基于二次燃烧室富氧送风的绿色高效危险废物回转窑焚烧处理系统技术方案

本发明专利技术公开了基于二次燃烧室富氧送风的绿色高效危险废物回转窑焚烧处理系统，包括回转窑和二燃室，所述回转窑窑尾与二燃室的下部密封连接；固态废物送入回转窑中焚烧，液态废物喷入回转窑和二燃室中焚烧，所述二燃室通过管道连接有二次风机和富氧制备设备，二次风机抽取的空气与富氧制备设备制备的富氧气体混合后送入二燃室中；本发明专利技术提高二燃室内燃烧环境的氧气含量、有效利用预热的技术手段，在保证二噁英等有害物质完全分解的条件下，有利于在余热利用系统中把烟气中氮氧化物去除，避免或显著降低了焚烧处理过程中二次环境污染物质的产生和排放，实现了危险废物最大减量化的高效绿色处理。

Green and efficient rotary kiln incineration system of hazardous waste based on oxygen enriched air supply of secondary combustion chamber

【技术实现步骤摘要】
基于二次燃烧室富氧送风的绿色高效危险废物回转窑焚烧处理系统
本专利技术涉及一种基于二次燃烧室富氧送风的绿色高效危险废物回转窑焚烧处理系统，用于对危险废物进行焚烧处理。
技术介绍
经济的快速发展和工业化的迅速推进导致危险废物产量与日俱增，危险废物造成的环境污染对人类生存构成严重的威胁，成为当今世界各国面临的重大环境问题。作为“三废”(工业污染源产生的废水、废气和固体废弃物)中最难处理的污染物，危险废物是指列入国家危险废物名录或根据国家规定的危险废物鉴别标准和方法所判定的具有危险特性的废物，中国列入《国家危险废物名录》(2016年版)的危险废物被系统地分成46大类479小类，包括工业类型、医疗类型、社会类型危险废物。由于危险废物具有各种腐蚀性、急性毒性、进出毒性、反应性、传染性和放射性，会对生态环境和人类健康构成严重危害，并且在其产生、转移、处置或排放活动中，在时空上占据很大范围,其危害具有长期性和潜伏性。为此，1989年签订的《关于控制危险废物越境转移及其处置的巴塞尔公约》(简称“巴塞尔公约)”和2001年签订的《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》(简称“POPs公约”，POPs为PersistentOrganicPollutants的英文缩写)成为在全球范围内规范危险废物管理的核心文件，其中的相关要求和规定是世界各国开展危险废物管理实践的指南和依据，如POPs公约第5条附件C制定了《最佳可行技术与最佳环境实践导则》(简称“BAT/BEP导则”)。各国政府制定了严格的危险废物管理和处置的法律、法规、标准及规范，如美国的《资源保护与回收利用法》(RCRA)和《清洁空气法》(CAA)、《欧盟废物焚烧指令》(2000/76/EC)，日本《循环型社会形成促进法》、《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》等，以实现危险废物的环境无害化管理，保护人类健康和减少危险废物对环境破坏的目标。危险废物处置需遵循“减量化、无害化、资源化”的原则，常用的危险废物处置方法包括焚烧法、填埋法、生物处理法、化学处理法、固化法等，其中焚烧处置和安全填埋是目前危险废物处理的主要方法。焚烧法处理是以一定的过量空气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，废物中的有害有毒物质在高温下氧化、热解而被破坏，能在极大程度上实现无害化和减量化，同时还能回收余热，甚至可以发电。焚烧技术是BAT/BEP导则中所认定的最为成熟的危险废物处置技术,也是美国和WHO等国家和国际组织推荐优先使用的技术。有文献表明，我国90％以上的危险废物处置中心都采用了危险废物焚烧处置系统。加强对危险废物焚烧处置污染控制和推进BAT技术应用是采用焚烧技术处置危险废物的关键。在危险废物焚烧处理技术和设备发展的历程中产生了多种不同炉型的焚烧处理技术和设备，如回转窑、液体注射炉、流化床、多层床焚烧炉、固定床焚烧炉等，其基本工艺组合形式为：预处理与进料系统→焚烧系统→余热利用系统→烟气净化系统，其中，焚烧系统和烟气净化系统是评价整个危险废物焚烧工艺的关键环节。回转窑焚烧炉因其技术成熟、运行稳定、适用性广，能处理除放射性废物和爆炸性废物之外的任何固态、液态、气态可燃危险废物，成为目前处理危险废物最为广泛、最为主流的危险废物处置炉型，其市场占有率约为85％，其中绝大多数为物料与烟气的流动方向相同的顺流式回转窑焚烧炉；而喷雾干燥塔结合布袋除尘器的脱酸除尘组合工艺是国内外烟气净化系统最为广泛采用的工艺技术。典型的回转窑焚烧系统由回转窑、二次燃烧室(简称为二燃室)组成，其工作过程为：经过预处理和配伍的各类危险废物通过不同的进料途径进入焚烧系统，在自身重力以及回转窑连续旋转的推动作用下，废物在回转窑内不断翻动与助燃空气充分接触，完成干燥(水份蒸发)、气化和燃烧过程，其中固体部分和部分热解气体在窑内完全焚烧，最后残渣自窑尾落入渣斗，由水封出渣机连续排出；而未完全燃烧的热解气随烟气进入二燃室，在二次风和补燃燃料的作用下，保持温度到1100℃以上，停留时间大于2秒，使烟气中未燃烬的有害物质在二燃室内得到充分燃烧。整个回转窑焚烧系统均始终在负压状态下运行，以防止有害气体逸出。危险废物回转窑焚烧处理实质上是一定的过量空气与被处理的有机废物在在回转窑、二燃室内焚烧进行氧化燃烧反应，焚烧供风量应以处理量与配伍后物料的组分分析为依据，考虑过剩空气系数后核算焚烧总需氧量与供风量。回转窑内一次风量的选择以满足热解废物、燃尽窑内固定碳、点燃部分挥发分为原则，以实现窑内物料中的固定碳组分燃尽、向二燃室提供挥发分、炭黑等热解产物作为燃料为目的，二燃室内二次风量与燃烧温度的选择以实现挥发分、炭黑等热解产物进行充分燃烧为目的。作为危险废物处理的主要技术，回转窑焚烧处置技术因对物料适应性强、工作连续性好、操作简单、控制方便、使用寿命长、维修工作量少等优点而显示出其它处理设备所无法取代的优越性，在危险废物减量化和无害化处理方面发挥着重要的作用。然而，焚烧处置技术若应用和管理不当，在处置过程中产生焚烧烟气和灰渣(残渣与飞灰)等二次环境污染物质会严重威胁环境安全和人体健康，其中焚烧烟气中主要污染物质有不完全燃烧产物、颗粒物(烟尘)、酸性气体(SO2、NOx、HCl、HF等)、重金属(Hg、Cd、Pb等)及二噁英类物质。这也是世界各国不断推进立法，加强危险废物焚烧处置无害化管理的重要原因。危险废物中存在烃类和芳香族高分子物质，在有氯元素和铜、铁、铝等金属元素存在的条件下经过非理想条件焚烧而产生的二噁英、HCB(六氯苯)、PCB(多氯联苯)等是POPs公约首批控制非故意生产的持久性有机污染物。二噁英是由一个或两个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环构成的两类物质：多氯二苯并二噁英(Polychlorinateddibenzo-p-dioxins，PCDDs)和与多氯二苯并呋喃(Polychlorinateddibenzofurans，PCDFs)。由于二噁英是一种无色无味的脂溶性物质，极易在生物体内积累而具有不可逆的致畸、致癌、致突变的“三致”毒性，二噁英是迄今为止发现的毒性最大的、在全球范围内严重威胁环境安全和人体健康的物质。调查研究发现，环境中的二噁英主要来自于焚烧(其余的由化工制药、钢铁冶炼、造纸、汽车尾气等产生)，为了避免或减少危险废物焚烧过程中高危污染物的产生和排放，《巴塞尔公约》和POPs公约要求缔约国采用最佳可行技术(BAT)和最佳环境实践(BEP)，同时必须建立严格的排放标准和二次污染控制措施。二噁英在850℃以上会很快分解，但在250℃～350℃温度下，在含铜、铁等金属化合物作催化剂和CO浓度较高的还原条件下很容易合成。根据二噁英的形成原理，防治二噁英污染的关键是控制危险废物焚烧工艺中二噁英的形成源、切断其形成途径及采取有效的尾气净化技术，因此可以从“燃烧前、燃烧中和燃烧后”三个环节对其实现全面控制。在危险废物焚烧处理中主要有三个与二噁英相关的阶段，分别为初始生成、高温分解和后期合成，其中一、三阶段都应尽量避免二噁英的产生，而高温分解则是消除二噁英的主要阶段。避免二噁英重新合成的主要方法是控制CO的浓度和烟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于二次燃烧室富氧送风的绿色高效危险废物回转窑焚烧处理系统，包括回转窑和二燃室，所述回转窑窑尾与二燃室的下部密封连接；固态废物送入回转窑中焚烧，液态废物喷入回转窑和二燃室中焚烧，其特征在于：所述二燃室通过管道连接二次风机和富氧制备设备，二次风机抽取的空气与富氧制备设备制备的富氧气体混合后送入二燃室中。/n

【技术特征摘要】
1.基于二次燃烧室富氧送风的绿色高效危险废物回转窑焚烧处理系统，包括回转窑和二燃室，所述回转窑窑尾与二燃室的下部密封连接；固态废物送入回转窑中焚烧，液态废物喷入回转窑和二燃室中焚烧，其特征在于：所述二燃室通过管道连接二次风机和富氧制备设备，二次风机抽取的空气与富氧制备设备制备的富氧气体混合后送入二燃室中。


2.根据权利要求1所述的基于二次燃烧室富氧送风的绿色高效危险废物回转窑焚烧处理系统，其特征在于：所述二次风机抽取的空气与富氧制备设备制备的富氧气体混合后通过二燃室壁上一排主进风通道和位于主进风通道上方的至少一排辅助进风通道送入二燃室中；所述主进风通道、辅助进风通道均包括至少三个进风口，所述进风口在二燃室内壁以相同时针方向切向均布；液态废物喷入二燃室的喷入口位于主进风通道和辅助进风通道之间。


3.根据权利要求2所述的基于二次燃烧室富氧送风的绿色高效危险废物回转窑焚烧处理系统，其特征在于：所述辅助进风通道为一排，所述辅助进风通道与主进风通道之间间距为回转窑顶部与二燃室烟气排出口之间距离的1/5～1/4，辅助进风通道的进风口和主进风通道的进风口错位分布；所述主进风通道的进风口与二燃室中轴线垂直，所述辅助进风通道的进风口由外向内向下倾斜，辅助进风通道的进风口与水平面之间的夹角为5～15°,所述辅助进风通道的进风口截面积为主进风通道的进风口截面积的1/8～1/16。


4.根据权利要求1所述的基于二次燃烧室富氧送风的绿色高效危险废物回转窑焚烧处理系统，其特征在于：所述富氧制备设备为变压吸附制氧装置，变压吸附制氧装置排出的富氮气体通过管道引入至固态废物破碎装置中。


5.根据权利要求1所述的基于二次燃烧室富氧送风的绿色高效危险废物回转窑焚烧处理系统，其特征在于：所述富氧制备设备为膜制氧装置。


6.根据权利要求1所述的基于二次燃烧室富氧送风的绿色高效危险废物回转窑焚烧处理系统，其特征在于：所述二燃室的烟气出口连接换热室，所述二次风机抽取的空气与富氧制备设备制备的富氧气体混合后进入换热室，经换热室内高温烟气加热后送入二燃室中。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘子利，刘思雨，刘希琴，仇恒勇，马立明，
申请(专利权)人：莱芜德正环保科技有限公司，南京航空航天大学，山东德正环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37