CN210291885U - 一种工业及城市固体废物的熔融热解系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种工业及城市固体废物的熔融热解系统，包括竖式熔融热解炉，煤气燃烧室，余热锅炉换热器，烟气急冷塔，除尘器，脱硫脱硝脱及二噁英装置，引风机及烟囱。处理方法包括下列步骤：固废经预处理后加入熔融热解炉，熔融热解炉同时配加部分焦炭及熔剂，金属在熔融热解炉内还原熔分，固废在炉内热解熔融，形成金属、炉渣及煤气，金属及炉渣在熔融热解炉底部排出，煤气进入煤气燃烧室燃烧，燃烧后的烟气经余热锅炉及换热器产出热风及蒸汽，热风鼓入熔融热解炉，蒸汽输出发电，换热后的烟气进入急冷塔冷却，冷却后的烟气进入经除尘脱硫脱硝脱二恶英后排放。本实用新型将固废熔融热解，固废中金属资源回收，炉渣熔融成玻璃态熔渣循环利用。

Description

一种工业及城市固体废物的熔融热解系统

技术领域

本实用新型涉及固废处理及资源化利用领域，具体为工业生产及城市生活中的固体废物的处理及资源化利用，尤其在处理金属冶炼生产过程中的工业固废及危险废物，特别是一种工业及城市固体废物的熔融热解系统。

背景技术

工业固体废弃物，是指工矿企业在生产活动过程中排放出来的各种废渣、粉尘及其他废物等。工业固体废物集中存在于矿业、食品、化工、火电、化纤、铸造、木材加工和矿物冶炼等行业，这些行业会产生大量的固体废物。这种固体废物，数量庞大，成分复杂，种类繁多。数据统计显示，我国工业固废产生量呈增长态势，固废产生量未来几年有望维持在8％左右的增长速度。我国每年产生的工业固废约33亿吨，历年堆存的工业固废总量超过600亿吨，占地超过200万公顷。到2021年，我国工业固废产生量将突破46亿吨。工业固废不仅浪费资源，占用土地，而且带来严重的环境和安全隐患，危害生态环境和人体健康。

我国的工业固废涉及到许多方面，特别是钢铁、化工、电力、煤炭等行业产生大量工业固体废弃物。一些与钢铁行业相关的城市，大量的冶金渣堆积如山。同时，在许多矿业比较发达的地区，工业固废在产生量上不但没有减少，在存量上也没有得到足够重视，大量的污染和环境的整治工作面临很大压力。据了解，当前我国大宗工业固废的利用率相对比较低，只有50％左右。特别是一些尾矿、磷石膏的综合利用难度大，附加值有限，企业积极性不高，综合利用率只有30％多。随着最近几年环保要求的提高，政策日趋严格，对产废单位的要求越来越高，固废处理不当引起的环境问题逐渐显现，传统的粗放处理模式将逐渐被取缔，同时，工业固废的技术支撑能力不足，大规模、高附加值、无二次污染的综合利用技术还存在一些问题。

而对于具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性、感染性等一种或多种危险特性的危险废物，目前国内产生量和处理量之间存在巨大缺口2015年全国危废产生量为3976万吨，但是由于该数据来源于企业自主申报，明显低于实际产生量。

危废无害化处理技术包括物理法、化学法和固化/稳定化等，最终处置方式包括：土地填埋法、焚烧法、堆存法、土地耕作法、深井灌注法和海洋处理法等。目前土地填埋法和焚烧法是大多数国家最终处理固体废物的重要方法，也是最终处理危废的常用方法。土地填埋法具有处理量大、能耗小的优点，但建设要求严格，资金需求量大，且因占用土地资源面临选址难的问题，该处置方法减量化和资源化效果差；焚烧法的减量效果好，但投资运营成本高，依赖于国家补贴，最终产生的飞灰、炉渣仍需填埋处置，目前仍然不是危废的理想处理方式。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一固废熔融热解系统，实现工业生产及城市生活中的固体废物，尤其在处理金属冶炼生产过程中的工业固废及危险废物的处理及资源化利用。

本实用新型通过如下技术方案达到实用新型目的：

本实用新型提出一种工业及城市固体废物的熔融热解系统，该系统包括竖式熔融热解炉，煤气燃烧室，余热锅炉换热器，熔融热解炉鼓风设施，烟气急冷塔，烟气处理设施，引风机及烟囱；

所述竖式熔融热解炉为焦炭固定床熔融热解炉，包括加料装置，熔融热解炉本体，熔渣处理装置；

所述加料装置设置于所述熔融热解炉本体之上，固废及焦炭、熔剂由所述加料装置加入所述熔融热解炉本体，采用机械或料柱密封方式阻止熔融热解炉煤气顶部逸出，加料时打开密封结构，加料后关闭；

所述熔融热解炉本体包括上部受料段，炉身，炉底炉缸，所述熔融热解炉本体下部设风口，热风由风口鼓入，所述上部受料段接受加料装置加入的固废，所述炉底炉缸底部设渣及金属排出口，熔融炉渣由所述排出口排出，煤气由所述上部受料段底部的煤气抽出口抽出；

所述熔渣处理装置包括渣铁分离装置及熔渣粒化装置。

进一步的，所述熔融热解炉本体上部受料段底部煤气抽出口的煤气抽出位置压力控制为微负压，保证气体不会从熔融热解炉顶部的加料装置逸出。

进一步的，所述煤气燃烧室连接于熔融热解炉的煤气抽出口，煤气燃烧室包含助燃风入口，废液喷入口，燃料喷入口，所述煤气燃烧室燃烧温度为1000℃以上，烟气在1000℃以上停留时间大于2秒，煤气燃烧室可设置氨基还原剂喷入口进行脱硝。

进一步的，所述余热锅炉换热器连接于所述煤气燃烧室的烟气出口，所述熔融热解炉鼓风设施连接于所述余热锅炉换热器，鼓风经所述余热锅炉换热器加热后通过所述熔融热解炉鼓风设施鼓入炉内，鼓风采用空气或部分富氧，所述余热锅炉换热器出口烟气温度大于500℃。

进一步的，所述烟气急冷塔连接于所述余热锅炉换热器出口，急冷塔内喷入雾化水冷却烟气，急冷塔出口烟气温度低于200℃，烟气在500℃-200℃的冷却时间小于2秒。

进一步的，所述烟气急冷塔后连接烟气处理设施，所述烟气处理设施包括脱硫装置、除尘装置，脱硝装置，脱二噁英装置。

进一步的，所述烟气处理设施后设引风机及烟囱，系统压力通过引风机控制。

本实用新型提供一固废熔融热解系统，实现工业生产及城市生活中的固体废物，尤其在处理金属冶炼生产过程中的工业固废及危险废物的处理及资源化利用。本实用新型将固废熔融热解，固废中金属资源回收，炉渣熔融成玻璃态熔渣循环利用。

附图说明

图1所示为本实用新型较佳实施例的工业及城市固体废物的熔融热解系统结构示意图。

图2所示为本实用新型较佳实施例的竖式熔融热解炉的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图给出本实用新型的具体实施方式，但本实用新型不限于以下的实施方式。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

本实用新型提供一固废熔融热解系统，实现工业生产及城市生活中的固体废物，尤其在处理金属冶炼生产过程中的工业固废及危险废物的处理及资源化利用。

请参考图1和图2，图1所示为本实用新型较佳实施例的工业及城市固体废物的熔融热解系统结构示意图，图2所示为本实用新型较佳实施例的竖式熔融热解炉的结构示意图。

本实用新型提出一种工业及城市固体废物的熔融热解系统，该系统包括竖式熔融热解炉100，煤气燃烧室200，余热锅炉换热器300，熔融热解炉鼓风设施400，烟气急冷塔500，烟气处理设施600，引风机700及烟囱800；

所述竖式熔融热解炉100为焦炭固定床熔融热解炉，包括加料装置110，熔融热解炉本体120，熔渣处理装置130；

所述加料装置110设置于所述熔融热解炉本体120之上，固废及焦炭、熔剂由所述加料装置110加入所述熔融热解炉本体120，采用机械或料柱密封方式阻止熔融热解炉煤气顶部逸出，加料时打开密封结构，加料后关闭；

所述熔融热解炉本体120包括上部受料段121，炉身122，炉底炉缸123，所述熔融热解炉本体120下部设风口，热风由风口鼓入，所述上部受料段121接受加料装置110加入的固废，所述炉底炉缸123底部设渣及金属排出口，熔融炉渣由所述排出口排出，煤气由所述上部受料段121底部的煤气抽出口124抽出；

所述熔渣处理装置130包括渣铁分离装置131及熔渣粒化装置132。

废钢铁、废渣、冶炼粉尘、含油污泥、废轮胎塑料凳等工业固废及危废，经预处理成一定的块度后，进入熔融热解炉加料装置110，加料装置110根据固废的种类、热值及硫、氯等有害物质含量进行配料，配料包括固废废物的配料及焦炭熔剂的配加，焦炭熔剂加入量根据固废成分及设定的熔渣成分计算配加，焦炭，熔剂与固废同时加入，配好的物料经加料装置110加入炉内，加料装置110采用料篮装料配合提升机或料车配合斜桥的方式。

熔融热解炉顶部设有炉盖，加料装置110料篮或料车提升在炉顶后，炉盖打开，物料加入炉内，固废加入至熔融热解炉后进入上部受料段，炉料在上部受料段121起到料柱密封作用，防止气体从炉顶逸出，上部受料段121底部及炉身顶部交接处设有煤气抽出口124，煤气抽出口124位置控制为微负压，保证气体不会从熔融热解炉顶部的加料装置110逸出，煤气从抽出口抽出，上部受料段料121柱阻损用以避免空气从炉顶吸入同时防止煤气从炉顶逸出。

炉身122为热交换及熔融反应段，焦炭及有机物热解产生的煤气由炉身122下部向上，炉料由炉身122上部向下形成对流运动，煤气将热量传给炉料，并上行至炉身122顶部煤气抽出口124抽出，炉身122为水冷耐材结构，炉身122及炉底炉缸123交界处设有一排风口，热风由风口鼓入，与焦炭及有机物反应产生煤气。

炉底炉缸123为焦炭固定床，熔融的炉渣及金属通过固定床后，由渣口排出，炉底炉缸123根据熔融固废的种类不同设置渣口或金属排出口，炉底炉缸123采用金属耐材结构，外部水冷，金属及炉渣在炉外渣铁分离装置131根据比重不同分离，分类回收，炉渣粒化装置132将熔渣粒化成可回收利用的颗粒。

所述煤气燃烧室200连接于熔融热解炉100的煤气抽出口124，熔融热解炉煤气从煤气抽出口124抽出后，进入煤气燃烧室200，煤气燃烧室200包含助燃风入口，废液喷入口，燃料喷入口，需处理的废液由燃烧室喷入，燃烧室助燃风可用固废仓库或存储车间换气抽风鼓入，所述煤气燃烧室200燃烧温度1000℃以上，烟气在1000℃以上停留时间大于2秒，若温度不够，则补充部分燃料，温度过高时，为避免氮氧化物生成，可鼓入部分净化后的烟气，煤气燃烧室可喷入氨基还原剂进行脱硝。

所述余热锅炉换热器300连接于所述煤气燃烧室200的烟气出口，所述熔融热解炉鼓风设施400连接于所述余热锅炉换热器300，鼓风经所述余热锅炉换热器300加热后通过所述熔融热解炉鼓风设施400鼓入炉内，煤气燃烧室燃烧后的烟气进入余热锅炉换热器300，换热器300连接熔融热解炉鼓风设施400，烟气部分热量用于加热熔融热解炉100所需热风，熔融热解炉鼓风采用空气或部分富氧，富氧可设置在换热器前或换热器后，烟气其余热量通过余热锅炉副产蒸汽，余热锅炉换热器300出口烟气温度大于500℃。

所述烟气急冷塔500连接于所述余热锅炉换热器300出口，余热锅炉出口烟气进入急冷塔500，急冷塔500内喷入雾化水冷却烟气，急冷塔500出口烟气温度低于200℃，烟气在500℃-200℃的冷却时间小于2秒。

所述烟气急冷塔500后连接烟气处理设施600，所述烟气处理设施600包括除尘装置610，脱硫装置620、脱硝装置630，脱二噁英装置640。急冷后的烟气进入烟气处理设施600，依次进入除尘装置610，脱硫装置620，脱硝装置630，脱二噁英装置640，脱硫可根据处理废物的硫含量采用干法、半干法或湿法，脱硝设施可采用SCR方式，可采用SNCR形式，采用SNCR时设置在煤气燃烧室。

所述烟气处理设施600后设引风机700及烟囱800，系统压力通过引风机700控制。处理后的烟气经引风机700及烟囱800排放，整个系统压力通过引风机700控制。熔融热解炉受料段底部煤气抽出位置压力控制为微负压，保证气体不会从熔融热解炉顶部加料装置逸出。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (7)

1.一种工业及城市固体废物的熔融热解系统，其特征在于，该系统包括竖式熔融热解炉，煤气燃烧室，余热锅炉换热器，熔融热解炉鼓风设施，烟气急冷塔，烟气处理设施，引风机及烟囱；

所述竖式熔融热解炉为焦炭固定床熔融热解炉，包括加料装置，熔融热解炉本体，熔渣处理装置；

所述加料装置设置于所述熔融热解炉本体之上，固废及焦炭、熔剂由所述加料装置加入所述熔融热解炉本体，采用机械或料柱密封方式阻止熔融热解炉煤气顶部逸出，加料时打开密封结构，加料后关闭；

所述熔融热解炉本体包括上部受料段，炉身，炉底炉缸，所述熔融热解炉本体下部设风口，热风由风口鼓入，所述上部受料段接受加料装置加入的固废，所述炉底炉缸底部设渣及金属排出口，熔融炉渣由所述排出口排出，煤气由所述上部受料段底部的煤气抽出口抽出；

所述熔渣处理装置包括渣铁分离装置及熔渣粒化装置。

2.根据权利要求1所述的工业及城市固体废物的熔融热解系统，其特征在于，所述熔融热解炉本体上部受料段底部煤气抽出口的煤气抽出位置压力控制为微负压，保证气体不会从熔融热解炉顶部的加料装置逸出。

3.根据权利要求1所述的工业及城市固体废物的熔融热解系统，其特征在于，所述煤气燃烧室连接于熔融热解炉的煤气抽出口，煤气燃烧室包含助燃风入口，废液喷入口，燃料喷入口，所述煤气燃烧室燃烧温度为1000℃以上，烟气在1000℃以上停留时间大于2秒，煤气燃烧室设置氨基还原剂喷入口进行脱硝。

4.根据权利要求1所述的工业及城市固体废物的熔融热解系统，其特征在于，所述余热锅炉换热器连接于所述煤气燃烧室的烟气出口，所述熔融热解炉鼓风设施连接于所述余热锅炉换热器，鼓风经所述余热锅炉换热器加热后通过所述熔融热解炉鼓风设施鼓入炉内，鼓风采用空气或部分富氧，所述余热锅炉换热器出口烟气温度大于500℃。

5.根据权利要求1所述的工业及城市固体废物的熔融热解系统，其特征在于，所述烟气急冷塔连接于所述余热锅炉换热器出口，急冷塔内喷入雾化水冷却烟气，急冷塔出口烟气温度低于200℃，烟气在500℃-200℃的冷却时间小于2秒。

6.根据权利要求1所述的工业及城市固体废物的熔融热解系统，其特征在于，所述烟气急冷塔后连接烟气处理设施，所述烟气处理设施包括脱硫装置、除尘装置，脱硝装置，脱二噁英装置。

7.根据权利要求1所述的工业及城市固体废物的熔融热解系统，其特征在于，所述烟气处理设施后设引风机及烟囱，系统压力通过引风机控制。

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