一种危险废物低温熔融系统的制作方法

本发明涉及危险废物处理领域，尤其涉及一种危险废物低温熔融系统。

背景技术：

随着我国经济高速发展的需要,从个人到国家层面的环保意识逐渐加强，危险废物管理及处理处置逐渐成为我国环境保护工作的重点。尤其在“无废城市”的号召下，危险废物的治理更加趋向严格。目前热值低，不适合焚烧的固体危险废物，需要经过稳定固化处理后，方可进入安全填埋场进行填埋，不仅所大量土地成本高，也给生态环境和人体健康带来很大的潜在危害。针对该类废物填埋带来的弊端，危险废物玻璃化处理技术逐渐成为行业热点。

目前，国内危险废物玻璃化主要采用矿热炉窑技术和等离子技术对部分危险废物实现无害化、减量化处置。矿热炉窑技术处理危险废物种类相对有限，其技术来源于冶金领域，对玻璃化原料的配伍及晶体成型都有严格要求，另外需要补充大量的燃料或电力，实现高温熔融。等离子技术具有中心火焰温度高、焚毁率高等优点，但系统复杂、运行成本高、维持时间短等缺点限制了等离子技术的应用。

技术实现要素：

基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种危险废物低温熔融系统，能解决现有处理危险废物的利用等离子技术的玻璃化熔融系统复杂、能耗较高、运行不稳定等问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种危险废物低温熔融系统，包括：

配伍进料子系统、低温熔融炉子系统、余热锅炉和烟气净化子系统；其中，

所述配伍进料子系统，设有配伍废料出口，该配伍废料出口与所述低温熔融炉子系统的立式旋转熔融炉的物料进口连接；

所述低温熔融炉子系统包括：所述立式旋转熔融炉、一次风机、出渣机、灰渣车、二次风机、辅助燃烧器、二燃室和紧急排放烟囱；其中，

所述立式旋转熔融炉的底部一侧连接所述一次风机，该立式旋转熔融炉的底部另一侧设有与出渣口连接的所述出渣机，所述出渣机的出口与下方的所述灰渣车对应；

所述立式旋转熔融炉的顶部分别设置烟气出口和所述物料进口，所述烟气出口与所述二燃室连接；

所述二燃室上设有所述辅助燃烧器；该二燃室的上部设有连接所述立式旋转熔融炉的烟道；该二燃室的下部设有高温烟气出口；

所述余热锅炉，与所述低温熔融炉子系统的二燃室的高温烟气出口连接；该余热锅炉设有烟气出口；

所述烟气净化子系统，与所述余热锅炉子系统的烟气出口连接，该烟气净化子系统设有达标烟气外排出口。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的危险废物低温熔融系统，其有益效果为：

通过设置依次连接的配伍进料子系统、低温熔融炉子系统、余热回收设备和烟气净化子系统，能经配伍进料子系统将废物与辅料配伍后输送至低温熔融炉子系统进行熔融处理，由于低温熔融炉子系统采用立式旋转熔融炉加二燃室的形式，能保证熔融炉内废物充分热解焚烧，并将熔融炉产生的烟气中可燃成分及未燃烬的有害物质与二次风充分混合后，经二燃室中完全燃烧并彻底分解，提升废物的融炉和烟气处理效果；通过设置余热回收设备和烟气净化子系统，能对二燃室排出的烟气的余热进行先回收后，再经净化处理达标后外排。该系统结构相对简单，运行稳定，处理效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的危险废物低温熔融系统的构成示意图；

图中各标记对应的部件为：1-废物存储池；2-抓斗吊车；3-配伍混合器；4-螺旋输送机；5-第一辅料仓；6-第二辅料仓；7-第三辅料仓；8-废物运输车；9-周转桶；10-斗式提升机；11-进料仓；12-进料溜槽；13-双辊给料器；14-立式旋转熔融炉；15-一次风机；16-出渣机；17-灰渣车；18-二次风机；19-辅助燃烧器；20-二燃室；21-紧急排放烟囱；22-余热锅炉；23-除酸塔；24-碱液喷淋装置；25-干法喷射装置；26-布袋除尘器；27-引风机；28-烟囱。

具体实施方式

下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

如图1所示，本发明实施例提供一种危险废物低温熔融系统，包括：

配伍进料子系统、低温熔融炉子系统、余热回收设备和烟气净化子系统；其中，

所述配伍进料子系统，设有输出配伍废料的出料槽，该出料槽与所述低温熔融炉子系统的立式旋转熔融炉的物料进口连接；

所述低温熔融炉子系统包括：所述立式旋转熔融炉、一次风机、出渣机、灰渣车、二次风机、辅助燃烧器、二燃室和紧急排放烟囱；其中，

所述立式旋转熔融炉的底部一侧连接所述一次风机，该立式旋转熔融炉的底部另一侧设有与出渣口连接的所述出渣机，所述出渣机的出口与下方的所述灰渣车对应；

所述立式旋转熔融炉的顶部分别设置烟气出口和所述物料进口，所述烟气出口与所述二燃室连接；

所述二燃室上设有所述辅助燃烧器；该二燃室的上部设有连接所述立式旋转熔融炉的烟道；该二燃室的下部设有高温烟气出口；

所述余热回收设备，与所述低温熔融炉子系统的二燃室的高温烟气出口连接；该余热回收设备设有烟气出口；

所述烟气净化子系统，与所述余热锅炉子系统的烟气出口连接，该烟气净化子系统设有达标烟气外排出口。

上述熔融系统中，所述立式旋转熔融炉采用立式筒形结构炉体，该立式筒形结构炉体内分上段炉体和下段炉体，所述上段炉体内壁上设有作为上防护层的耐火和耐腐蚀防护层，即设置由耐火材料、耐腐蚀材料组成的防护层；所述下段炉体的外壁设有水冷壁，所述下段炉体内对应设置旋转炉排，水冷壁作为防护层，能降低高温对炉排的辐射影响。

上述立式旋转熔融炉内从上至下依次形成干燥段、热解焚烧段、熔融段和冷却段。

上述熔融系统中，立式旋转熔融炉的炉体与炉盖之间设置密封用水封槽，该立式旋转熔融炉的炉膛内设有测量探头。优选的，该测量探头是一个或多个，能分别监测炉内烟温、负压值等。

上述熔融系统中，立式旋转熔融炉内的底部设置塔形锥体结构的旋转炉排。

上述熔融系统中，所述低温熔融炉子系统的出渣机采用链式水封出渣机。便于冷却出渣。

上述熔融系统中，二燃室采用筒形立式结构，该二燃室的外壁为钢板支撑，该二燃室的内壁是由耐火和保温材料砌筑而成的耐火保温层；

所述二燃室内的烟气进口下方设有环形布风装置，该环形布风装置经管路和依次设置的所述二次风机与所述配伍进料子系统的进料仓连接。

上述熔融系统中，配伍进料子系统包括：废物储料池、抓斗吊车、配伍混合器、第一辅料仓、第二辅料仓、第三辅料仓、三个螺旋输送机、周转桶机构、斗式提升机、进料仓、进料溜槽和双辊给料器；其中，所述废物储料池经所述抓斗吊车与所述配伍混合器连接；

所述第一辅料仓、第二辅料仓和第三辅料仓均经一个螺旋输送机与所述配伍混合器连接；

所述配伍混合器的底部出料口与所述周转桶机构连接，所述周转桶机构经所述斗式提升机与所述进料仓连接，所述进料仓经所述进料溜槽与双辊给料器连接，所述双辊给料器设有连接所述低温熔融炉子系统的立式旋转熔融炉物料进口的配伍废料出口。

上述熔融系统中，余热回收设备采用膜式壁辐射受热结构的余热锅炉，该余热锅炉内的换热管远离该余热锅炉的烟气进口。

上述熔融系统中，烟气净化子系统包括：半干法脱酸装置、布袋除尘器、引风机和烟囱；其中，

所述半干法脱酸装置与所述布袋除尘器、引风机和烟囱顺次连接，即所述布袋除尘器出口与引风机进口相连，引风机出口与烟囱相连。

上述熔融系统中，半干法脱酸装置包括：

除酸塔、碱液喷淋装置和干法喷射装置；其中，

所述除酸塔内的顶部设置所述碱液喷淋装置；

所述除酸塔设有连接所述布袋除尘器的烟气管道，该烟气管道上设置所述干法喷射装置。

下面对本发明实施例具体作进一步地详细描述。

本发明提供一种危险废物熔融系统，能对危险废物进行低温熔融，是将危险废物焚烧与玻璃化技术耦合，并配套相应的余热锅炉和烟气净化子系统，能解决传统的玻璃化熔融系统复杂、能耗较高、运行不稳定等问题。该熔融系统具体包括：配伍进料子系统、低温熔融炉子系统，余热回收设备和烟气净化子系统；其中，

所述的配伍进料子系统包括：第一辅料仓、第二辅料仓、第三辅料仓，螺旋输送机、抓斗行车、配伍混合器、斗式提升机、进料仓、进料溜槽、双辊给料器，该配伍进料子系统结构紧凑合理，各设备之间采用封闭连接，可以有效避免粉尘和烟雾对空气的污染。

所述的低温熔融炉子系统采用立式旋转熔融炉加二燃室，立式旋转熔融炉外壳用钢板加工焊制，内部用耐火材料砌筑，在整个熔融炉内，由干燥段、热解焚烧段、熔融段、冷却段组成；配伍后的废物从该立式旋转熔融炉的顶部投入后开始被熔融炉内底层废物热解焚烧产生的热量加热，加热到一定温度后开始分解，随着新物料的加入和熔渣的逐渐排出，早期进炉的废物先后经过加热干燥、热解焚烧和熔融的过程，熔渣通过旋转炉排破渣后不断排出，落入链式水封出渣机内自动排出。为保证熔融炉内废物充分热解焚烧，并提供熔融所需要的温度，熔融炉底部设置一次风机。

该立式旋转熔融炉内底部设置旋转炉排，是熔融炉的核心部件，为一塔形锥体结构，在炉体内底部通过传动装置在电机的带动下缓慢旋转；旋转炉排使焚烧后的残渣与一次空气充分混合，保证焚烧完全，为物料熔融提供足够的反应温度，在连续进料的情况下，炉排上部形成0.2～0.5m厚的熔融料层；另外，旋转炉排可实现强力破渣，能够使熔融后的玻璃化固体破碎挤压，形成小块残渣落入炉体底部的出渣机。

上述的立式旋转熔融炉为立式筒形结构，分上段炉体和下段炉体，熔融炉的下段炉体对应设置旋转炉排，采用水冷壁作为防护层，降低高温对炉排的辐射影响，熔融炉上段炉体设有耐火材料、耐腐蚀材料组成的防护层，炉体与炉盖之间由水封槽密封。炉膛内设置有监测烟温、负压值等测量探头。焚烧炉内耐火材料采用耐高温、耐腐蚀、耐磨材料。

所述的低温熔融炉子系统中，二燃室采用筒形立式结构，二燃室内壁由耐火和保温材料砌筑，外壁为钢板支撑。二燃室烟气进口处设置环形布风装置，熔融炉产生的烟气中可燃成分及未燃烬的有害物质与二次风充分混合，在二燃室中完全燃烧并彻底分解。

所述的余热回收设备采用余热锅炉，用于冷却来自二燃室的高温烟气，烟气温度可由1000℃以上降至250℃左右。余热锅炉充分考虑烟气高温和低温腐蚀；余热锅炉采用膜式壁辐射受热结构的余热锅炉，余热锅炉的烟道进口不设置烟气直吹的换热管，避免高温腐蚀；在余热锅炉内低温区(500℃～250℃)设置换热管束。

所述的烟气净化子系统，是一种半干法烟气处理系统，该烟气净化处理子系统主要由半干法脱酸装置、干粉(消石灰、活性炭粉)喷射装置、布袋除尘器、引风机和烟囱顺次连接而成，半干法脱酸装置由设有碱液喷淋装置和干法喷射装置的除酸塔构成。这种能实现半干法净化烟气的烟气净化子系统结合了干法与湿法的优点，构造简单，压差小，能源消耗少，可确保烟气排放达到《危险废物焚烧污染控制标准》要求。

实施例

本发明的危险废物熔融系统，使用中将危险废物与辅料进行配伍，满足热值＞3500kcal/kg，s和cl含量＜5％的配伍要求,并按照焚烧后炉渣玻璃化晶型分析，添加一定量的辅料，辅料包括sio2、al2o3和naoh；通过物料的配伍混合，经过在低温熔融炉内反应后形成低熔点的玻璃化产物。

来自系统外的危险废物由专门的危废运输车运至存储危险废物的废物存储池暂存，通常危险废物热值范围在1000～10000kcal/kg，物料形态主要有固态、液态和半固态，本发明系统主要适用于固态和半固态危险废物，危险废物经过废物存储池上部的抓斗吊车，混拌抓取至配伍混合器，同时三个辅料仓(即第一辅料仓、第二辅料仓和第三辅料仓)内的sio2、al2o3和naoh通过螺旋输送机将粉料输送至配伍混合器，配伍混合器连续或间歇搅拌后，经出料槽输送至周转桶机构的周转桶；

周转桶经斗式提升机输送至进料仓内，进料仓内废物经过进料溜槽、双辊给料器输送至立式旋转熔融炉；进炉的废物先后经过加热干燥、热解焚烧、熔融和冷却过程，熔渣通过炉排破渣后不断排出，落入水封出渣机内自动排出；熔融炉温度为800～1000℃，为维持熔融炉高温工况，设置一次风机向熔融炉底部进行布风；

熔融炉产生的烟气中可燃成分及未燃烬的有害物质与二次风充分混合，喷入二燃室中完全燃烧并彻底分解；二燃室温度为900～1100℃停留时间在2秒以上。在二燃室侧墙上装有辅助燃烧器，在熔融炉启动和废物热值低时保持炉温时使用；

经过二燃室充分焚烧，出口烟气温度约为1100℃，经由作为余热回收设备的余热锅炉进行换热降温，烟气温度可由1000℃以上降至250℃左右；余热锅炉换热产生的蒸汽用于系统其它设施；

烟气经余热锅炉换热后温度降至250℃，然后进入半干法除酸装置的除酸塔，除酸塔由前、后两段组成，前段为喷雾脱酸塔，烟气先在前塔经碱液雾化直接喷淋调节反应温度，进行初步脱酸湿化，后段为干燥塔，能够延长反应时间，促进烟气进一步脱酸；

经脱酸处理后的烟气进入干粉喷射装置，主要喷射消石灰粉和活性炭粉，保证烟气与消石灰粉或活性炭的充分混合。经吸附反应后的烟气进入布袋除尘器除去粉尘。烟气净化后经由引风机排入烟囱；

进料仓为密封型，内部由设在该进料仓顶部的二次风入风口抽取空气形成微负压，避免废气外泄，影响环境。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。