一种控温控氧燃烧协同处置有机危险废物的系统及方法技术方案

一种控温控氧燃烧协同处置有机危险废物的系统，该系统包括回转窑；所述回转窑包括窑头、窑身和窑尾；窑头上设有物料入口；窑身包括炉衬和炉膛；窑尾上设有物料出口和窑尾风道；沿着物料走向，所述炉膛分为热解腔室和焚烧腔室；所述热解腔室对应的炉衬内部设有窑内风道；窑内风道的一端伸入窑头，另一端与焚烧腔室相连通；窑头上还设有环形风道；所述窑内风道通过环形风道与设置在回转窑外部的一次风道相连通；从一次风道上分出二次风道；所述二次风道穿过窑头与热解腔室相连通。本发明专利技术提出了顺流逆流式两用的回转窑，针对不同的原料采用不同的燃烧形式，扩大了回转窑对不同物料的适应性。适应性。适应性。

【技术实现步骤摘要】
一种控温控氧燃烧协同处置有机危险废物的系统及方法


[0001]本专利技术涉及有机危险废物的处置工艺，具体涉及一种控温控氧燃烧协同处置有机危险废物的系统及方法，属于有机危废协同烧结处理


技术介绍

[0002]一般所述回转焚烧窑可用于有机危险废物焚烧，是危废焚烧系统的重要组成设备。有机危险废物由于含有有机物、具有一定的热值，适宜用焚烧的方式对其进行处置，既可以达到危险废物减容的目的，又能回收废物中热能，达到资源的综合利用。
[0003]现有的危险废物焚烧回转窑主要是用来焚烧市政危废，包括有机树脂、市政污泥等等，但是随着钢铁企业“固废不出厂”的要求提高，已经有部分钢铁厂开始在厂内建设危废焚烧工程，用于焚烧钢铁企业自身产生的危险废物。但是钢铁企业产生的危险废物含铁量较高，容易出现结渣、结块的现象，同时，现有的市政危废焚烧回转窑也有温度分布不均匀，焚烧效率比较低的现象。
[0004]在现有技术中，回转窑多用来处置市政有机危废，铁含量较低。通常采用“回转窑+二燃室+余热锅炉(SNCR脱硝)+烟气急冷+干式脱酸(消石灰与活性炭喷射)+布袋除尘器+引风机+预洗塔+湿式洗涤塔+烟气再热器+烟囱”的危险废物焚烧及烟气净化处理工艺。该工艺以充分燃烧危废中的有机物为主要目的，采用的焚烧设备为回转窑，如图1所示。图中，I区为窑头进料区，Ⅱ区为焚烧区，窑头进料区设有危废进料口和空气进口，窑尾设有物料出口。在实际应用中，回转窑有5
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左右的倾斜角(图1中左高右低)，这样物料和空气从窑头(I区)一起进入回转窑，在窑体旋转和倾斜角的作用下，物料向窑尾运动，与空气混合并燃烧，最后的残渣从物料出口排出回转窑。目前市场上残渣排出回转窑后是直接落入一个水池进行湿式冷却，冷却后的残渣捞出来再固化后进行填埋。
[0005]危险废物在回转窑中的主要焚烧温度约为850～950℃，停留时间为30～40min，在这样的条件下，危废中的有机物得以充分燃烧。按照现行标准及环评要求，焚烧残渣的灼减率必须达到5％以下。
[0006]现有技术危险废物焚烧技术主要处置对象是市政有机危废，然而在处置钢铁厂的有机危废时，由于钢铁厂的有机危废中，含铁量比较高，如轧钢油泥，其含铁量达到50％～60％。如果仍然采用现有技术对含铁油泥进行焚烧，铁元素与灰中的金属氧化物形成了低温共熔物，在850～950℃的焚烧温度下，极易在回转窑中结渣、结圈。含铁残渣在回转窑中结成大块，具有很高的强度，造成回转窑堵塞，无法正常生产。
[0007]现有技术中全部的有机物都在回转窑中充分焚烧放热，虽然回转窑危废焚烧处置线设置了余热锅炉对余热进行回收，但是回转窑本身散热大，对有机物中的热量利用率较低。
[0008]现有技术中，市政危险废物的焚烧残渣和飞灰由于含有较高的重金属以及一定的二噁英污染物，通常是采用水泥、石灰、水进行简单的稳定固化，然后进行安全填埋，这样的处置工艺是对残渣资源的浪费，尤其是钢铁厂危废中的铁资源含量高，回收价值大，铁资源
却没有得到有效回用。而且填埋也没有完全消除其环境影响，仍然有二次污染的风险。

技术实现思路

[0009]针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种控温控氧燃烧协同处置有机危险废物的系统。该系统包括回转窑，所述回转窑能够针对不同类型的有机危废进行顺流和逆流两用，当待处理物料为高挥发分有机危废时，所述回转窑能够作为热解
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焚烧两段式逆流回转窑，当待处理物料为低挥发分有机危废时，所述回转窑能够在不做任何改变的情况下，直接变为顺流回转窑，从而扩大了回转窑对不同物料的适应性。该系统还包括烧结机，即本专利技术将回转窑焚烧危废后的焚烧残渣布料至烧结机进行处置，焚烧残渣中残留的有机物可以在烧结中进行分级利用。
[0010]相应的，本专利技术还提出基于回转窑
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烧结机的控温控氧燃烧协同处置有机危险废物的方法。与现有技术相比，本专利技术通过对回转窑中的焚烧温度进行控制，使危废在低于低温共熔点下焚烧，有效缓解回转窑焚烧含铁有机固废时的结圈结渣现象。回转窑的焚烧残渣利用钢铁企业的烧结工序进行协同处置，可以有效回收含铁固废中的铁元素，残渣中的重金属被烧结工序处置，彻底消除固废的环境影响和二次污染风险。而且，回转窑中的控温控氧焚烧也使危废中的有机物得以部分保存，在烧结工序中被充分利用，提高了热能利用率。
[0011]根据本专利技术的第一种实施方案，提供一种控温控氧燃烧协同处置有机危险废物的系统。
[0012]一种控温控氧燃烧协同处置有机危险废物的系统，该系统包括回转窑。所述回转窑包括窑头、窑身和窑尾。窑头上设有物料入口。窑身包括炉衬和炉膛。窑尾上设有物料出口和窑尾风道。沿着物料走向，所述炉膛分为热解腔室和焚烧腔室。所述热解腔室对应的炉衬内部设有窑内风道。窑内风道的一端伸入窑头，另一端与焚烧腔室相连通。窑头上还设有环形风道。所述窑内风道通过环形风道与设置在回转窑外部的一次风道相连通。从一次风道上分出二次风道。所述二次风道穿过窑头与热解腔室相连通。
[0013]在本专利技术中，该系统还包括设置在回转窑下游的烧结机。沿着物料走向，位于烧结机进料段的烧结台车上方依次设有下层布料机、中层布料机、上层布料机。所述回转窑的物料出口连接至下层布料机、中层布料机或上层布料机。
[0014]在本专利技术中，该系统还包括设置在回转窑与烧结机之间的热渣冷却器。所述热渣冷却器上设有热渣入口、冷渣出口、冷介质入口和热介质出口。所述回转窑的物料出口连接至热渣冷却器的热渣入口。热渣冷却器的冷渣出口连接至烧结机上的下层布料机、中层布料机或上层布料机。优选，所述热渣冷却器为干式热渣冷却器，优选为间壁式换热器。
[0015]作为优选，所述回转窑内设有n根窑内风道。n根窑内风道沿着回转窑的圆周方向均匀地分布。每一根窑内风道均与设置在窑头的环形风道相连通。其中：n为2
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30，优选为3
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20。
[0016]作为优选，所述一次风道上分出二次风道的位置设有三通阀。二次风道上设有抽气装置。优选，所述回转窑的窑尾上还设有补热烧嘴。
[0017]作为优选，在回转窑的焚烧腔室内设有温度检测装置。在窑头的物料入口处设有物料含铁量检测装置。在一次风道上、靠近环形风道的位置设有气体分析仪。
[0018]根据本专利技术的第二种实施方案，提供一种控温控氧燃烧协同处置有机危险废物的方法。
[0019]一种控温控氧燃烧协同处置有机危险废物的方法或使用第一种实施方案中所述系统的方法，该方法包括以下步骤：
[0020]1)热解：高挥发分有机危废经由窑头的物料入口输送至回转窑内。助燃空气经由窑尾风道进入回转窑内。高挥发分有机危废首先进入回转窑的热解腔室内进行干燥和热解。热解完成后的物料残渣和热解气进入焚烧腔室。
[0021]2)焚烧：物料残渣、热解气与助燃空气在焚烧腔室内混合并进行燃烧。焚烧完成后的热渣通过窑尾的物料出口排出回转窑。焚烧后的烟气经由窑内风道、环形风道和一次本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控温控氧燃烧协同处置有机危险废物的系统，该系统包括回转窑(C1)；所述回转窑(C1)包括窑头(1)、窑身(2)和窑尾(3)；窑头(1)上设有物料入口(101)；窑身(2)包括炉衬(201)和炉膛(202)；窑尾(3)上设有物料出口(301)和窑尾风道(302)；沿着物料走向，所述炉膛(202)分为热解腔室(20201)和焚烧腔室(20202)；所述热解腔室(20201)对应的炉衬(201)内部设有窑内风道(4)；窑内风道(4)的一端伸入窑头(1)，另一端与焚烧腔室(20202)相连通；窑头(1)上还设有环形风道(5)；所述窑内风道(4)通过环形风道(5)与设置在回转窑(C1)外部的一次风道(6)相连通；从一次风道(6)上分出二次风道(7)；所述二次风道(7)穿过窑头(1)与热解腔室(20201)相连通。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：该系统还包括设置在回转窑(C1)下游的烧结机(C2)；沿着物料走向，位于烧结机(C2)进料段的烧结台车上方依次设有下层布料机(801)、中层布料机(802)、上层布料机(803)；所述回转窑(C1)的物料出口(301)连接至下层布料机(801)、中层布料机(802)或上层布料机(803)。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：该系统还包括设置在回转窑(C1)与烧结机(C2)之间的热渣冷却器(9)；所述热渣冷却器(9)上设有热渣入口(901)、冷渣出口(902)、冷介质入口(903)和热介质出口(904)；所述回转窑(C1)的物料出口(301)连接至热渣冷却器(9)的热渣入口(901)；热渣冷却器(9)的冷渣出口(902)连接至烧结机(C2)上的下层布料机(801)、中层布料机(802)或上层布料机(803)；优选，所述热渣冷却器(9)为干式热渣冷却器，优选为间壁式换热器。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的系统，其特征在于：所述回转窑(C1)内设有n根窑内风道(4)；n根窑内风道(4)沿着回转窑(C1)的圆周方向均匀地分布；每一根窑内风道(4)均与设置在窑头(1)的环形风道(5)相连通；其中：n为2
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30，优选为3
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20；和/或所述一次风道(6)上分出二次风道(7)的位置设有三通阀(10)；二次风道(7)上设有抽气装置(11)；优选，所述回转窑(C1)的窑尾(3)上还设有补热烧嘴(303)；和/或在回转窑(C1)的焚烧腔室(20202)内设有温度检测装置(12)；在窑头(1)的物料入口(101)处设有物料含铁量检测装置(13)；在一次风道(6)上、靠近环形风道(5)的位置设有气体分析仪(14)。5.一种控温控氧燃烧协同处置有机危险废物的方法或使用权利要求1
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4中任一项所述系统的方法，该方法包括以下步骤：1)热解：高挥发分有机危废经由窑头(1)的物料入口(101)输送至回转窑(C1)内；助燃空气经由窑尾风道(302)进入回转窑(C1)内；高挥发分有机危废首先进入回转窑(C1)的热解腔室(20201)内进行干燥和热解；热解完成后的物料残渣和热解气进入焚烧腔室(20202)；2)焚烧：物料残渣、热解气与助燃空气在焚烧腔室(20202)内混合并进行燃烧；焚烧完成后的热渣通过窑尾(3)的物料出口(301)排出回转窑(C1)；焚烧后的烟气经由窑内风道(4)、环形风道(5)和一次风道(6)排出回转窑(C1)；3)烟气循环：步骤2)中进入一次风道(6)的部分烟气经由二次风道(7)再次进入回转窑(C1)，与回转窑(C1)内的物料一并完成热解和焚烧工序；作为优选，所述高挥发分有机危废为干基挥发分的质量百分数含量大于等于H％的有机危废；其中：H为6
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12，优选为7
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10。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：该方法还包括：4)冷却：将步骤2)中排出回转窑(C1)的热渣输送至热渣冷却器(9)，并向热渣冷却器(9)内通入冷却介质；热渣与冷却介质在热渣冷却器(9)内进行热交换，换热完成后得到冷渣和热介质；5)烧结：将步骤4)得到的冷渣与烧结原料布料至烧结台车上，点火烧结；作为优选，在步骤4)中，所述通入热渣冷却器(9)内的冷却介质为冷空气；冷空气在热渣冷却器(9)内换热成为热空气后从热介质出口(904)排出，将该热空气作为助燃空气输送至回转窑(C1)的窑尾风道(302)；或在步骤4)中，所述通入热渣冷却器(9)内的冷却介质为冷却水；冷却水在热渣冷却器(9)内换热成为热水后从热介质出口(904)排出，将该热水用作锅炉给水。7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于：在步骤2)中，通过物料含铁量检测装置(13)检测进入回转窑(C1)的高挥发分有机危废的含铁量w；根据所检测到的物料含铁量确定焚烧腔室(20202)内所需要控制的燃烧温度T0；具体为：当w＞50％，T0为550～650℃；当25％＜w≤50％时，T0为650～750℃；当5％≤w≤25％时，T0为750～850℃；当w＜5％时，T0为850～950℃；和/或在步骤1)中，回转窑(C1)的热解腔室(20201)内的热解温度为200～550℃，优选为300～500℃。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：根据步骤2)中焚烧腔室(20202)内所需要控制的燃烧温度T0，确定步骤4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶恒棣，李谦，魏进超，周浩宇，刘前，沈维民，
申请(专利权)人：湖南中冶长天节能环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：