CN102519047A

CN102519047A - 低能耗有害废弃物无害化焚烧***

Info

Publication number: CN102519047A
Application number: CN2011104577724A
Authority: CN
Inventors: 朱海生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-12-31
Filing date: 2011-12-31
Publication date: 2012-06-27

Abstract

本发明公开了低能耗有害废弃物无害化焚烧***，该***采用多项最新的节能燃烧技术和节能降耗措施，从总体上进行优化，很好地解决了有害废弃物无害化焚烧***的节能降耗问题。废固及废液气化焚烧单元独特的气化内胆，确保有害的废固、废液在低温欠氧条件下热解气化；废气净化焚烧单元全新的蓄热焚烧方式，确保热解气及有害废气彻底净化焚烧达标排放。特殊的***结构将净化焚烧的高温热能用于热解气化焚烧利于节能；***还可选用富氧燃烧器、并配备富氧助燃风供应设备，能有效提高焚烧温度、减少助燃空气量；余热回收单元还可为焚烧提供热风助燃；这些措施都能有效地减少辅助燃料的消耗，降低能耗、减少有害废弃物的处理费用，利于***的推广应用。

Description

低能耗有害废弃物无害化焚烧***

技术领域

本发明涉及一种低能耗有害废弃物无害化焚烧***，该***属于环境保护行业、废弃物焚烧处理技术领域。

背景技术

众所周知，城市生活垃圾、城市污水污泥等固体废弃物，若处置不当会成为对环境有害的废弃物；还有工业企业、医疗机构、教学科研、化验等单位在生产过程中产生的绝大多数的废固、废液和废气也都是对环境有害的废弃物，这些有害的废弃物(简称“危废”)处置不当会对人类自身及生存环境(地表水、地下水及空气)带来极大的危害，必须妥善的处理。

对有害废弃物进行焚烧是无害化处理最有效的方法之一，特别是固体废弃物焚烧后可减量75％以上，焚烧所产生的热能还可以进行供热、发电等资源化利用，符合有害废弃物“三化”处理的要求。

相比之下，有害废液、废气的焚烧处理易于解决，而有害固体废弃物的焚烧存在很多问题。目前，有害固体废弃物的焚烧方法、技术和设备有很多种：

一、直燃焚烧法：直接对有害固体废弃物进行高温焚烧。

1、与燃煤锅炉中煤的燃烧方式类似，有害固体废弃物焚烧炉有：

1)火床层燃式焚烧炉，如链条式焚烧炉、往复炉排焚烧炉；

专利号为200710144401.4的发明专利危险废物焚烧装置公开了一种倾斜往复炉排式危险废物焚烧炉，与燃煤往复炉排蒸汽锅炉相仿，炉膛内底部设有倾斜往复式炉排、前墙上设有前拱、后墙上设有后拱、上方设有换热器，尾部烟道设有空气预热器等热能回收利用装置。

2)沸腾床(流化床)式焚烧炉。

2、与水泥烧成窑的燃烧方式类似，有害固体废弃物焚烧炉有：回转窑式焚烧炉。

专利号为200610154696.9的发明专利危险废物垃圾回转窑焚烧设备***公开了一种医疗垃圾焚烧设备，设备主要由焚烧***、烟气净化***、引风***、监测***构成。

二、间接焚烧法：先将害固体废弃物在欠氧条件下热解气化，再对热解气进行利用，或进行高温净化焚烧。

专利号为201010174559.8的发明专利一种新型垃圾热解焚烧发电方法公开了一种垃圾热解焚烧方法，由城市垃圾预处理、垃圾气化、气化气净化及气化气燃烧发电等设备组成。

专利号为200620110873.9的实用新型专利城市生活垃圾气化熔融焚烧处理***提供一种城市生活垃圾气化熔融焚烧处理***，由储藏仓、气化炉、除尘器、熔融焚烧炉和蓄热式换热器等组成。

上述各种有害废弃物的焚烧方法、专利技术及相应的设备，从多个专业角度、运用多种技术对废弃物的焚烧方式、焚烧炉炉型、焚烧后的烟气余热利用及烟气处理等进行了改进与优化，但废弃物焚烧***辅助燃料的消耗(能耗)及焚烧处理费用并没有大幅度地降下来！根本原因是焚烧***缺少创新。

无论是“直燃焚烧法”还是“间接焚烧法”，有害废弃物的气化焚烧室及热解气净化焚烧室均采用大空间的燃烧室(照抄燃煤锅炉的燃烧室)的燃烧方式，这种结构的燃烧室除炉墙内壁有部分蓄热能力以外，燃烧室空间内高温烟气的蓄热能力很低，辅助燃料、废弃物燃烧的热能很快随烟气排出燃烧室，对高温热能没有进行充分的利用，为维持燃烧室的高温运行，就需要加大的辅助燃料消耗，在余热利用(供热、发电等)的技术、设备上投入很多，这种“舍本逐末”的做法，耗用大量优质燃料只获取小规模的供热(焚烧处理厂多在城市郊区，供热的需求不大，余热利用率很低)及发电(比淘汰的小型火电厂的效率还低)效益，得不偿失！废弃物焚烧处理费用高居不下，不符合国情而难以推广应用。

当前，国内在用的中小型(10-50T/D)有害废弃物焚烧炉***，焚烧热值在3,000kcal/kg以上的有害废弃物时，仍耗用大量的天然气助燃，业内公知的燃气消耗量是200-300Nm³/T(国产设备)、150Nm³/T(进口设备)，有害废弃物的吨焚烧处理成本都在千元以上。

有害废弃物的焚烧处理是以无害化(即无有害尘、渣及烟气的二次污染)为根本目的，但能耗太大处理费用过高，政府和企业都负担不起！

发明的内容

本发明低能耗有害废弃物无害化焚烧***，采用多项最新的节能燃烧技术和节能降耗措施，从总体上进行优化，很好地解决了高温热能的综合利用问题，以达到节能降耗、减少处理费的目的。

该***的核心设备是专业的废固及废液气化焚烧单元和废气净化焚烧单元，能够对含废固、废液及废气在内的各种有害废弃物进行专业的无害化焚烧处理。废固及废液气化焚烧单元采用独特的气化内胆结构，确保有害固体及液体废弃物在低温欠氧条件下热解气化、彻底焚烧；废气净化焚烧单元采用蓄热燃烧室结构，蓄热燃烧方式能充分利用燃烧的高温热能，有效地减少或无需辅助燃料的消耗，热解气及废气经短时间高温蓄热焚烧确保充分净化达标排放，还能有效抑制NO_X的生成利于环保。

特殊的***结构可将净化焚烧后高温热能，用于废固及废液的热解气化加热，有效地提高焚烧***热能的利用效率，大大节省辅助燃料的消耗。

***中的辅助燃料燃烧器还可选用富氧燃烧器，再配备富氧助燃供风设备，还能有效地提高废弃物的焚烧温度、减少助燃空气的需要量，降低排烟热损失提高***的热利用率，又能节省一部分辅助燃料的消耗。

***中尾部烟气的余热回收单元，可为***的焚烧提供助燃风加热，热风助燃还能进一步减少辅助燃料的消耗。

综上所述，本发明低能耗有害废弃物无害化焚烧***，可将废弃物焚烧的能耗大大降低，大幅度地减少废弃物焚烧处理的费用，有利于该***更加广泛地推广与应用。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的一种实施方案流程示意图

具体实施方式

参见图1，低能耗有害废弃物无害化焚烧***，包括：废固上料设备1、废固及废液气化焚烧单元2、废气净化焚烧单元3、余热回收单元4及烟气处理单元5等主体设备，以及燃料供应设备6、助燃风供应设备7、换热介质供应设备8、有害气体吸附剂供应设备9、自动控制及安全保护设备10等附属设备。

废固上料设备1，由抓斗、料斗、密闭输料带及推料机等组成。

工艺流程：有害的固体废弃物由操作人员利用抓斗从储料场送入料斗中，经密闭输料带送入推料机中，连续为废固及废液气化焚烧单元2供料。

废固及废液气化焚烧单元2，由气化焚烧室壳体、耐火及保温材料、气化内胆、支撑及驱动设备、气化焚烧室燃烧器、废液雾化喷枪、防爆口及烟气温度测量装置等组成。

工艺流程：独特结构的气化内胆经气化焚烧室燃烧器和来自净化燃烧的高温热能的加热，使得进入其中的有害固体废弃物与经废液雾化喷枪喷入的废液在低温欠氧条件下热解气化、彻底焚烧，热解气送入废气净化焚烧单元3中。

气化内胆采用耐热钢或耐热铸铁等材料制作，外部有鳍片、内部有衬板利于传热与蓄热。气化内胆的结构有两种形式：固定型及卧式回转型。固定型内胆的内部设有搅拌及除渣机构；卧式回转型内胆的内部设有螺旋筋板，安装有3°-5°的水平倾角，利于固体废弃物的翻转行进及自动除渣。防爆口确保气化内胆的运行安全。烟气温度测量装置用于调控气化内胆的最佳焚烧温度。

废气净化焚烧单元3，由净化焚烧室壳体、耐火及保温材料、蓄热体、净化焚烧室燃烧器、废气喷枪、防爆口及烟气温度测量装置等组成。

工艺流程：净化焚烧室的蓄热体由净化焚烧室燃烧器加热至1,000-1,100℃(符合废气焚烧标准的要求)，进入净化焚烧室的热解气和由废气喷枪送入的废气与空气充分混合，经高温蓄热体中短时间的高温焚烧，废气中的有害成分断链、裂解、充分氧化成稳定的、对环境无害的H₂O和CO₂，还能有效地减少NO_X的生成。

蓄热体采用多孔陶瓷材料或高温耐火材料颗粒制作。防爆口确保废气净化焚烧室的运行安全。烟气温度测量装置用于调控废气净化焚烧室的最佳焚烧温度。

余热回收单元4，由换热设备、烟气温度测量装置、烟气氧含量测量装置、换热介质温度测量装置、换热介质压力测量装置等组成。

工艺流程：烟气进入换热设备进行热交换，烟气中的余热可以以热空气(用于干燥或助燃风)、热水(用于清洗或供暖)或水蒸汽(用于消毒、蒸煮、加热或发电)等形式被回收利用。当以热空气形式回收利用热能时，换热设备选用专业的气-气换热器即可；当以热水或水蒸汽形式回收利用热能时，换热设备选用专业的余热锅炉成套设备。烟气氧含量测量装置用于调控整个焚烧***的余氧运行最佳工况。

烟气处理单元5，由除尘器、急冷设备、有害气体吸附设备、除湿设备、引风机及烟囱等组成。

工艺流程：余热利用后的烟气经除尘器去除其中的固体颗粒物、经有害气体吸附设备去除其中的有害气体(如：SO₂、HCl等)、再经除湿设备去除水蒸汽以后，就可以达标排放。

有害气体吸附设备有湿式吸附与干式吸附两种，可根据需要选择。急冷设备确保烟气在1秒钟的时间内快速冷却至200℃以下，减少烟气在200-500℃区间内的滞留时间，防止二噁英的生成。

燃料供应设备6，为气化焚烧室燃烧器及净化焚烧室燃烧器提供辅助燃料，辅助燃料根据实际情况可选用液体燃料(如燃油)或气体燃料(如燃气)，供应设备也有所不同：液体燃料供应设备，由燃料储罐、过滤器、燃料泵、溢流阀、电动调节阀、电磁阀、截止阀及管路等组成。气体燃料供应设备，由燃气储罐或入气主管道、过滤器、调压器、电动调节阀、紧急关断阀、电磁阀、截止阀及管路等组成。

当焚烧高热值的废废弃物时，输入焚烧室的热能增多，可适当减少或停止辅助燃料的供应，节约燃料消耗。

助燃风供应设备7，为废固及废液气化焚烧单元2和废气净化焚烧单元3提供助燃风，由鼓风机或富氧制取设备、蝶阀、电动调节蝶阀及管路等组成。

气化焚烧室燃烧器及净化焚烧室燃烧器可选用富氧燃烧器，以利于节约辅助燃料的消耗。同时供风设备也要按照富氧燃烧的要求选用富氧制取设备，或鼓风机作为备用设备。

换热介质供应设备8，为余热回收单元4提供换热介质，根据热利用的形式不同换热介质可以选用空气或水，相应的供应设备选用如下：

空气为换热介质的供应设备，由空气过滤器、鼓风机、调节阀及管路等组成；水为换热介质供应设备，由水的过滤设备、软化水设备、给水泵、调节阀及管路等组成。

有害气体吸附剂供应设备9，为烟气处理单元5的有害气体吸附设备提供吸附剂，有害气体吸附设备有湿式吸附与干式吸附两种，相应的吸附剂供应设备选用如下：湿式吸附剂供应设备，由石灰水池、循环泵、阀门及管路等组成；干式吸附剂供应设备，由石灰粉仓、活性炭仓、连续定量加料设备及管路等组成。

自动控制及安全保护设备10，由管理计算机IPC、可编程控制器PLC、烟气温度调节仪、氧含量控制仪、换热介质温度调节仪、换热介质压力控制仪、燃烧器控制器及低压电器等组成。

Claims

1.一种低能耗有害废弃物无害化焚烧***，包括：废固上料设备(1)、废固及废液气化焚烧单元(2)、废气净化焚烧单元(3)、余热回收单元(4)及烟气处理单元(5)等主体设备，以及燃料供应设备(6)、助燃风供应设备(7)、换热介质供应设备(8)、有害气体吸附剂供应设备(9)、自动控制及安全保护设备(10)等附属设备。其特征在于：所述的废固上料设备(1)由抓斗、料斗、密闭输料带及推料机等组成；所述的废固及废液气化焚烧单元(2)由气化焚烧室壳体、耐火及保温材料、气化内胆、支撑及驱动设备、气化焚烧室燃烧器、废液雾化喷枪、防爆口及烟气温度测量装置等组成；所述的废气净化焚烧单元(3)由净化焚烧室壳体、耐火及保温材料、蓄热体、净化焚烧室燃烧器、废气喷枪、防爆口及烟气温度测量装置等组成；所述的余热回收单元(4)由换热设备、烟气温度测量装置、烟气氧含量测量装置、换热介质温度测量装置、换热介质压力测量装置等组成；所述的烟气处理单元(5)由除尘器、急冷设备、有害气体吸附设备、除湿设备、引风机及烟囱等组成；所述的燃料供应设备(6)，按燃料种类不同分为：液体燃料供应设备，由燃料储罐、过滤器、燃料泵、溢流阀、电动调节阀、电磁阀、截止阀及管路等组成；气体燃料供应设备，由燃气储罐或入气主管道、过滤器、调压器、电动调节阀、紧急关断阀、电磁阀、截止阀及管路等组成；所述的助燃风供应装置(7)由鼓风机或富氧制取设备、调节阀及管路等组成；所述的换热介质供应设备(8)，按换热介质不通分为：空气为换热介质的供应设备，由空气过滤器、鼓风机、调节阀及管路等组成；水为换热介质供应设备，由水的过滤设备、软化水设备、给水泵、调节阀及管路等组成；所述的有害气体吸附剂供应设备(9)，分为：湿式吸附剂供应设备，由石灰水池、循环泵、阀门及管路等组成；干式吸附剂供应设备，由石灰粉仓、活性炭仓、连续定量加料设备及管路等组成；所述的自动控制及安全保护设备(10)由可编程控制器PLC、烟气温度调节仪、氧含量控制仪、换热介质温度调节仪、换热介质压力控制仪、燃烧器控制器及低压电器等组成。

2.根据权利要求1所述的低能耗有害废弃物无害化焚烧***，其特征在于：所述的废固及废液气化焚烧单元(2)中的气化内胆采用耐热钢或耐热铸铁等材料制作，外部有鳍片、内部有衬板。气化内胆的结构有多种形式：固定型与卧式回转型等。固定型内胆的内部设有搅拌及除渣机构；卧式回转型内胆的内部设有螺旋筋板，内胆的安装要有3°-5°的水平倾角。

3.根据权利要求1所述的低能耗有害废弃物无害化焚烧***，其特征在于：所述的废气净化焚烧单元(3)的蓄热体可采用多孔陶瓷材料、也可采用高温耐火材料颗粒。

4.根掘权利要求1或2或3所述的低能耗有害废弃物无害化焚烧***，其特征在于：所述的废固及废液气化焚烧单元(2)中的气化焚烧室燃烧器及所述的废气净化燃烧单元(3)中的净化焚烧室燃烧器可选用液体燃料(如柴油)或气体燃料(如天然气)作为辅助燃料；同时所述的燃料供应设备(6)亦相应地选用液体燃料供应设备，或气体燃料供应设备。当焚烧高热值的废废弃物时，所增加的热能可减少或停止燃料的供应。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的低能耗有害废弃物无害化焚烧***，其特征在于：所述的废固及废液气化焚烧单元(2)中的气化焚烧室燃烧器及所述的废气净化燃烧单元(3)中的净化焚烧室燃烧器，均可选用富氧燃烧器。同时所述的助燃风供应装置(7)中的鼓风机也要按照富氧燃烧的要求替换为富氧制取设备，或两者并联使用。

6.根掘权利要求1所述的低能耗有害废弃物无害化焚烧***，其特征在于：所述的余热回收单元(4)可根据实际需要选用以热空气、热水或饱和水蒸汽等多种形式回收利用热能；同时所述的换热介质供应设备(8)亦相应地选用以空气为换热介质的供应设备或以水为换热介质供应设备。

7.根据权利要求1所述的低能耗有害废弃物无害化焚烧***，其特征在于：所述的烟气处理单元(5)的有害气体吸附设备有湿式吸附及干式吸附等两种类型可选用；同时所述的有害气体吸附剂供应设备(9)亦相应地选用湿式吸附剂供应设备或干式吸附剂供应设备。