CN1172111C - 危险废弃物及医疗垃圾处理用的溶渣焚烧炉及工艺方法 - Google Patents

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李鸿鹏
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任铁良
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Abstract

本发明涉及特种垃圾处理的装置及工艺,特别是危险废弃物及医疗垃圾处理所用的溶渣焚烧炉及工艺方法,危险废弃物或医疗垃圾送入贫氧燃烧热解炉内,受炉体内贫氧燃烧产生的高温烟气流的作用,逐渐升温、干燥、热解、气化,产生的裂解气进入二次燃烧室;热解后产生的固体残余物降至适当温度后进入熔渣炉,在熔渣炉中灰渣中残碳气化,熔渣炉内熔体排出炉外水淬后成为水淬渣,送水泥厂或建材厂制作下游产品;高温烟气产生蒸汽推动汽轮机发电,在余热锅炉尾部烟气通过急冷进入除尘净化装置,净化达标后排放。优点是焚烧炉热效率高,降低垃圾处理成本,该工艺使危险废弃物及医疗垃圾彻底无害化。

Description

危险废弃物及医疗垃圾处理用的溶渣焚烧炉及工艺方法
技术领域
本发明涉及特种垃圾处理的装置及工艺方法技术领域,特别是相对具有较高热值的危险废弃物及医疗垃圾处理所用的溶渣焚烧炉及工艺方法。
背景技术
目前,国内尚没有行之有效的成套的危险废弃物及医疗垃圾的处理设备和工艺方法,该领域仍处于无序和混乱状态。近年来,发达国家采用气化熔融焚烧技术处理危险废物及医疗垃圾,取得了较好的效果,可以达到彻底无害化的目的,为专家普遍认同。专利申请号为99122639.9的中国发明专利公开了一种处理城市生活垃圾用的溶渣焚烧炉及工艺方法,该发明的特点是提高了熔渣焚烧炉的热效率和处理能力,降低了城市垃圾的处理成本,熔渣焚烧炉的结构简单、功能强、效率高,处理工艺简单、流程短、处理垃圾的能力大,所有的设备可完全实现国有化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对我国常见危险废弃物及医疗垃圾的特点,旨在提高焚烧炉的热效率和处理能力,降低处理成本,并使危险废弃物及医疗垃圾彻底无害化,而提供的一种危险废弃物及医疗垃圾处理用的溶渣焚烧炉及工艺方法本发明的技术方案是这样完成的:
危险废弃物及医疗垃圾处理所用的溶渣焚烧炉,其特征在于:该装置是由贫氧燃烧热解炉、二次燃烧室及熔渣炉组成,贫氧燃烧热解炉呈竖炉状,上部设有与二次燃烧室相连接的烟气出口,下部设有鼓风口,底部设推渣机构;二次燃烧室为筒形,上、下部呈收口形,上端设旋流烧嘴并在上部设切向进气口,侧面上部设有氨水喷嘴,底部设有排灰口,在筒体下部还设有与汽化器连接的烟气出口;熔渣炉分为可以自由拆装的炉身和炉缸两部分,炉缸的外壳为金属,内壁砌筑耐火材料,炉身中部的侧面设有与贫氧燃烧热解炉相通的入口,炉身中下部设置氧枪或氧燃枪入口,炉身下部设有搅拌氧枪入口和排渣口,整个炉身为全水冷挂渣炉壁结构,顶部设有与二次燃烧室顶部相通的高温烟气出口。
危险废弃物及医疗垃圾处理的工艺方法,其特征在于:危险废弃物或医疗垃圾经过预处理或不经过预处理直接由加料系统送入贫氧燃烧热解炉内,由鼓风口鼓入适量空气,进入炉内的废弃物受炉体内贫氧燃烧产生的高温烟气流的作用,逐渐升温、干燥、热解、气化、部分燃烧,产生的裂解气从炉顶进入二次燃烧室;热解后产生的含有一定量固定碳的固体残余物在下降过程中受到鼓入冷空气的冷却,降至适当温度时,在推渣机构的机械力作用下进入熔渣炉;操作过程中,溶渣炉底部始终保持一定量的高温熔渣,从熔渣底部鼓入氧气或空气,使之翻腾,并使入炉灰渣中的残碳气化;熔渣炉炉身中下部设置氧枪或氧燃枪,高温火焰提供的热量通过辐射、对流传给熔体,熔渣的翻腾极大的强化了炉内的传热强度,炉内熔体达到一定数量后定期或连续排出炉外,经水淬后成为水淬渣,送水泥厂或建材厂制作下游产品;产生的高温烟气则进入二次燃烧室与裂解炉产生的可燃气体混合,在温度高于1200℃的二次燃烧室内完成二次燃烧,并在炉内停留足够长时间;高温烟气通过余热锅炉产生蒸汽,推动汽轮机发电或外供蒸汽,电力除自用外,多余电力或蒸汽上网外销;在余热锅炉尾部,烟气通过急冷进入除尘净化装置,净化达标后排放,经除尘器等装置收集的粉尘均返回熔渣炉。
本发明的有益效果是:贫氧热解炉空气消耗量少;从热解炉出来的可燃气体含尘量很低,十分有利于二燃室的燃烧,可使二燃室烟气出口温度>1200℃,同时二燃室采用旋流烧嘴及旋风筒结构可使烟气在其内有效停留时间>2秒,消除了二恶英的产生条件;相对较少的烟气量和较高的燃烧温度,将余热利用效率提高到75~80%。尾气排放符合国标《危险废物焚烧污染控制标准》GWKB2-1999。水淬渣浸出毒性符合国标《危险废物焚烧污染控制标准》GWKB2-1999,渣的热灼减率几乎为零;熔渣水淬后形成了高度均匀的玻璃体,可用作建筑材料,完全实现了无害化和资源化。
附图说明
图1是本发明的溶渣焚烧炉及工艺结构图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述实施方式:见图1,危险废弃物及医疗垃圾处理的溶渣焚烧炉,是由贫氧燃烧热解炉1、二次燃烧室2及熔渣炉3三大主体构成,并辅以危险废物预处理装置、加料装置、余热利用装置和尾气净化处理装置;贫氧燃烧热解炉1呈竖炉状,上部设有与二次燃烧室2相连接的烟气出口4,下部设有鼓风口5,底部设推渣机构6;二次燃烧室2呈筒形且上下收口,上端设旋流烧嘴14并在上部设切向进气口7,侧面上部设有氨水喷嘴8,底部设有排灰口15;熔渣炉3分为可以自由拆装的炉身和炉缸两部分,炉缸的外壳为金属,内壁砌筑耐火材料,炉身中部的侧面设有与贫氧燃烧热解炉相通的入口9,炉身中下部设置氧燃枪入口10,下部设有搅拌氧枪入口11和排渣口12,整个炉身为全水冷挂渣炉壁结构,顶部设有与二次燃烧室顶部相通的高温烟气出口13。
危险废弃物或医疗垃圾处理装置还包括危险废物预处理装置、加料装置、余热利用装置和尾气净化处理装置。
危险废弃物或医疗垃圾经过预处理或不经过预处理直接由加料系统密闭送入贫氧燃烧热解炉1内,由鼓风口5鼓入适量空气,进入炉内的垃圾受炉内贫氧燃烧产生的高温烟气流的作用,逐渐升温、干燥、热解、气化、部分燃烧,产生的裂解气从炉顶进入二次燃烧室2;熔渣炉炉身中下部设置氧枪或氧燃枪,高温火焰提供的热量通过辐射、对流传给熔体,熔渣的翻腾极大的强化了炉内的传热强度,炉内熔体达到一定数量后定期或连续排出炉外,经水淬后成为水淬渣,送水泥厂或建材厂制作下游产品;产生的高温烟气则进入二次燃烧室2与裂解炉产生的可燃气体混合,在温度高于1200℃的二次燃烧室内完成二次燃烧,并在炉内停留足够长时间;高温烟气通过余热锅炉产生蒸汽,推动汽轮机发电或外供蒸汽,电力除自用外,多余电力或蒸汽上网外销,在余热锅炉尾部,烟气通过急冷进入除尘净化装置,净化达标后排放,经除尘器等装置收集的粉尘均返回熔渣炉。热解后产生的含有一定量固定碳的固体残余物在下降过程中受到鼓入冷空气的冷却,降至适当温度时,在推渣机构6的机械力作用下进入熔渣炉3;操作过程中,溶渣炉底部始终保持一定量的高温熔渣,从熔渣底部鼓入氧气或空气,使之翻腾,并使入炉灰渣中的残碳气化。
从热解炉出来的可燃气体含尘量很低,十分有利于二燃室的燃烧,可使二次燃烧室烟气出口温度>1200℃,同时二燃室采用旋流烧嘴及旋风筒结构可使烟气在其内有效停留时间>2秒,消除了二恶英的产生条件;相对较少的烟气量和较高的燃烧温度,将余热利用效率提高到75~80%。二燃室不采用裸露冷却壁,入炉的热解气热值较高且含尘量低。为了防止低温下二恶英的再合成,在余热锅炉烟气降为500℃左右时,采取急冷,使其迅速降到200±20℃。本工艺采用半干法脱除烟气中的酸性气体,在二燃室喷入氨水降低烟气中的NOx含量。此外,还在布袋除尘器前的适当位置喷入活性炭粉以及在布袋除尘器后设置活性炭吸附床,尾气排放符合国标《危险废物焚烧污染控制标准》GWKB2-1999。最终排渣方式为液态排渣,排渣温度1350~1600℃,水淬渣浸出毒性符合国标《危险废物焚烧污染控制标准》GWKB2-1999,渣的热灼减率几乎为零;熔渣水淬后形成了高度均匀的玻璃体,使重金属元素得到固化,因而、水淬渣可用作建筑材料,完全实现了无害化和资源化。

Claims (6)

1.危险废弃物及医疗垃圾处理用的溶渣焚烧炉,其特征在于:该装置是由贫氧燃烧热解炉、二次燃烧室及熔渣炉组成,贫氧热解燃烧炉呈竖炉状,上部设有与二次燃烧室相连接的烟气出口,下部设有鼓风口,底部设推渣机构;二次燃烧室呈筒形且上下收口,上端设旋流烧嘴并在上部设切向进气口,侧面上部设有氨水喷嘴,底部设有排灰口,在筒体下部还设有与汽化器连接的烟气出口;熔渣炉分为可以自由拆装的炉身和炉缸两部分,炉缸的外壳为金属,内壁砌筑耐火材料,炉身中部的侧面设有与贫氧燃烧热解炉相通的入口,炉身中下部设置氧燃枪入口,下部设有搅拌氧枪入口和排渣口,整个炉身为全水冷挂渣炉壁结构,顶部设有与二次燃烧室顶部相通的高温烟气出口。
2.危险废弃物及医疗垃圾处理的工艺方法,其特征在于:危险废弃物或医疗垃圾经过预处理或不经过预处理直接由加料系统密闭送入贫氧燃烧热解炉内,由鼓风口鼓入适量空气,进入炉内的垃圾受炉体内贫氧燃烧产生的高温烟气流的作用,逐渐升温、干燥、热解、气化、部分燃烧,产生的裂解气从炉顶进入二次燃烧室;热解后产生的含有一定量固定碳的固体残余物在下降过程中受到鼓入冷空气的冷却,降至适当温度时,在推渣机构的机械力作用下进入熔渣炉;操作过程中,溶渣炉底部始终保持一定数量的高温熔渣,熔渣底部鼓入氧气或空气,使之翻腾,并使入炉灰渣中的残碳气化;熔渣炉炉身中下部设置氧枪或氧燃枪,二次燃烧提供的热量通过辐射、对流传给熔体,熔渣的翻腾极大的强化了炉内的传热强度,炉内熔体达到一定数量后定期或连续排出炉外,经水淬后成为水淬渣,送水泥厂或建材厂制作下游产品;产生的高温烟气则进入二次燃烧室与裂解炉产生的可燃气体混合,在温度高于1200℃的二次燃烧室内完成二次燃烧,并在炉内停留足够长时间;高温烟气通过余热锅炉产生蒸汽,推动汽轮机发电或外供蒸汽,电力除自用外,多余电力或蒸汽上网外销,在余热锅炉尾部,烟气通过急冷进入除尘净化装置,净化达标后排放,经除尘器等装置收集的粉尘均返回熔渣炉。
3.根据权利要求2所述的危险废弃物及医疗垃圾的处理工艺方法,其特征在于:二次燃烧室烟气出口温度>1200℃,同时二次燃烧室采用旋风筒结构以及切向进气旋风式燃烧,可使烟气有效停留时间>2秒,消除了二恶英的产生条件;相对较少的烟气量和较高的燃烧温度,将余热利用效率提高到75~80%。
4.根据权利要求2所述的危险废弃物及医疗垃圾处理的工艺方法,其特征在于:为了防止低温下二恶英的再合成,在余热锅炉烟气降为500℃左右时,采取高效换热方式急冷,使其迅速降到200±20℃。
5.根据权利要求2所述的危险废弃物及医疗垃圾处理的工艺方法,其特征在于:最终排渣方式为液态排渣,排渣温度1350~1600℃。
6.根据权利要求2所述的危险废弃物及医疗垃圾处理的工艺方法,其特征在于:渣的热灼减率几乎为零,熔渣水淬后形成了高度均匀的玻璃体,可用作建筑材料。
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