成渣燃烧处理可燃物的方法技术

本发明专利技术涉及一种通过成渣燃烧处理如城市废物、塑料污泥、或汽车废物的可燃废物的方法。可燃物和含氧气体被供应到成渣燃烧炉（３），可燃物在还原性气氛下在主燃烧室（８）中部分氧化，获得可燃气体，并将灰分转化为从融渣分离室（１０）排出的融渣；然后，通过供应含氧气体在副燃烧室（９）中完全燃烧可燃气体。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过成渣燃烧(slagging combustion)处理可燃物的方法，在该方法中，如城市废物、废渣提取燃料、固体-水混合物、塑料废物、FRP废物、污泥、生物废物、汽车废物、劣质煤、或废油等可燃物在成渣燃烧炉或气化燃烧炉与成渣燃烧炉的组合中燃烧，其中不产生二噁英，同时以玻璃状炉渣的形式回收可燃废物中的灰分，重金属没有从炉渣中排出。在可燃废物中，废渣提取燃料(RDF)是通过将城市废物破碎、分级、向分级后的城市废物中加入生石灰、并压缩成形所生产的。固体水混合物(SWM)是由破碎城市废物、通过加入水使之成浆、使浆料在高压下通过水热反应(hydrothermal reaction)转化为油状燃料所生产的。
技术介绍
为了减少污泥的体积，一种干燥泥浆、再在高温下在成渣燃烧炉中燃烧的技术已付之实施了。此外，一种通过结合气化炉和成渣炉燃烧可燃废物而不排放毒性物质的技术几乎也已付之实施了。这种气化和成渣燃烧系统的目的是通过将灰分转化为炉渣以延长掩埋场的寿命，利用由灰分转化为铺路材料的炉渣，完全降解如二噁英之类的有害物质，建立适合于保持环境、简化结构和具有上述功能的低成本设备的燃烧技术。图6示出常规气化和成渣燃烧系统的一种实施例。如图6所示，气化和成渣系统包括连续(constant)供料器1，流化床气化炉2以及涡流式(swirling-type)成渣燃烧炉3。流化床气化炉2在其下部有一个空气室5，空气室5的上部有一空气分布板4。在空气分布板4上方形成氧化硅砂的流化床6。在流化床6上方提供自由空间(freeboard)7以防氧化硅砂被夹带走，并抑制压力波动。另一方面，涡流式成渣燃烧炉3中具有主燃烧室8、副燃烧室9以及炉渣分离室10。氧化硅砂放置在流化床气化炉2中的空气分布板4上方，供应到空气室5中的空气“b”从空气分布板4向上喷射，因此在空气分布板4上方形成氧化硅砂的流化床6。氧化硅砂包括直径约0.5mm的河砂。由螺旋形连续供料器1供应到流化床气化炉2中的可燃废物“a”落入流化床6中，与热的氧化硅砂接触，并快速热解(pyrolyzed)，因此，产生气体、焦油和固定碳(fixed carbon)，流化床6保持在约450-850℃温度下。然后，这些热解物质通过与空气“b”中的氧气接触被气化。与此同时，由于氧化和流化床的搅拌作用，固定碳被逐渐粉碎。空气“b”被鼓入流化床气化炉2的自由空间7，如果必要的话，烃、焦油和固定碳在650-850℃的温度下部分燃烧。大粒径的不可燃物“d”与氧化硅砂一起从流化床气化炉2的底部排出。排出的不可燃物“d”含有金属，如铁、铜或铝。由于炉内处于还原性气氛，因此，金属可以在未氧化和干净条件下回收。通过分离装置(未示出)将排出的不可燃物与氧化硅砂分离，大粒径不可燃物排出到分离装置外，而小粒径的氧化硅砂返回流化床气化炉2。产生的气体“c”与固定碳一起从流化床气化炉2排出，被供应到涡流式成渣燃烧炉3，它们与预热的涡流空气“b”混合，并在垂直的主燃烧室8和相对水平方向稍微倾斜的副燃烧室9中，在1200-1600℃下迅速燃烧。燃烧反应在副燃烧室9中进行完全。由于高温燃烧，固定碳中的灰分被转化为渣雾(slag mist)，由于涡流离心力的作用，大部分渣雾被燃烧室内壁上的融渣相所捕集。融渣“f”沿内壁向下流动，并从炉渣分离室10底部排出。因此，融渣“f”被间接或直接冷却，然后，以颗粒渣的形式排出到炉外。另一方面，从炉渣分离室10顶部排出的废气“e”经过一系列热回收设备或除尘装置(未示出)，再排放到大气中。以这种方式，90％的灰分以融渣“f”的形式排出，剩余10％的灰分大多以飞灰的形式由袋式过滤器收集。在图6所示传统系统中，当燃烧反应在副燃烧室中完成后，融渣被从炉中排出，因此，主燃烧室处还原气氛下，而副燃烧室处于氧化气氛下。因为在副燃烧室中产生的融渣暴露于氧化性气氛，低沸点重金属从融渣中的蒸发进行得不很充分。更具体地说，城市废物和塑料废物是典型的可燃废物，它们含有痕量的低沸点重金属，如Hg、Cd、Pb、Zn或As，在图6所示传统气化和成渣燃烧系统中，在炉渣中包括这种低沸点重金属是不可避免的。然而，在酸性溶液中，这种捕集在炉渣中的低沸点重金属会被洗脱出来，因此，不可能将低沸点重金属完全包封在炉渣中。进一步说，在成渣燃烧炉的完全燃烧过程中，如果废物没有2,000Kcal/kg或更高的低热值时，需要其它辅助燃料。因此，需要降低能单独燃烧的废物的热值。也就是说，需要这样一种技术在不需辅助燃料的情况下，能在炉内操作的热值下限可以降低。因此，本专利技术的目的是提供一种通过成渣燃烧处理可燃废物的方法，在该方法中，可以获得无害融渣，其低沸点重金属含量被降低到尽可能低的水平，即使废物具有低热值时，也可以在不需任何辅助燃料的条件下处理废物。专利技术的公开按照本专利技术的第一方面，提供了一种通过，其特征在于将可燃物和含氧气体供应到成渣燃烧炉中，可燃物在还原性气氛下部分氧化，获得可燃气体，并将灰分转化为从成渣燃烧炉排出的融渣；通过供应含氧气体使可燃气体完全燃烧。按照本专利技术的第一方面，因为从熔化可燃物中的灰分形成融渣到排出融渣的过程是在还原性气氛中进行的，低沸点重金属从融渣向气体中的蒸发被加速，保留在融渣中的低沸点重金属的量被降低到非常低的水平，可以获得无害的炉渣，重金属不会在掩埋场从炉渣中洗脱出来。之后，通过供应过量的空气或过量的含氧气体，部分氧化所获得的可燃气体被完全燃烧。在这种方式中，在常规技术方法中不添加辅助燃料就不能燃烧的低热值废物可以在不需供应任何辅助燃料的情况下熔化。用于可燃物部分氧化的含氧气体中的氧的量必须是理论需氧量的40-100％，优选80-99％，用于完全燃烧可燃气体的含氧气体中的氧气量必须是理论需氧量的30-90％，优选30-50％。在这种情况下，可燃物包括通过供应含氧气体在气化炉中对废物进行部分氧化而获得的气态物质和/或固态物质。因此，即使废物难于粉碎，象城市废物或塑料废物等，只要对废物等进行粗切用成渣燃烧就能处理废物。废物的部分氧化是通过使用流化床气化炉，在450-850℃，优选450-650℃，更优选500-600℃下的温度范围内进行的。在这种情况下，所供应的用于部分氧化可燃废物以及部分氧化气态和/或固态物质的含氧气体中的总氧量是理论需氧量的40-100％，优选80-99％，所供应的用于完全燃烧可燃气体的含氧气体中的氧量是理论需氧量的30-90％，优选30-50％。成渣燃烧炉包括涡流式成渣燃烧炉。供应到涡流式成渣燃烧炉中的可燃物在1200-1600℃的温度下部分氧化，然后，剩余的可燃气体在900℃或更高的温度下完全燃烧。按照本专利技术的第二方面，提供了一种通过，其特征在于将可燃废物和含氧气体供应到气化炉中，废物部分氧化获得可燃气态物质和/或固态物质；气态物质和/或固态物质以及含氧气体被供应到成渣燃烧炉中，气态物质和/或固态物质在还原性气氛下部分氧化，获得可燃气体，并将灰分转化为从成渣燃烧炉排出的融渣；通过供应含氧气体使可燃气体完全燃烧。按照本专利技术的第二方面，废物在气化炉中气化获得气态物质和/或固态物质，从熔化气态物质和/或固态物质中的灰分形成融渣到排出融渣的过程是在还原性气氛中进行的。因此，低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过成渣燃烧处理可燃废物的方法，其特征在于：将可燃物和含氧气体供应到成渣燃烧炉中，所述的可燃废在还原性气氛下部分氧化，获得可燃气体，并将灰分转化为从所述成渣燃烧炉排出的融渣；和通过供应含氧气体使所述的可燃气体完全燃烧。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤并晶作，广势哲久，大下孝裕，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]