固体危废处理工艺、熔融炉和处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种固体危废处理工艺、熔融炉和处理系统。所公开的固体危废处理工艺包括：在熔融炉中对固体危废进行热熔融处理，产生气体和熔渣，所述熔渣进入熔融炉下方熔渣区，回收所述气体，将所回收气体燃烧后生成热烟气，所生成的热烟气与熔渣区的熔渣发生热交换后再回收。所公开的熔融炉和处理系统为实现所述工艺的熔融炉及系统。本发明专利技术通过将固废熔融炉出口的CO/H2合成气通过回收燃烧，产生的高温烟气进入固废熔融炉底部的循环烟气夹层中，提高炉底温度，减小熔渣液相区的温度梯度，提高液相区金属层温度，有利于金属排放。有利于金属排放。有利于金属排放。

【技术实现步骤摘要】
固体危废处理工艺、熔融炉和处理系统


[0001]本专利技术属于固体危险废弃物处理
，涉及一种用于固体危废处理工艺、熔融炉和处理系统。

技术介绍

[0002]目前，固体危险废弃物最常规的处理手段是通过回转窑焚烧减量，产生的炉渣、飞灰固化填埋。炉内处理温度一般在800～1100℃之间。这种方法排出的炉渣中的有机物往往处理不完全，产生的飞灰富含重金属、二噁英等，很容易对水体、土壤造成污染。
[0003]对于回转窑产生的炉渣、飞灰另一种处理手段是通过配伍后高温熔融(温度大于1400℃)，可形成硅酸盐络合物，将其中的重金属固化，同时高温使其中的二噁英分解。在一定的工艺条件下，熔融形成的熔渣玻璃体含量、酸溶失率、重金属浸出毒性完全满足《固体废物玻璃化处理产物技术要求》，可以进行资源化利用。
[0004]但是，在熔融处理的过程中，由于熔融的高温热源为等离子炬发生器等，热量主要集中在物料表面，发生器等产生的高温火焰通过加热物料及耐火材料使热量向下扩散，从而在熔渣液相区由上到下会形成温度梯度，导致上部温度高、下部温度低。同时液相区的熔渣组分由于密度不同会产生分层。Fe、Cu等金属单质及合金在熔融炉的底部会形成金属层，此类金属单质及合金熔点又高于熔渣，造成炉底金属层粘度大，流动性差，金属排放困难。如果炉底金属长期无法排出，即使停炉也很难清理，严重时甚至只能整体更换炉底耐材，影响生产并造成重大的经济损失。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的缺陷或不足，本专利技术一方面提供了一种固体危废处理工艺。
[0006]为此，本专利技术提供的工艺包括在熔融炉中对固体危废进行热熔融处理，产生气体和熔渣，所述熔渣进入熔融炉下方熔渣区，回收所述气体，将所回收气体燃烧后生成热烟气，所生成的热烟气与熔渣区的熔渣发生热交换后再回收。
[0007]进一步，所述气体部分被回收、燃烧后生成热烟气，所生成的热烟气与熔渣区的熔渣发生热交换；另一部分气体通入二燃室中焚烧后进行余热回收。
[0008]同时，本专利技术还提供了一种熔融炉。
[0009]为此，本专利技术提供的熔融炉包括炉体，所述炉体内设有气相区、固相区和熔融区，所述气相区炉体上设有气体出口，所述固相区或固相区与气相区之间安装有热源，所述熔融区炉体上设有熔渣排放口，所述热源选用等离子炬或富氧燃烧器，其特征在于，所述熔融区炉体壁内设热烟气通道夹层，所述热烟气通道夹层对外设热烟气进口和烟气出口，所述熔渣排放口穿过所述热烟气通道夹层设置。
[0010]进一步，所述熔融区炉体上设有金属排放口，所述金属排放口穿过所述热烟气通道夹层设置，且所述金属排放口的液位低于所述熔渣排放口的液位。
[0011]进一步，所述热烟气进口处连接有燃烧器，所述燃烧器与所述气体出口连通。
[0012]可选的，所述燃烧器包括壳体，壳体内沿轴向设有助燃空气区、喉部负压区和混合燃烧区，所述喉部负压区的内径小于所述助燃空气区的内径，也小于所述混合燃烧区的内径，所述助燃空气区的壳体上设有助燃空气入口；所述喉部负压区的壳体上设有第一燃气进口；所述混合燃烧区的壳体上设有高温烟气出口；所述第一燃气进口与所述气体出口连通，所述高温烟气出口与所述热烟气进口连通。
[0013]可选的，所述第一燃气进口沿壳体的径向设置，所述助燃空气入口和所述高温烟气出口位于壳体两端，且沿壳体轴向设置。
[0014]可选的，所述喉部负压区的壳体上设有第二燃气进口。
[0015]可选的，所述第一燃气进口和第二燃气进口位于壳体的同一径向。
[0016]本专利技术进一步提供了一种固体危废处理系统。
[0017]为此，本专利技术所提供的固体危废处理系统包括上述熔融炉、燃烧器、二燃室和余热锅炉，所述熔融炉的气体出口与所述燃烧器和所述二燃室连通，所述燃烧器与所述熔融炉的热烟气进口连通，所述余热锅炉与所述二燃室连接。
[0018]本专利技术通过将固废熔融炉出口的气体(CO/H2合成气)通过回收燃烧，产生的高温烟气进入固废熔融炉底部的循环烟气夹层中，提高炉底温度，减小熔渣液相区的温度梯度，提高液相区金属层温度，有利于金属排放。
附图说明
[0019]图1是本专利技术熔融炉及处理系统的结构示意图；
[0020]图2是为图1熔融炉熔融区的横截面图；
[0021]图3是为本专利技术实施例中燃烧器的结构示意图。
具体实施方式
[0022]除非另有说明，本文中的术语根据相关领域普通技术人员的常规认识理解。
[0023]本文中的内、轴向、径向等方法或方位性术语与附图中的相应方向或方位一致。
[0024]本专利技术的固体危废处理工艺可以理解为是在采用等离子炬熔融炉或富氧燃烧器熔融炉(包括纯氧燃烧器熔融炉)处理固体危废的工艺过程中，危废在熔融炉中产生的气体被全部或部分回收后进行燃烧产生热烟气作为熔融炉内熔渣区的补给热量，与熔渣区的熔渣进行热交换，增加熔渣的流动性。进一步的方案中，将熔渣炉中的气体一部分回收燃烧产生热烟气作为熔渣区的补给热量，另一部分经二燃室焚烧处理并回收余热。
[0025]本专利技术的熔融炉与现有熔融炉不同的是在熔渣区的炉体壁内设有热烟气通道夹层，该热烟气通道夹层对外设有热烟气进口和热烟气出口，同时，熔渣区的熔渣排放口穿过所述热烟气通道夹层设置。工作时，回收气体燃烧产生的热烟气经热烟气进口进入热烟气通道夹层，热烟气在夹层内充分扩散与熔渣发生热交换后经烟气出口排出。另有一些方案中，熔融炉的熔渣区还设金属排放口，该金属排放口同样穿过所述热烟气通道夹层设置，且其液位低于所述熔渣排放口的液位。
[0026]更进一步的方案中，炉体壁上设有气体分析仪口。在运行过程中，通过对炉内气体如氧量分析控制炉内气体如氧量，使得气相区保持还原性气氛。
[0027]还有些方案中，炉体壁上设热电偶口；热烟气通道夹层上设烟气夹层热电偶口。
[0028]一种具体的熔融炉示例如图1和2所示，包括炉体1，炉体壁内设耐火材料2，炉体内由上到下分为顶部气相区A、固相区B、底部熔融区C；
[0029]炉体1顶部设烟气出口3和加料口6、底部设金属排放口4和熔渣排放口5；固相区内或固相区与气相区之间设助燃空气入口7和等离子炬8，炉体壁上设氧量分析仪口12和炉内热电偶口13；其中助燃空气入口7位于等离子炬8上方，且助燃空气入口7和等离子炬8均沿炉体周向均布，数量大于等于2；
[0030]底部熔融区C炉体内耐火材料之中设有循环烟气夹层11，及与之相关的热烟气入口9、循环烟气出口10、循环烟气夹层热电偶口14；
[0031]等离子炬发生器作为高温热源，其可使用富氧燃烧器(包括纯氧燃烧器)替代。
[0032]经配伍等前处理的回转窑炉渣、飞灰等固体危险废弃物通过加料口6进入炉内，经过顶部气相区A落入固体物料区B，在此过程中在炉内等离子炬发生器产生的高温烟气的作用下，同时配合助燃空气，物料中的有机物进行热解气化，生成CO/H2合成气，物料中的无机物部分在底部熔融区C进行高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固体危废处理工艺，包括：在熔融炉中对固体危废进行热熔融处理，产生气体和熔渣，所述熔渣进入熔融炉下方熔渣区，其特征在于，回收所述气体，将所回收气体燃烧后生成热烟气，所生成的热烟气与熔渣区的熔渣发生热交换后再回收。2.如权利要求1所述的固体危废处理工艺，其特征在于，所述气体部分被回收、燃烧后生成热烟气，所生成的热烟气与熔渣区的熔渣发生热交换；另一部分气体通入二燃室中焚烧后进行余热回收。3.一种熔融炉，包括炉体，所述炉体内设有气相区、固相区和熔融区，所述气相区炉体上设有气体出口，所述固相区或固相区与气相区之间安装有热源，所述熔融区炉体上设有熔渣排放口，所述热源选用等离子炬或富氧燃烧器，其特征在于，所述熔融区炉体壁内设热烟气通道夹层，所述热烟气通道夹层对外设热烟气进口和烟气出口，所述熔渣排放口穿过所述热烟气通道夹层设置。4.如权利要求3所述的熔融炉，其特征在于，所述熔融区炉体上设有金属排放口，所述金属排放口穿过所述热烟气通道夹层设置，且所述金属排放口的液位低于所述熔渣排放口的液位。5.如权利要求3所述的熔融炉，其特征在于，所述热烟气进口处连接有燃烧器...

【专利技术属性】
技术研发人员：仲伟聪，刁伟华，汪刚，张世华，吉彦鹏，温彪雄，刘丹，王猛，王俊懿，
申请(专利权)人：江门市崖门新财富环保工业有限公司，
类型：发明
国别省市：