[發(fā)明專(zhuān)利]一種廢物熱解處置系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210696309.3
• 申請(qǐng)日: 2022-06-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114857588B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張瑞亮;高德輝;呂靜;崔瑤瑤;吳若晗;鄒佳成;高術(shù)恩;楊琨;崔曉偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 青島德瑞匯豐環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?/a>;張瑞亮;高德輝;呂靜
• 主分類(lèi)號(hào): F23G5/033
• 分類(lèi)號(hào): F23G5/033;F23G5/46;F22G1/02;F22G3/00;F23G5/027;F23G7/00;F23J1/00;F23J3/00;F23J15/02;F23J15/04;F23J15/06;F23K3/16;B01D53/02;B01D53/40
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1.一種廢物熱解處置系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的預(yù)處理裝置、熱解裝置、熱回收裝置、煙氣凈化裝置；

所述預(yù)處理裝置包括提升機(jī)、負(fù)壓倉(cāng)、粉碎機(jī)、摻料機(jī)、螺旋輸送機(jī)，所述負(fù)壓倉(cāng)設(shè)置有液壓驅(qū)動(dòng)的密封門(mén)，負(fù)壓倉(cāng)的上方設(shè)有抽氣口和抽氣管道，負(fù)壓倉(cāng)的下方是粉碎機(jī)，粉碎機(jī)的下方是摻料機(jī)，摻料機(jī)與傾斜放置的螺旋輸送機(jī)相連接，螺旋輸送機(jī)出料口連接熱解裝置的進(jìn)料口；

所述熱解裝置包括投料機(jī)構(gòu)、熱解反應(yīng)器、出渣器、灰渣箱、前排氣室、后排氣室、水蒸氣管道、揮發(fā)氣管道、外熱爐、煙氣管道a、送風(fēng)機(jī)構(gòu)，灰渣箱內(nèi)設(shè)有一定數(shù)量的霧化噴嘴，水蒸氣管道與前排氣室相連，在水蒸氣管道上設(shè)置流量調(diào)節(jié)器a，揮發(fā)氣管道與后排氣室相連，送風(fēng)機(jī)構(gòu)通過(guò)抽氣管道與所述負(fù)壓倉(cāng)上方的抽氣口相連；

所述熱回收裝置包括燃燒器、氣體分散室、焚燒室、蒸汽發(fā)生室、液位調(diào)節(jié)水箱、煙氣管道b、過(guò)熱蒸汽發(fā)生器，熱回收裝置通過(guò)管道與外熱爐相連接，氣體分散室與水蒸氣管道及揮發(fā)氣管道相連接，煙氣管道b上設(shè)置氣體流量調(diào)節(jié)器b，煙氣管道b與過(guò)熱蒸汽發(fā)生器相連接；

所述煙氣凈化裝置包括煙氣洗滌塔、活性炭吸附箱、煙囪；

所述氣體分散室包圍于焚燒室前端1/5處，氣體分散室與焚燒室之間布置有沿圓周均勻分布數(shù)個(gè)氣體噴嘴。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢物熱解處置系統(tǒng)，其特征在于，所述熱解反應(yīng)器為臥式圓筒形結(jié)構(gòu)，筒內(nèi)布置三種不同規(guī)格的螺旋葉片和蒸汽擾動(dòng)機(jī)構(gòu)，蒸汽擾動(dòng)機(jī)構(gòu)由沿圓周方向布置的奇數(shù)個(gè)蒸汽噴管構(gòu)成，蒸汽噴管的數(shù)量隨物料流量或者熱值升高而增加。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種廢物熱解處置系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸汽噴管上設(shè)置有數(shù)個(gè)蒸汽噴嘴，蒸汽噴嘴的數(shù)量隨反應(yīng)溫度的升高而增加。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種廢物熱解處置系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸汽噴嘴布置在200℃～350℃反應(yīng)區(qū)，蒸汽噴嘴分布密度或者增加幅度隨反應(yīng)溫度升高而增加。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種廢物熱解處置系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體噴嘴數(shù)量隨物料流量或者熱值升高而增加。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢物熱解處置系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸汽發(fā)生室包圍于焚燒室中間3/5處，通過(guò)管道與過(guò)熱蒸汽發(fā)生器相連接，過(guò)熱蒸汽發(fā)生器通過(guò)管道與熱解反應(yīng)器相連接。

7.一種如權(quán)利要求1所述的一種廢物熱解處置系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）裝有醫(yī)療廢物的垃圾桶由提升機(jī)輸送到負(fù)壓倉(cāng)的入口處，負(fù)壓倉(cāng)的液壓驅(qū)動(dòng)密封門(mén)打開(kāi)，提升機(jī)的傾倒機(jī)構(gòu)推動(dòng)垃圾桶將醫(yī)療廢物倒入負(fù)壓倉(cāng)中，醫(yī)療廢物經(jīng)負(fù)壓倉(cāng)下方的粉碎機(jī)粉碎為粒徑≤30mm的顆粒，摻料機(jī)向物料中摻入粒徑≤30mm的CaO顆粒，混合后的物料經(jīng)螺旋輸送機(jī)送到熱解裝置入口；

該流程中：負(fù)壓倉(cāng)上方的抽氣口通過(guò)抽氣管道與送風(fēng)機(jī)構(gòu)連接，倉(cāng)內(nèi)受污染的氣體由送風(fēng)機(jī)構(gòu)吸入廢氣焚燒室進(jìn)行高溫焚燒滅菌，倉(cāng)內(nèi)始終保持負(fù)壓狀態(tài)，防止受污染的空氣外泄污染環(huán)境；

該流程中：摻料機(jī)根據(jù)原始物料中氯元素的含量向物料中摻入CaO顆粒用于脫除在反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的HCl氣體，同時(shí)抑制二噁英的產(chǎn)生，Cl/Ca值為2～4；

（2）熱解裝置接收來(lái)自預(yù)處理裝置的物料，熱解裝置的投料機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)有振動(dòng)器和攪拌器，避免物料的堵塞，物料被均勻地分配到兩個(gè)熱解反應(yīng)器中，熱解反應(yīng)器內(nèi)的物料在螺旋葉片的驅(qū)動(dòng)下向前移動(dòng)并被逐漸加熱；

該流程中：熱解反應(yīng)器轉(zhuǎn)速根據(jù)進(jìn)入物料的水分、可燃分、灰分組成來(lái)設(shè)定，保證不同組分的物料在反應(yīng)器內(nèi)充分反應(yīng)；

（3）物料在熱解反應(yīng)器內(nèi)200℃以下的低溫區(qū)被外熱爐腔體的高溫?zé)煔忾g接加熱，物料在熱解反應(yīng)器內(nèi)200～350℃的高溫區(qū)被500～600℃的過(guò)熱蒸汽直接加熱，同時(shí)被外熱爐腔體的高溫?zé)煔忾g接加熱，熱解反應(yīng)器內(nèi)的物料在向前移動(dòng)的過(guò)程中溫度逐漸升高，并發(fā)生如下反應(yīng)：

100～150℃，物料中的游離水揮發(fā)；

150～200℃，物料中的化合水揮發(fā)，少量的有機(jī)物揮發(fā)分析出；

200～350℃，物料中的有機(jī)物揮發(fā)分析出，獲得最終的灰渣產(chǎn)物；

該流程中：向熱解反應(yīng)器內(nèi)導(dǎo)入過(guò)熱蒸汽可以高效、均勻地加熱物料，在350℃左右反應(yīng)就可以完成，從而極大地縮短處理時(shí)間，相對(duì)于常規(guī)的熱解工藝可以節(jié)約1/2～3/4的處理時(shí)間；

該流程中：向熱解反應(yīng)器內(nèi)導(dǎo)入過(guò)熱蒸汽保證了熱解反應(yīng)器內(nèi)的無(wú)氧狀態(tài)，同時(shí)過(guò)熱蒸汽增強(qiáng)了CaO吸收HCl的效果，抑制二噁英的產(chǎn)生；

該流程中：熱解反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有蒸汽擾動(dòng)機(jī)構(gòu)，在過(guò)熱蒸汽的作用下利用熱脹冷縮原理除掉筒壁上的結(jié)焦；同時(shí)利用過(guò)熱蒸汽輔助加熱物料提高了反應(yīng)器的傳熱效率；

（4）出渣器接收來(lái)自熱解反應(yīng)器的高溫灰渣產(chǎn)物冷卻后送入灰渣箱；

該流程中：出渣器夾套結(jié)構(gòu)中是流動(dòng)的冷卻水用于冷卻高溫的熱解產(chǎn)物，使得排出系統(tǒng)的熱解產(chǎn)物溫度低于60℃；灰渣箱內(nèi)設(shè)置的霧化噴嘴噴出水霧，防止灰渣產(chǎn)生大量的粉塵；

（5）在熱解反應(yīng)器內(nèi)物料在100～150℃反應(yīng)階段產(chǎn)生的多為水蒸汽進(jìn)入前排氣室，物料被加熱到200～350℃產(chǎn)生的多為揮發(fā)性可燃?xì)膺M(jìn)入后排氣室，前排氣室的氣體進(jìn)入水蒸氣管道，后排氣室的氣體進(jìn)入揮發(fā)氣管道，氣體匯集后送入熱回收裝置；

該流程中：根據(jù)原始物料水分含量調(diào)節(jié)水蒸氣管道上設(shè)置的流量調(diào)節(jié)器a開(kāi)度，其目的盡可能得減少?gòu)暮笈艢馐遗懦龅膿]發(fā)性可燃?xì)猓沟脫]發(fā)性可燃?xì)怏w經(jīng)歷熱解反應(yīng)器高溫階段徹底分解；流量調(diào)節(jié)器a開(kāi)度調(diào)節(jié)如下：

含水率＜10%，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)器a；

含水率10%～20%，流量調(diào)節(jié)器a開(kāi)啟50%；

含水率20%～30%，流量調(diào)節(jié)器a開(kāi)啟80%；

含水率＞30%，流量調(diào)節(jié)器a開(kāi)啟100%；

（6）熱回收裝置接收來(lái)自熱解裝置產(chǎn)生的廢氣，廢氣進(jìn)入氣體分散室后沿圓周被均勻地噴入焚燒室中，廢氣在焚燒室的高溫氣氛下有害成分被完全分解，燃燒完全的高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)煙氣管道b導(dǎo)入熱解裝置的外熱爐中作為熱源；

該流程中：氣體分散室內(nèi)氣體噴嘴沿圓周切向布置，廢氣通過(guò)氣體噴嘴進(jìn)入焚燒室后形成渦流效應(yīng)，使得廢氣燃燒更充分，廢氣中的有害成分分解更徹底；

該流程中：通過(guò)燃燒器調(diào)節(jié)焚燒室內(nèi)的溫度，保持焚燒室內(nèi)850～900℃的高溫氣氛，其有效容積保證廢氣在焚燒室內(nèi)滯留2S以上的時(shí)間，以使廢氣中的有害物質(zhì)更加充分分解；

（7）熱回收裝置蒸汽發(fā)生室利用焚燒室熱能產(chǎn)生100℃的常壓飽和蒸汽，2/3的蒸汽通過(guò)管道進(jìn)入煙氣管道a，將高溫?zé)煔饧彼倮鋮s到200℃以下，抑制二噁英等有害物質(zhì)的生成，剩余1/3的蒸汽通過(guò)管道進(jìn)入過(guò)熱蒸汽發(fā)生器，被850℃的高溫?zé)煔饧訜嶂?00～600℃，過(guò)熱蒸汽通過(guò)管道被導(dǎo)入熱解反應(yīng)器內(nèi)加熱物料；

（8）熱解裝置接收來(lái)自熱回收裝置的高溫?zé)煔?，間接加熱熱解反應(yīng)器，外熱爐設(shè)置兩臺(tái)燃燒器用于調(diào)節(jié)外熱爐溫度400～600℃的高溫氣氛，加熱完熱解反應(yīng)器的高溫?zé)煔獗粚?dǎo)入煙氣凈化裝置；

該流程中：根據(jù)外熱爐的溫度調(diào)節(jié)煙氣管道b上設(shè)置的流量調(diào)節(jié)器b開(kāi)度，當(dāng)外熱爐溫度超過(guò)設(shè)定溫度時(shí)要加大流量調(diào)節(jié)器b的開(kāi)度；

設(shè)置流程（7）和流程（8）的工藝，相較于傳統(tǒng)的熱解系統(tǒng)或者工藝節(jié)能30%；

（9）煙氣凈化裝置接收來(lái)自熱解裝置的煙氣，煙氣洗滌塔內(nèi)設(shè)置有堿液循環(huán)噴淋機(jī)構(gòu)，煙氣在堿液的作用下脫除酸性氣體和粉塵，煙氣進(jìn)入活性炭吸附箱，活性炭能夠吸附煙氣中可能存在的重金屬元素，凈化后的煙氣由煙囪排入大氣。