基于烟气再循环的危险废物焚烧系统的制作方法

本发明涉及基于烟气再循环的危险废物焚烧系统，属于危险废物焚烧技术领域。

背景技术：

在我国走向工业化、城市化道路的同时,社会的物质消耗量也急剧增加,随之而来的是大量废物的产生。来自工业和医疗系统的危险废物,因其对环境极大的破坏性以及对人类和牲畜的健康的巨大威胁而需对其进行特殊处置。

焚烧法因其在处理危险废物时能同时实现减量化、无害化以及资源化,被认为是最有效的处理危险废物的方法之一,也是我国危险废物集中处理中心主要采用的方法之一。

在焚烧法处理危险废物领域，回转窑焚烧系统具有比其它类型焚烧系统更广泛的物料适应性,能同时处理固体、液体以及气体形态的危险废物。世界范围内,回转窑焚烧系统在处理危险废物领域内占有超过85%的市场份额。

回转窑焚烧系统由一个稍倾斜的回转窑(一次燃烧室)与一个二次燃烧室组成。回转窑是一个内嵌耐火砖的空心钢制圆筒。加热回转窑的热量主要来自辅助燃料(如油、天然气等)和危险废物燃烧所产生的热量。运行时危险废物从回转窑的高端进入,在自身重力以及回转窑旋转的推动作用下,顺着回转窑缓慢下滑,依次经历干燥(水份蒸发)、燃烧和燃尽阶段。燃烧产物主要是灰渣和烟气。二次燃烧室装备一到数个燃烧器,烟气与二次燃烧室内的过量空气混合后在高温下燃烧,以除去烟气中的毒性有机物。

2016年，来自工业和医疗系统的危险废物已超过6000万吨/年。现有的危险废物焚烧系统的处理能力远远不能满足社会需求，迫切需要新增焚烧处理能力，但受限于厂址选择、环境评价和邻避效应等诸多因素，新建危险废物焚烧系统较为困难，进展缓慢。现有的回转窑焚烧系统的处理能力一般在1~3万吨/年，处理能力不大。

因此，研究开发新型危险废物焚烧系统技术，提升单套危险废物焚烧系统的处理能力，是解决目前焚烧处理能力严重不足的一个可行方向。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对现有回转窑焚烧系统处理能力不大的问题，提出基于烟气再循环的危险废物焚烧系统，通过富氧燃烧，烟气再循环，极大地提升单套危险废物焚烧系统的处理能力。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

基于烟气再循环的危险废物焚烧系统，包括进料系统、富氧气体供给系统、废物焚烧回转窑、二次燃烧室、捞渣机、第一余热锅炉、第一引风机、第二余热锅炉、废气处理系统、第二引风机、烟囱和烟气管道，进料系统设置在废物焚烧回转窑的窑头端，废物焚烧回转窑的窑头端设置有高温烟气进气口，富氧气体供给系统的出气端与高温烟气进气口连通，二次燃烧室安装在废物焚烧回转窑的窑尾端且与废物焚烧回转窑内连通，捞渣机安装在二次燃烧室的下方，二次燃烧室通过烟气管道分别连接第一余热锅炉和第二余热锅炉，第一余热锅炉通过烟气管道连接第一引风机，第一引风机通过烟气管道连接废物焚烧回转窑的高温烟气进气口，第二余热锅炉通过烟气管道连接废气处理系统，废气处理系统通过烟气管道连接第二引风机，第二引风机通过烟气管道连接烟囱。

优选地，所述二次燃烧室设置有第一废气出口、第二燃烧器和第二废气出口，第二燃烧器位于第一废气出口的上方，第二废气出口位于第二燃烧器的上方，第一废气出口通过烟气管道连接第一余热锅炉，第二废气出口通过烟气管道连接第二余热锅炉。

优选地，所述二次燃烧室的第一废气出口的热废气温度范围为800~1200℃，第二废气出口的热废气温度范围为1100~1300℃。

优选地，所述废物焚烧回转窑的窑头端还设置有第一燃烧器、至少一个废液输入端口、固体废物进料端口。

优选地，所述进料系统包括废液存储及喂料系统和固体废物存储及喂料系统，废液存储及喂料系统的废液输出端分别与废物焚烧回转窑的第一燃烧器、废物焚烧回转窑的废液输入端口、二次燃烧室的第二燃烧器连接，固体废物存储及喂料系统的固体废物输出端连接废物焚烧回转窑的固体废物进料端口。

优选地，还包括粉料加入系统，粉料加入系统的粉料输出端与废物焚烧回转窑的高温烟气进气口连通。

优选地，所述富氧气体供给系统为富氧气体制备系统、富氧气体存储及输出系统的任意一种。

优选地，所述废气处理系统包括急冷塔、干式反应器、布袋除尘器。

优选地，所述废气处理系统也可以包括急冷塔、湿法洗涤塔。

优选地，所述废气处理系统也可以为湿法洗涤塔。

综合上述技术方案，本发明的有益效果在于：本发明将空气分离/烟气再循环技术融入现有的回转窑焚烧系统技术，对二次燃烧室进行技术升级改造，在一套危险废物焚烧系统中使用两套余热锅炉；通过富氧燃烧，烟气再循环，使单套危险废物焚烧系统在保持烟气排放量不变的前提下，处理能力大幅度提高，热能回收率大幅度提高，每吨废物的平均焚烧处理成本明显下降；由于烟气排放量不变，污染物排放总量不变，本发明的环境效益极其明显，焚烧一吨废物的污染物排放量下降超过30%，这对环境保护压力日益增大的今天来言，意义尤为重要。

附图说明

图1是本发明的系统示意图。

图中：10、进料系统；11、废液存储及喂料系统；12、固体废物存储及喂料系统；20、废物焚烧回转窑；21、第一燃烧器；22、废液输入端口；23、固体废物进料端口；24、高温烟气进气口；30、二次燃烧室；31、第一废气出口；32、第二废气出口；33、第二燃烧器；40、捞渣机；51、第一余热锅炉；52、第二余热锅炉；60、废气处理系统；71、第一引风机；72、第二引风机；81、烟囱；82、烟气管道；91、富氧气体供给系统；92、粉料加入系统。

具体实施方式

为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

如图1所示，基于烟气再循环的危险废物焚烧系统，包括进料系统10、富氧气体供给系统91、废物焚烧回转窑20、二次燃烧室30、捞渣机40、第一余热锅炉51、第一引风机71、第二余热锅炉52、废气处理系统60、第二引风机72、烟囱81和烟气管道82，进料系统10设置在废物焚烧回转窑20的窑头端，废物焚烧回转窑20的窑头端设置有高温烟气进气口24，富氧气体供给系统91的出气端与高温烟气进气口24连通，二次燃烧室30安装在废物焚烧回转窑20的窑尾端且与废物焚烧回转窑20内连通，捞渣机40安装在二次燃烧室30的下方，二次燃烧室30通过烟气管道82分别连接第一余热锅炉51和第二余热锅炉52，第一余热锅炉51通过烟气管道82连接第一引风机71，第一引风机71通过烟气管道82连接废物焚烧回转窑20的高温烟气进气口24，第二余热锅炉52通过烟气管道82连接废气处理系统60，废气处理系统60通过烟气管道82连接第二引风机72，第二引风机72通过烟气管道82连接烟囱81。

废物焚烧回转窑20转动，进料系统10将液体危险废物从废物焚烧回转窑20的窑头端喷入废物焚烧回转窑20中，液体危险废物汽化、焚烧，形成高温烟气和无机残渣；进料系统10将固体或者半固体危险废物从废物焚烧回转窑20的窑头端推入废物焚烧回转窑20中，固体或者半固体危险废物在废物焚烧回转窑20内翻滚前进，固体或者半固体废物包含的有机物被彻底焚烧，水分全部蒸发，形成高温烟气和无机残渣；无机残渣呈融熔状态，经水淬冷后由废物焚烧回转窑20窑尾端的捞渣机40排出；一部分高温烟气经二次燃烧室30进入第一余热锅炉51，回收热量，降低温度至240~500℃，再通过第一引风机71和废物焚烧回转窑20窑头端的高温烟气进气口24重新进入废物焚烧回转窑20中，参与焚烧；富氧气体供给系统91为重新进入废物焚烧回转窑20的高温烟气补充富氧气体；另一部分高温烟气经二次燃烧室30进入第二余热锅炉52，回收热量，降低温度至500~600℃，紧接着进入废气处理系统60，降低温度并去除烟气中的有害物质（如二氧化硫、氮氧化物、氯化氢、氟化氢、重金属、粉尘、二恶英等），再通过第二引风机72进入烟囱81，达标排入大气。该基于烟气再循环的危险废物焚烧系统，通过富氧燃烧，烟气再循环，在保持烟气排放量不变的前提下，处理能力大幅度提高，热能回收率大幅度提高，每吨废物的平均焚烧处理成本明显下降；由于烟气排放量不变，污染物排放总量不变，焚烧一吨废物的污染物排放量下降超过30%。

进一步，如图1所示，所述二次燃烧室30设置有第一废气出口31、第二燃烧器33和第二废气出口32，第二燃烧器33位于第一废气出口31的上方，第二废气出口32位于第二燃烧器33的上方，第一废气出口31通过烟气管道82连接第一余热锅炉51，第二废气出口32通过烟气管道82连接第二余热锅炉52。

进一步，所述二次燃烧室30的第一废气出口31的热废气温度范围为800~1200℃，第二废气出口32的热废气温度范围为1100~1300℃。

对于不需要进行净化排放的高温烟气，经二次燃烧室30的第一废气出口31进入第一余热锅炉51，回收热量，降低温度至240~500℃，再通过第一引风机71和废物焚烧回转窑20窑头端的高温烟气进气口24重新进入废物焚烧回转窑20中，参与焚烧，富氧气体供给系统91为重新进入废物焚烧回转窑20的高温烟气补充富氧气体；对于需要进行净化排放的高温烟气，在第二燃烧器33燃烧油、天然气或高热值废液的作用下，确保温度升高到1100℃以上，将高温烟气中的毒性有机物质彻底焚毁，彻底焚毁毒性有机物质的高温烟气经二次燃烧室30的第二废气出口32进入第二余热锅炉52，回收热量，降低温度至500~600℃，紧接着进入废气处理系统60，降低温度并去除烟气中的有害物质（如二氧化硫、氮氧化物、氯化氢、氟化氢、重金属、粉尘、二恶英等），再通过第二引风机72进入烟囱81，达标排入大气。进入第一余热锅炉51的高温烟气不对外排放，故不需要考虑二恶英的重新生成问题；在第一余热锅炉51中，高温烟气允许的降温幅度大，热能回收率高。单位时间内，通过第一余热锅炉51的高温烟气量比通过第二余热锅炉52的高温烟气量大数倍，是本发明热能回收率高的根本原因。

进一步，如图1所示，所述废物焚烧回转窑20的窑头端还设置有第一燃烧器21、至少一个废液输入端口22、固体废物进料端口23。

进一步，如图1所示，所述进料系统10包括废液存储及喂料系统11和固体废物存储及喂料系统12，废液存储及喂料系统11的废液输出端分别与废物焚烧回转窑20的第一燃烧器21、废物焚烧回转窑的废液输入端口22、二次燃烧室30的第二燃烧器33连接，固体废物存储及喂料系统12的固体废物输出端连接废物焚烧回转窑20的固体废物进料端口23。

废液存储及喂料系统11将液体危险废物从废物焚烧回转窑20窑头端的废液输入端口22喷入废物焚烧回转窑20中，液体危险废物汽化、焚烧；固体废物存储及喂料系统12将固体或者半固体危险废物从废物焚烧回转窑20窑头端的固体废物进料端口23推入废物焚烧回转窑20中，固体或者半固体危险废物在废物焚烧回转窑20内翻滚前进，固体或者半固体废物包含的有机物被彻底焚烧，水分全部蒸发。液体危险废物有相当一部分具有高热值或者经过蒸发浓缩之后具有高热值。在焚烧系统中，将高热值的液体危险废物作为燃料来使用，以废治废，是降低能耗，降低成本的一个可行方案。在本焚烧系统中，高热值的液体危险废物可通过废物焚烧回转窑20的第一燃烧器21和二次燃烧室30的第二燃烧器33来进行燃烧，为系统提供热量或焚烧高温烟气。

进一步，如图1所示，本系统还包括粉料加入系统92，粉料加入系统92的粉料输出端与废物焚烧回转窑20的高温烟气进气口24连通。

粉料加入系统92向重新进入废物焚烧回转窑20的高温烟气添加粉状处理剂，主要是碳酸钙粉、氢氧化钙粉、氧化钙粉、碳酸氢钠粉，部分去除高温烟气中二氧化硫、氯化氢、氟化氢等有害物质，既可以降低高温烟气中有害物质的浓度，从而降低其对设备的腐蚀性，又可以减轻废气处理系统60的处理压力，确保烟气处理质量，达标排放。

进一步，所述富氧气体供给系统91为富氧气体制备系统、富氧气体存储及输出系统的任意一种。

进一步，所述废气处理系统60包括急冷塔、干式反应器、布袋除尘器。

进一步，所述废气处理系统60也可以包括急冷塔、湿法洗涤塔。

进一步，所述废气处理系统60也可以为湿法洗涤塔。

上面结合附图对本发明的技术内容作了说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下对本发明的技术内容做出各种变化，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。