烧炉21、二燃室22分别相连有燃料装置5，并通入氧气和压缩空气助燃，促使燃烧充分，提高燃烧效率。燃料装置5包括储油罐、低热值油罐、高热值油罐，储油罐第一出口、低热值油罐出口分别接回转窑焚烧炉21的燃料进口，储油罐第二出口、高热值油罐出口分别接二燃室22的燃料进口，来自其他公司废弃的低热值冷却油润滑油（即废油），也可以将其作为燃料烧掉。回转窑焚烧炉21、二燃室22连有助燃风机51，以便输入空气、氧气，使燃料充分燃烧，提高燃烧效率。此外，出口炉渣通常含水率约40～50％，平均45％；本实施例中，设定一套水封、出渣、干化一体化装置，出渣后干化，利用锅炉产生的蒸汽作为热源，干化产生的废气进入二燃室22焚烧完全，其能源利用率高，处理效果好。

热能回收系统3包括换热器31、急冷塔32、船型灰斗33和温度自控装置，1100~1200℃的烟气经过换热器31降温至600℃以下，通过急冷塔32迅速降温至260℃左右，尽量避免二噁英的产生。换热器31采用板式热交换器；热能一部分供给窑炉，一部分作为烟气加热器的能量，一部分提供给生活区。换热器31、急冷塔32分别相连有循环冷却系统；该循环冷却系统包括循环水池、冷却水冷却塔，冷却水冷却塔经循环水冷却泵与循环水池相连，循环水池出口分别经急冷提升水泵与回转窑焚烧炉21的窑头、余热锅炉、急冷塔32相连。

尾气净化系统4包括文丘里式反应器41、烟道喷射式反应器42、高温布袋除尘器43和SCR低温脱硝反应器44。急冷塔32的高温混合处理烟气进入文丘里式反应器41进行气液分离，利用消石灰粉Ca(OH)₂脱除氯化氢和其它酸性气体；预处理后的气体进入烟道喷射式反应器42，利用小苏打细粉和活性炭粉完成深度脱酸和脱除二噁英；经高温布袋除尘器43后的尾气通过SCR低温脱硝反应器44脱硝，最终去除吸收尾气中的二噁英及SO₂、HF、HCl、NOx等酸性成分，净化处理后达标的尾气通过引风机61排入烟囱6。

本发明实施例提供的用于危险废弃物的无害化处理设备，还可以包括电气自动控制系统，电气自动控制系统包括控制系统与检测系统。检测系统把分析结果反馈到控制系统，及时调整运行参数。分析指标有CO、CO₂、NOx、O₂、SO₂、烟气、烟气湿度以及流量。温度检测仪、压力监测仪、流量监测仪、pH值检测仪、变频控制仪以及液位显示仪等分别设置在系统各个检测点。烟气进入烟囱6的出口，烟道留取样口及在线检测口，用于连续监测排放气体中CO、CO₂、NOx、O₂、SO₂的浓度及烟尘浓度，监测符合环保标准后排放。

使用时，物料前处理系统1将不同种类废弃物经过布料器16送入到回转窑焚烧炉21，对各种类型的物料进行均质化处理。均质化预处理具体包括以下步骤：（1）均质化处理浆状物料，并在储料罐中升温至60-70℃，外加机械搅拌，使物料具有一定流动性，之后用浆料泵输送进入回转窑焚烧炉21；（2）固态物料须粉碎至2mm以下，由传送带14输送至物料仓15的加料口。助燃燃油由储油罐、低热值油罐提供，回转窑焚烧炉21一次燃烧的烟气（1000℃）送入二燃室22，一次燃烧产生的灰渣由二燃室22下方的除渣机23将灰渣干化排出后外运处理；二燃室22燃油由储油罐、高热值油罐提供，烟气（1000℃）在二燃室22彻底焚烧，产生二次烟气（1100℃）。二次烟气（1100℃）从二燃室22烟气出口进入换热器31，经回收热量、降温将热能转换为热水和蒸汽，回收的热能一部分供给窑头回转窑焚烧炉21，一部分提供给生活区。降温的烟气（600℃）从余热锅炉烟气出口进入（烟气）急冷塔32后，在冷却液的作用下1～2秒内瞬间降至260℃或以下，控制二噁英的形成以及初步除去烟气中的酸性气体。烟气（260℃）从（尾气）急冷塔32烟气出口进入文丘里式反应器41，去除烟气中的SO2、HCl、HF等酸性污染物后，进入烟道喷射式反应器42深度脱除二噁英和残留的酸性物质，然后经过高温布袋除尘器43去除尾气中的颗粒物，脱酸除尘后的尾气进入SCR低温脱硝反应器44除去NOx。净化后的尾气由引风机61输送到达烟囱6，在烟囱6合适高度设置监测口检测排放气体中CO、CO₂、NOx、O₂、SO₂的浓度及粉尘浓度，达到环保要求的排放标准后再排入大气。

具体实施例一：

作为实施例一的优选方案，危险废物混合破碎后，提升至物料仓15，经布料器16均布处理后进入回转窑焚烧炉21。回转窑滚筒螺旋输送装置包括活动安装于窑体中的滚筒、安装于滚筒外周的螺旋输送叶片，滚筒的两端分别具有锥形导入端及锥形导出端。本实施例采用环形隔腔的方式，将炉渣通过螺旋输送叶片从滚筒的一端缓慢推入另一端，分散面积大，干化效果极佳。

具体实施例二：

作为实施例二的优选方案，燃烧后的高温烟气经过换热器31和急冷塔32冷却，通过文丘里式反应器41、烟道喷射式反应器42脱除酸、二噁英后进入高温布袋除尘器43进行除尘。高温布袋除尘器43能够在280℃温度条件下长期稳定运行，出口粉尘浓度满足环保排放要求。

具体实施例三：

作为实施例三的优选方案，除尘后的尾气进入SCR低温脱硝反应器44，采用20%浓度的氨水经雾化或气化处理后作为还原剂进行脱硝反应。反应器入口布置气流均布装置，反应器入口及出口段均设导流板。反应器采用多层布置方式装配低温催化剂，在180℃温度条件下达到85%以上的脱硝效率，催化剂装在模块组件中，便于搬运、安装和更换。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于危险废弃物的无害化处理设备，其特征在于，包括物料前处理系统（1）、焚烧系统（2）、热能回收系统（3）以及尾气净化系统（4）；

所述物料前处理系统（1）包括物料破碎机（11），所述物料破碎机（11）通过振动给料机（12）与物料提升机（13）对应，所述物料提升机（13）通过输送带与物料仓（15）对应，且物料扬尘经布袋除尘器（17）净化后排空；

所述焚烧系统（2）包括与物料仓（15）的底部通过布料器（16）连接的回转窑焚烧炉（21），所述回转窑焚烧炉（21）的出口连接有二燃室（22），所述二燃室（22）的底部出口连接有除渣机（23）；

所述热能回收系统（3）包括与所述二燃室（22）连接的换热器（31），所述换热器（31）连接有急冷塔（32），所述急冷塔（32）的底部连接有船型灰斗（33），所述换热器（31）和所述急冷塔（32）分别连接有循环冷却装置；

所述尾气净化系统（4）包括与所述船型灰斗（33）连接的文丘里式反应器（41），所述文丘里式反应器（41）连接有烟道喷射式反应器（42），所述烟道喷射式反应器（42）连接有高温布袋除尘器（43），所述高温布袋除尘器（43）连接有SCR低温脱硝反应器（44），所述文丘里式反应器（41）用于进行气液分离和脱除气体中的酸性气体，所述烟道喷射式反应器（42）用于完成气体的深度脱酸和脱除二噁英，所述SCR低温脱硝反应器（45）用于气体的脱硝，并最终去除吸收尾气中的二噁英及SO₂、HF、HCl、NOx。

2.如权利要求1所述的用于危险废弃物的无害化处理设备，其特征在于，还包括：烟囱（6），洁净尾气通过引风机（61）进入所述烟囱（6）并外排至大气。

3.如权利要求2所述的用于危险废弃物的无害化处理设备，其特征在于，所述烟囱（6）安装有在线监测装置，尾气通过所述在线监测装置检测达标后排放。

4.如权利要求1所述的用于危险废弃物的无害化处理设备，其特征在于，所述热能回收系统（3）还包括：温度自控装置，所述温度自控装置用于使1100~1200℃的烟气经过所述换热器降温至600℃以下，通过所述急冷塔迅速降温至260℃。

5.如权利要求1所述的用于危险废弃物的无害化处理设备，其特征在于，所述焚烧系统（2）还包括燃料装置，所述燃料装置包括储油罐、低热值油罐及高热值油罐；

所述储油罐的第一出口和所述低热值油罐的出口分别连接所述回转窑焚烧炉的燃料进口，所述储油罐的第二出口和所述高热值油罐的出口分别连接所述二燃室的燃料进口。

6.如权利要求1所述的用于危险废弃物的无害化处理设备，其特征在于，所述循环冷却装置包括：循环水池，以及与所述循环水池通过循环水冷却泵连接的冷却水冷却塔。