[發明專利]一種多工藝協同危險廢物處置及余熱利用系統及方法

在審

• 申請號: 202011584787.2
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112815329A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 周云端;胡安寶;王東東;王蒲偉;劉樂;巫志華;趙武;梁興國;段捷
• 申請（專利權）人: 航天推進技術研究院
• 主分類號: F23G5/14
• 分類號: F23G5/14;F23G5/20;F23G5/44;F23G5/46;F23G5/50
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 鄭麗紅

本發明提供一種多工藝協同危險廢物處置及余熱利用系統及方法，解決現有固體危險廢物處理方式不能實現廢物的完全無害化以及能源利用率低的問題。該系統和方法中，危險廢物進入熱解爐后產生碳渣和熱解氣，碳渣高溫熔融后以無害玻璃體排出，熱解氣與等離子熔融爐的煙氣混合后二次燃燒，燃燒后的高溫煙氣分別進入余熱鍋爐和熱解爐換熱，再進行急冷、脫酸、除塵、洗滌、再熱后排放；除氧水在余熱鍋爐與高溫煙氣換熱后產生過熱蒸汽，過熱蒸汽驅動汽輪機做功后分別進入煙氣再熱器和ORC蒸發器換熱后冷凝，再進入除氧器除氧處理；有機工質在ORC蒸發器內蒸發產生過熱蒸汽，然后進入ORC渦輪做功，再經冷凝后再次進入ORC蒸發器蒸發換熱產生過熱蒸汽。

技術領域

本發明屬于固體廢物處理系統，主要涉及一種多工藝協同危險廢物處置及余熱利用系統及方法。

背景技術

隨著工業化和城市化進程不斷加速，固體廢物排量與日俱增，特別是石油化工、醫療、修造船、冶煉等行業排出的化學有機固廢、醫療固廢等具有強腐蝕性、強毒性，如果直接排入環境會對人體造成致命傷害，對環境造成嚴重污染。

目前傳統的固體危險廢物處理方式為安全填埋、焚燒等，安全填埋法目的是割斷廢物與環境的聯系，使其不再對環境和人體健康造成危害。但是由于并未從根本上消除污染物，而是受制于技術和經濟的權宜之計，隨著土地資源稀缺、避鄰效應等問題的突顯，安全填埋法與環境、生態、社會等方面的矛盾越來越尖銳。焚燒法是以一定的過剩空氣量與被處理的有機廢物在焚燒爐內進行氧化分解反應，將危廢中的有毒有害物質高溫氧化，可以極大地減少危險廢物的體積，但是危險廢物焚燒為富氧環境，焚燒過程會產生大量的二噁英、重金屬殘留在飛灰與爐渣中，不能實現廢物的完全無害化。

危險廢物熱解是近年來逐步發展起來的固體危險廢物處置技術，利用貧氧環境通過間壁式加熱使危險廢物中有機成分裂解成有機氣體，無機物通過減量以殘渣形式排出，有機氣體可以通過冷凝提取燃油、燃氣等。熱解技術能夠實現危險廢物的減量化和資源化，但是無機物殘渣仍然為危險廢物，需要進一步填埋處理，不能實現危險廢物的徹底無害化。此外，現有危險廢物處理過程中的能源利用率低，無法充分利用其自身的資源，造成資源的浪費。

發明內容

本發明的目的是解決現有固體危險廢物處理方式不能實現廢物的完全無害化以及能源利用率低的問題，提供一種多工藝協同危險廢物處置及余熱利用系統及方法。

為實現上述發明目的，本發明的技術方案如下：

一種多工藝協同危險廢物處置及余熱利用系統，包括危廢處理單元、煙氣凈化單元和余熱利用單元；所述危廢處理單元包括依次設置的物料混料器、熱解爐、等離子熔融爐、第一混合器和燃燒室，對危險廢物依次進行破碎、中溫熱解、等離子高溫熔融處理后形成無害玻璃體排出，同時，熱解爐產生的熱解氣通過高溫除塵器除塵后與等離子熔融爐產生的煙氣通過第一混合器混合，混合后的煙氣進入燃燒室進行二次燃燒，二次燃燒的高溫煙氣一部分進入熱解爐作為熱解熱源，另一部分進入煙氣凈化單元；所述煙氣凈化單元包括余熱鍋爐、第二混合器、急冷塔、干法脫酸塔、布袋除塵器、堿洗塔、煙氣再熱器、引風機和煙囪，二次燃燒后的高溫煙氣通過余熱鍋爐進行換熱和脫硝處理，使得高溫煙氣降為中溫煙氣，中溫煙氣與熱解爐熱解換熱后的煙氣通過第二混合器混合，混合后的煙氣依次進入急冷塔、干法脫酸塔、布袋除塵器、堿洗塔、煙氣再熱器、引風機、煙囪后排出，同時，余熱鍋爐換熱后產生過熱蒸汽，過熱蒸汽作為余熱利用單元的輸入；所述余熱利用單元包括汽輪機、ORC蒸發器、除氧器、ORC渦輪、ORC凝汽器和雙軸電機；余熱鍋爐換熱后產生過熱蒸汽，過熱蒸汽驅動汽輪機做功后，分別進入煙氣再熱器和ORC蒸發器換熱后冷凝為凝結水，凝結水進入除氧器除氧處理后進入余熱鍋爐再次蒸發產生過熱蒸汽；有機工質在ORC蒸發器內蒸發產生過熱蒸汽，過熱蒸汽驅動ORC渦輪做功后，通過ORC凝汽器凝結為有機工質，該有機工質再次進入ORC蒸發器蒸發換熱產生過熱蒸汽；汽輪機與ORC渦輪分別驅動雙軸電機的兩個軸，雙軸電機將機械能轉化為電能。