危险废弃物旋流气化熔融系统技术方案

本发明专利技术涉及一种危险废弃物旋流气化熔融系统，设有相通的主燃烧室Ⅰ和二燃室Ⅱ，主燃烧室Ⅰ为旋流式燃烧室，其上设有危险废弃物进料口１、添加剂／飞灰／助燃燃料入口２、助燃空气入口３和气体辅助燃料入口８，二燃室Ⅱ上设有二次风入口４、熔渣排渣管５、烟气出口６。主燃烧室Ⅰ下部为锥形段。二次燃烧室Ⅱ中截面设计成矩形，其倾角在０°～４５°间变化。在二燃室Ⅱ内烟气出口６前可安装惯性分离器７。本发明专利技术结构简单、操作方便、运行成本低，集危险废弃物焚烧、灰渣熔融于一体，可以在焚烧危险废弃物的同时，熔融焚烧产生的灰渣。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环保
，尤其涉及危险废弃物的焚烧处理技术。
技术介绍
危险废弃物是指列入国家危险废物名录或者国家规定的危险鉴别标准和鉴定方法认定的、具有危险特性的废物。危险废弃物具有有易燃性、腐蚀性、反应性、毒性或感染性的特点，若不进行合理规范的处理，必将产生巨大的危害。例如医疗废物携带的细菌病毒可能有极强的传染性，化学废物则包含多种有毒有害的有机物，因而必须进行有效的处理处置。目前，我国危险废物的主要来源于工业生产，危险废弃物的年产生量约3000万吨，约占工业固体废弃物年产生量的3％～5％。并且主要分布在化学原料和化学制造业、采掘业、黑色金属冶炼及延压加工业、石油工业及炼焦业、造纸及纸制品制造业等工业部门。我国是一个发展中国家，随着经济的迅速发展，危险废弃物的产量越来越大、种类繁多、性质复杂。但我国危险废弃物起步较晚，目前无论管理法规和处理机构、处理技术的研究和处理处置设施的建设等方面都存在不足，有一部分危险废弃物未经处理就直接排入自然环境中。我国至今仍未建立起废弃物最小量化管理制度，近几年，在沈阳、北京、江苏等地刚开始出现工业危险废弃物焚烧处理厂。目前仅在深圳建有一座符合安全标准的有害废弃物填埋场(1995年建成)，但处理量仅有2万吨。因此，有害废弃物处置和处理矛盾突出、问题严峻。传统的填埋和堆放办法不仅占用大量土地，而且往往因为处理不当造成隐患。危险废弃物的焚烧处理技术可以有效破坏废弃物中的有毒、有害、有机废物，是实现危险废弃物减量化、无害化的最快捷、最有效的技术。但是传统的危险废弃物处理方法会产生大量的焚烧灰渣。这包括底渣和焚烧飞灰。这部分焚烧灰渣由于吸附了大量焚烧过程中挥发出来的有害物质，其危害性往往比焚烧物本身更大。熔融处理技术被认为是处理这部分物质的首选方法。该方法可以有效的缩减灰渣的体积，并将无机污染物永久的固定在熔融体内。熔渣本身还可以进行材料化利用。现有的废弃物处理技术中热等离子体处理技术可以在处理废弃物的同时熔融处理过程中产生的灰渣。然而等离子体进行废物处理的主要缺点在于以电力作为能源，经济成本高。此外，与传统废物处理方式相比，等离子体过程具有更多的过程控制参数，从而在过程控制中要求自动化程度很高。因此等离子体主要用于焚烧炉难于处理的废物，包括被污染的陶瓷废物、高熔点金属、需要治理的含有毒挥发成分的废气等。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构简单、操作方便、运行成本低，集危险废弃物焚烧、灰渣熔融于一体的危险废弃物处理装置。该装置可以在焚烧危险废弃物的同时，熔融焚烧产生的灰渣。为达到上述目的，本专利技术采取了如下的技术方案如图1、2、3、4所示，本专利技术设有相通的主燃烧室I和二燃室II，主燃烧室I为旋流式燃烧室，其上设有危险废弃物进料口1、添加剂/飞灰/助燃燃料入口2、助燃空气入口3和气体辅助燃料入口8，二燃室II上设有二次风入口4、熔渣排渣管5、烟气出口6。添加剂/飞灰/助燃燃料入口2进口圆管直径根据气化/热解气量及主燃烧室I进气速度要求确定；主燃烧室I下部为锥形段，以提高燃气与热解/气化灰渣分离效率，其锥度可参照现有技术中旋风分离器的设计确定，优选锥度范围为0°～20°；所述助燃空气入口3和气体辅助燃料入口8位于添加剂/飞灰/助燃燃料入口2侧壁上，形成对称布置，以使得在主燃烧室内形成漩流。助燃空气进口3可为图2所示的对称布置的两个，也可以根据实际需要仅有一个或有多个。二次燃烧室II中截面设计成矩形，其倾角在0°～45°间变化，以均质熔融主燃烧室I分离出来的灰渣，并使燃气充分燃烧，根据实际需要二燃室II也可以设计成其它形状；在二燃室II内烟气出口6前可安装惯性分离器7，用于进一步分离燃烧烟气中的灰渣，二燃室II截面设计成矩形时所述惯性分离器7可为一折板式分离器，折板间距根据所需分离最小灰渣粒径确定，分离最小粒径一般取10μm；也可以在二燃室II端部安装一辅助燃烧器，用于在起炉时作为点火预热或在运行时维持排渣口局部高温、提供熔融所需热量并使二燃室内形成如图5所示的流场；气体辅助燃料进口圆管8直径由辅助燃料用量及燃气进口速度共同确定；添加剂/二次飞灰/助燃燃料入口2、主燃烧室I、二燃室II等主要部件组成及5熔渣排渣管的中心线处于同一截面上。本专利技术工作原理如图1所示，主燃烧室I用于危险废弃物气化/热解燃烧，并将气化/热解灰渣与燃气分离，二燃室II用于灰渣中碳份的完全燃烧、灰渣均质熔融和分离，热解/气化气也在该燃烧室高温燃烧，分离后的熔融灰渣通过排渣口沿熔渣排渣管5排入液封水中冷却形成水冷渣，高温气体通过惯性分离器7进一步分离灰渣最终通过烟气出口6进入余热利用装置利用余热。本专利技术可以利用废弃物自身热值或辅助燃料气热解/气化危险废弃物物、熔融并分离热解/气化灰渣。危险废弃物可以收集后从进料口喷人，也可直接与危险废弃物产生设备连用。为使热解/气化产生燃气的高温燃烧，实现热解/气化灰渣的高温熔融，可以在主燃烧室内通入辅助燃料，该辅助燃料可以是气体燃料(天然气、氢气等)、液体燃料(重油、柴油等)、固体燃料(煤粉、木炭等)等。从烟气后处理装置收集到的飞灰，以及少量用于改善熔渣性质的CaO/Si02等可以投入主燃烧室，在主燃烧室一起焚烧/熔融。本专利技术的优点是1.采用类似于旋风分离器的旋流分离主燃烧室，并可以在二燃室加装折板式二次除尘装置，提高分离效率，可以采用较为精简的后续烟气处理设备；2.排渣口位于高温辅助燃烧器火焰下方，可以有效的防止排渣口结渣；3.排渣口位于高温烟气流向下方，可以有效防止含有重金属等有害物质的高温烟气污染冷却水；4.排渣口紧靠旋流燃烧主燃烧器下方，可以减小熔融灰渣在炉内的运动距离；5.将废弃物焚烧和灰渣熔融系统结合在一起，且结构简单、紧凑，易于放大。6.采用漩流式气流组织，在较小的空间内实现较长的烟气炉内停留时间(＞2s)，彻底破除烟气中有害有机物。7.该系统适应性较强，可以用于处理具有可然性得危险废弃物，如废矿物油、涂料废物、有机树脂类废物等，在助燃燃料加热下也可以用于熔融不可燃得危险废弃物，如焚烧处置残渣、石棉隔热废料等。附图说明图1是本专利技术结构主视2是图1的A视3是图1的C-C视4是图1的B-B视5是本专利技术炉内烟气流向简6是本专利技术实施例工作流程简图附图标记说明1危险废弃物进料口、2添加剂/飞灰/助燃燃料入口、3助燃空气入口、4二次风入口、5熔渣排渣管、6烟气出口、7惯性分离器、8气体辅助燃料入口、I主燃烧室、II二燃室、A投放废弃物、B废弃物料斗、C燃烧机、D添加剂或助燃燃料或危险废弃物、E助燃燃料、F余热锅炉、G空气预热器、H至烟气处理系统、I排渣系统 具体实施例方式本实施例设有相通的主燃烧室I和二燃室II，主燃烧室I上设有危险废弃物进料口1、添加剂/飞灰/助燃燃料入口2、助燃空气入口3，二燃室II上设有二次风入口4、熔渣排渣管5、烟气出口6、气体辅助燃料入口8，在二燃室II内二次风入口4处设有辅助燃烧器，烟气出口6前设有7惯性分离器。添加剂/飞灰/助燃燃料入口2进口圆管直径为83mm；主燃烧室I下部为锥形段，其锥度为8°；助燃空气进口3为图2所示的对称布置的两个；惯性分离器7为折板式，折板间距为60mm；二次燃烧室II设计成矩形，其倾角为20度；气体辅助本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种危险废弃物旋流气化熔融系统，其特征在于：设有相通的主燃烧室（Ⅰ）和二燃室（Ⅱ），主燃烧室（Ⅰ）为旋流式燃烧室，其上设有危险废弃物进料口（１）、添加剂／飞灰／助燃燃料入口（２）、助燃空气入口（３）和气体辅助燃料入口（８），二燃室（Ⅱ）上设有二次风入口（４）、熔渣排渣管（５）、烟气出口（６）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阎常峰，王小波，陈勇，李海滨，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]