[發明專利]一種富氧高溫處理危廢的裝置和方法

在審

• 申請號: 202011635695.2
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112664952A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 肖平;茹宇;時正海;袁野;王海濤;孫獻斌;高洪培;鄭暉;王學東;夏洪華;周明
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;華能國際電力股份有限公司南京電廠
• 主分類號: F23G5/20
• 分類號: F23G5/20;F23G5/44;F23G5/46;F23J15/06;F23J15/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

本發明公開了一種富氧高溫處理危廢的裝置和方法，包括固廢倉和用于儲集氧氣的儲氣罐，所述固廢倉的出口連接回轉窯初燃室的固體入口，廢液罐的第一通路出口連接回轉窯初燃室的液體入口，固廢倉內的固廢、廢液罐內的廢液以及儲氣罐的部分氧氣均送入回轉窯初燃室內進行燃燒，所述回轉窯初燃室的出口連接次級燃燒室低溫側入口；高溫熔融室設置飛灰和底渣入口，可以對飛灰進行二次處理。本發明特別適合應用在已有空分系統的化工廠。采用富氧或純氧燃燒，能夠提高系統經濟性及廢渣固化的比率。

技術領域

本發明涉及危廢處置技術領域，特別涉及一種富氧高溫處理危廢的裝置和方法。

背景技術

隨著中國社會經濟的發展，城市發展過程中產生的危險廢物數量逐年升高，如何對其合理處置，成為社會發展過程中急需解決的問題。危廢很難直接填埋，目前應用的危廢處置技術主要包括回轉窯焚燒技術，水泥窯協同處置技術和等離子熔融技術等。

回轉窯焚燒爐工作原理為固態及低熱值廢液從窯頭進料，固態廢物在窯內旋轉過程中與空氣充分接觸燃燒，窯出口煙氣溫度一般為850～950℃；在二燃室段，由于補充高熱值廢液，煙氣溫度達1100℃以上，專業回轉窯內主要發生的氧化燃燒放熱反應，設計空氣過量系數1.5以上。回轉窯燃料適應性較廣，可以焚燒不同性能的廢棄物。轉速的改變可以影響廢物在窯中的停留時間，并且對垃圾在高溫空氣及過量氧氣中施加較強的機械碰撞，使得燃燒較為充分。

限制回轉窯焚燒技術使用的主要是飛灰的二次處理問題。回轉窯焚燒產生的飛灰占處置危廢量的3％～5％，根據國家相關標準，其仍然屬于危廢，一般采用安全填埋進行處理。但由于可用土地資源越來越少，以及危廢填埋場對于選址的諸多限制，安全填埋方式處理焚燒飛灰越來越困難。

通過對現有新型干法水泥窯生產線進行改造，增加危廢儲存、預處理系統以及危廢投加點，可以實現危廢的水泥窯協同處置。但水泥窯協同處置對于危廢物料具有嚴格的要求，如對于含硫、氯成分高的危廢以及酸性較強的危廢都需進行嚴格的入窯檢測及試燒，避免危廢中所含各種微量或超量元素及再合成物對水泥產品的長期安全性能存在影響，或對水泥生產系統裝備造成腐蝕和危害，進而帶來安全問題。

危廢的等離子高溫熔融氣化處置技術采用等離子發生裝置作為熔融爐的熱源實現危廢高溫熔融。我國在等離子體處理領域起步較晚，主要集中在工藝嘗試、探索和實驗室小試、中試階段，距離工業化還有一定距離；另外，等離子高溫熔融危廢處置技術以電力作為能源，熱效率為70％左右，耗能高；運行過程中由于等離子炬陰極、陽極需定期更換，配件使用費較高，從而導致運行成本高。

以上技術參與燃燒放熱反應均采用空氣，而空氣中氮氣比例約占78％，氮氣基本不參與燃燒，因此系統排煙中大量的高溫氮氣(100～200℃)影響了系統熱效率；同時氮氣的存在使得燃燒室內的理論燃燒溫度降低，降低無機物(廢渣)的固化比率。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種富氧高溫處理危廢的裝置和方法，采用富氧或純氧燃燒，能夠提高系統經濟性及廢渣固化的比率。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是，一種富氧高溫處理危廢的裝置，包括固廢倉和用于儲集氧氣的儲氣罐，所述固廢倉的出口連接回轉窯初燃室的固體入口，廢液罐的第一通路出口連接回轉窯初燃室的液體入口，固廢倉內的固廢、廢液罐內的廢液以及儲氣罐的部分氧氣均送入回轉窯初燃室內進行燃燒，所述回轉窯初燃室的出口連接次級燃燒室低溫側入口；

所述廢液罐的第二通路連接次級燃燒室的液體入口，廢氣罐出口連接次級燃燒室的廢氣入口；所述廢液罐內的廢液、廢氣罐內的廢氣以及儲氣罐的氧氣送入次級燃燒室內進行燃燒，產生的灰渣由次級燃燒室底部排渣口排入底渣倉；

所述儲氣罐還設置有用于連接高溫熔融室燃料風入口的第一通路，所述次級燃燒室設置有底渣出口，所述底渣出口連接底渣倉入口，底渣倉出口和余熱鍋爐底灰出口均連接高溫熔融室的固體入口，高溫熔融室用于將灰渣熔融為熔融液態，由底部液態排渣口排入熔渣倉。