CN217464441U - 一种危险废物焚烧熔融一体化处置系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种危险废物焚烧熔融一体化处置系统，其可以将原来定性为危废的焚烧残渣转化为可资源化利用的玻璃体渣，同时耗能低，处置量高，成本低廉，适于产业化推广。本实用新型的技术方案中，待处理危险废物经过在回转窑中的高温焚烧，产生的危废烟气烟气进入二燃室进行二次焚烧净化，待处理危险废物焚烧后产生的危废残渣以及危废烟气二次燃烧后产生的残渣直接送入富氧侧吹熔融炉进行高温熔融，最终经水淬生成满足国标要求的玻璃化产物，以及金属回收物。

Description

一种危险废物焚烧熔融一体化处置系统

技术领域

本实用新型涉及危废焚烧和熔融处理技术领域，具体为一种危险废物焚烧熔融一体化处置系统。

背景技术

采用“回转窑+二燃室”高温焚烧危险废物是当前危险废物无害化处置的主流方法，该方法焚烧产生的残渣因存在重金属及其它复杂污染物成分，仍然需要送到危险废物填埋场进行填埋处置。对于公众和社会来说占用了较多土地资源、不利于城市的发展；对于处置单位来说，还需要支付填埋费用，成本较高。而根据2021生态环境部牵头发布的国标《固体废物玻璃化处理产物技术要求》GBT41015-2021，对玻璃化产物进行了标准化，给焚烧及熔融残渣的定性和资源化利用指明了方向。

现有技术中，大多基于等离子、电炉等相关熔融技术对危废残渣进行熔融处理，然而这些高温熔融技术存在明显的耗能高、处置量小、成本高等缺点，难以进行产业化应用及推广。

实用新型内容

为了解决现有的高温熔融技术难以产业化和推广的问题，本实用新型提供一种危险废物焚烧熔融一体化处置系统，其可以将原来定性为危废的焚烧残渣转化为可资源化利用的玻璃体渣，同时耗能低，处置量高，成本低廉，适于产业化推广。

本实用新型的技术方案是这样的：一种危险废物焚烧熔融一体化处置系统，其包括：回转窑、二燃室，

其特征在于，其还包括：富氧侧吹熔融炉；

所述回转窑尾部排渣出口连通所述二燃室底部的灰斗，所述灰斗的出渣口连通所述富氧侧吹熔融炉的顶部进料口；

所述富氧侧吹熔融炉底部设置炉渣放出口和金属回收装置，所述炉渣放出口连接水淬式冷渣装置，所述金属回收装置设置于所述水淬式冷渣装置底部。

其进一步特征在于：

其还包括进风系统，所述进风系统同时连通所述回转窑助燃风进气管、所述富氧侧吹熔融炉的一次风进气管和二次风进气管、和所述二燃室的二燃室助燃风进气管；

其还包括废液喷枪，所述废液喷枪分别设置于所述二燃室和所述富氧侧吹熔融炉的燃烧段侧壁上；所述废液喷枪连通高热值废液供料装置；

所述废液喷枪基于二流体雾化喷枪实现；

所述回收装置为金属铸锭装置；

所述回转窑包括回转窑进料系统；所述富氧侧吹熔融炉包括侧吹炉进配料系统。

本实用新型提供的一种危险废物焚烧熔融一体化处置系统中，待处理危险废物经过在回转窑中的高温焚烧，产生的危废烟气烟气进入二燃室进行二次焚烧净化，待处理危险废物焚烧后产生的危废残渣以及危废烟气二次燃烧后产生的残渣直接送入富氧侧吹熔融炉进行高温熔融，最终经水淬生成满足国标要求的玻璃化产物，以及金属回收物；本实用新型技术方案中，回转窑、二燃室中焚烧产生的残渣不经冷却直接进入下游富氧侧吹熔融炉，残渣的高温余热得到了最大化利用，相比冷渣熔融系统，节约了熔融工段的燃料消耗，降低了系统整体的耗能量，降低了系统运行成本；基于现有的“回转窑+二燃室”设备，添加富氧侧吹熔融炉进行后续危废处理，降低了系统改造更新的成本，并且可以同时处理回转窑、二燃室中焚烧产生的残渣，在保证较高的残渣处置量的基础上，实现了残渣处理和危废处理一体化处置，非常适合产业化应用及推广。

附图说明

图1为危险废物焚烧熔融一体化处置系统的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括一种危险废物焚烧熔融一体化处置系统，其包括：回转窑1、二燃室2、和富氧侧吹熔融炉3。

回转窑1尾部排渣出口1-1连通二燃室2底部的灰斗2-1，灰斗2-1的出渣口2-3连通富氧侧吹熔融炉3的顶部进料口3-1；富氧侧吹熔融炉3底部设置炉渣放出口3-2、金属放出口3-10和金属回收装置3-9，炉渣放出口3-2连接水淬式冷渣装置3-3，金属放出口3-10和金属回收装置3-9基于金属沉淀池实现，设置于水淬式冷渣装置3-3底部。

回转窑1包括：回转窑进料系统1-3、回转窑用辅助燃烧器（图中未标记）；富氧侧吹熔融炉3包括侧吹炉进配料系统3-6；二燃室2包括：排烟口2-5、紧急排阀门2-6,、二燃室辅助燃烧器（图中未标记）。三种燃烧炉中的基本装置，分别基于现有技术实现即可。

本实用新型的系统中还包括进风系统（图中未标记），进风系统同时连通回转窑1助燃风进气管1-2、富氧侧吹熔融炉3的一次风进气管3-4和二次风进气管3-5、和二燃室2的二燃室助燃风进气管2-2，在各个设备的焚烧段提供助燃风，确保充分燃烧。

富氧侧吹熔融炉3也称富氧侧吹熔炼炉，或者富氧侧吹炉，基于富氧侧吹熔炼工艺实现。炉内反应发生时，通过一次风进气管3-4吹入的一次风由工业氧气和普通空气混合形成富氧空气氧浓度约为50%到80%，从炉两侧的风口进入熔炼炉体内，在炉内形成剧烈湍动的高温熔池，为固体炉料、熔体与反应风三相之间的快速传热、传质创造了极为有利的条件。熔炼过程完成原料干燥、熔炼和造渣的反应。实际生产中，这些反应是交互进行的。熔炼过程中通过料氧比、还原剂与氧比来控制炉子气氛，熔池温度约为1200~1400℃。

富氧侧吹熔融炉3的二次风位于熔池液面的上部，采用空气进行弱氧化反应。

二燃室助燃风采用空气自二燃室下部环向均匀喷入，与烟气进行过量氧化反应，确保烟气中还原性气体完全燃烧，正常生产中，炉顶维持微负压操作，同时严格控制烟气中氧气浓度，烟气进入余热锅炉。富氧侧吹熔融炉的熔炼产物包括：铜鋶和铜、炉渣。

基于富氧侧吹熔融炉不但能够使炉渣全部玻璃化，且炉渣中含金属低，金属回收率高。将富氧侧吹熔融炉3与回转窑1、二燃室2结合使用，利用废物自身热值，仅仅使用部分天然气等燃料的能力，通过鼓入氧含量为50%~80%的富氧空气助燃，即可达到较高的熔池温度，相比电炉和等离子等熔融技术，本实用新型的一体化处置系统能耗更低，极大地降低了系统成本。

同时，因本实用新型的一体化处置系统结合了回转窑1、二燃室2、富氧侧吹熔融炉3三个炉型，适应的危废种类更多、处置能力更强。

当待处理危险废物为有机类固体废物时，待处理危险废物从回转窑1进料；当待处理危险废物为无机固废时，待处理危险废物主要通过富氧侧吹熔融炉3进料，针对不同废物的特点分别进料，有利于控制焚烧、熔融工况，控制有害物质的分解。

当待处理危险废物为高热值有机废液时，则通过二燃室2和富氧侧吹熔融炉3进料。

本实用新型的一体化系统中其还包括废液喷枪，废液喷枪包括设置于二燃室2和富氧侧吹熔融炉3的燃烧段侧壁上的二燃室用喷枪2-4、侧吹炉用喷枪3-7；废液喷枪连通高热值废液供料装置（图中未标记）；具体实现时，废液经过泵、管道输送到设置在二燃室2或富氧侧吹熔融炉3中的废液喷枪。废液喷枪基于二流体雾化喷枪实现，采用压缩空气对废液进行雾化，废液经喷枪被雾化为均匀细小的颗粒，喷入二燃室2或富氧侧吹熔融炉3的炉内；高热值废液热值比较高，可用来补充燃烧用热量，在实现高温分解的同时，进一步降低系统能耗。

本实用新型技术方案中，针对不同废物的特点分别进料，有利于控制焚烧、熔融工况，控制有害物质的分解。

基于上述危险废物焚烧熔融一体化处置系统实现的危险废物焚烧熔融一体化处置方法，其包括以下步骤。

S1：确认待处理危险废物的构成，根据现有的焚烧和熔融的工艺需要，将待处理危险废物经过配比后均匀送入回转窑1高温焚烧；燃烧温度设置为大于850度的高温燃烧，确保待处理危险废物能够被彻底分解。

其中，确认待处理危险废物的构成的过程，详细包括以下步骤：

当待处理危险废物为有机类固体废物时，待处理危险废物从回转窑进料，送入回转窑；

当待处理危险废物为无机固废时，将待处理危险废物送入富氧侧吹熔融炉；

当待处理危险废物为高热值废液时，将待处理的高热值废液经由供液装置送入二燃室和富氧侧吹熔融炉；经由设置于二燃室和富氧侧吹熔融炉的燃烧段侧壁上的废液喷枪，雾化后喷出，参与二燃室和富氧侧吹熔融炉内燃烧。

具体实现时，送入富氧侧吹熔融炉的固体待处理危废根据其铁硅钙成分的组成比例，动态调整其进料量，确保侧吹炉出渣可形成稳定的玻璃体渣型。

S2：产生的危废烟气送入送入二燃室2，基于二次燃烧进行净化处理，再经后续烟气处理系统净化处理，确认合标后排出；具体实现过程基于现有的技术实现即可。

S3：待处理危险废物焚烧后产生的危废残渣以及危废烟气二次燃烧后产生的残渣，都会落入灰斗2-1，经出渣口2-3落入下部富氧侧吹熔融炉3中进行高温熔融。本实用新型技术方案中，通过灰斗2-1将富氧侧吹熔融炉3和回转窑1、二燃室2连通，，以简单的系统结构，确保高热值的灰渣能立刻落入富氧侧吹熔融炉3中降低了热损失，进而降低了系统的改造和运行成本。

富氧侧吹熔融炉3中的燃烧温度设置为1200~1400℃区域内，同时经侧吹炉进配料系统3-6送入的铁、硅钙等辅料，共同燃烧反应，生成炉渣。

S4：危废残渣经高温熔融后产生的炉渣，经水淬步骤生成玻璃体渣，通过取渣口3-8出渣去水淬；生成的金属熔融物沉入熔融炉底部，定期排出熔融金属，通过模具铸锭回收。

本实用新型技术方案中，待处理危险废物经历回转窑1中的高温焚烧、富氧侧吹熔融炉3中的高温熔融两个工段，与配入的铁硅钙等辅料高温反应后，最终经水淬形成满足国标GBT41015-2021要求的玻璃化产物，为可资源化利用的一般固废。

步骤S3中，还包括以下步骤：

根据待处理危险废物产生的危废残渣的成分，调整富氧侧吹熔融炉3的配料，如：还原剂、含铁废物、含硅废物、含钙废物等配料，实现对富氧侧吹熔融炉3内物料熔点的调整，达到产生不同类型的炉渣。

使用本实用新型的技术方案后，基于“回转窑+熔融炉”组合工艺，将焚烧与熔融相结合，彻底解决了焚烧残渣酌减率不达标问题；此外通过物料配伍与添加辅料，富氧侧吹熔融炉最终产出的水淬渣满足最新《固体废物玻璃化处理产物技术要求》GB/T41015-2021要求，不再按危废处置，可在特定行业进行资源化应用，一方面节约了危废残渣的填埋费用、甚至产生一定资源化利用的收益，另一方面在填埋场资源稀缺地区也带来很好的社会效益。同时，“回转窑+熔融炉”组合工艺，高温热渣直接进熔融炉，渣的余热得到最大化利用，相比冷渣熔融，可以大大降低熔融的能耗。

Claims (6)

1.一种危险废物焚烧熔融一体化处置系统，其包括：回转窑、二燃室，

其特征在于，其还包括：富氧侧吹熔融炉；

所述回转窑尾部排渣出口连通所述二燃室底部的灰斗，所述灰斗的出渣口连通所述富氧侧吹熔融炉的顶部进料口；

所述富氧侧吹熔融炉底部设置炉渣放出口和金属回收装置，所述炉渣放出口连接水淬式冷渣装置，所述金属回收装置设置于所述水淬式冷渣装置底部。

2.根据权利要求1所述一种危险废物焚烧熔融一体化处置系统，其特征在于：其还包括进风系统，所述进风系统同时连通所述回转窑助燃风进气管、所述富氧侧吹熔融炉的一次风进气管和二次风进气管、和所述二燃室的二燃室助燃风进气管。

3.根据权利要求1所述一种危险废物焚烧熔融一体化处置系统，其特征在于：其还包括废液喷枪，所述废液喷枪分别设置于所述二燃室和所述富氧侧吹熔融炉的燃烧段侧壁上；所述废液喷枪连通高热值废液供料装置。

4.根据权利要求3所述一种危险废物焚烧熔融一体化处置系统，其特征在于：所述废液喷枪基于二流体雾化喷枪实现。

5.根据权利要求1所述一种危险废物焚烧熔融一体化处置系统，其特征在于：所述回收装置为金属铸锭装置。

6.根据权利要求1所述一种危险废物焚烧熔融一体化处置系统，其特征在于：所述回转窑包括回转窑进料系统；所述富氧侧吹熔融炉包括侧吹炉进配料系统。

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