固体废弃物烟气处理系统的制作方法

本实用新型涉及固废处理技术领域，特别涉及固废烟气处理系统。

背景技术：

随着社会经济的飞速发展及人民消费水平的提高，企业生产过程中产生的工业固废量与日俱增。工业固体废物，特别是危险废物对生态环境的污染具有严重性、长期性、潜在性及不可逆、难治理等特性。如不妥善处置将会给人民健康、环境和经济发展留下极大隐患。

我国目前许多地区已经建设或正在筹建废物集中处理处置中心，包括对危险废物进行综合利用、焚烧、物化、稳定化/固化、安全填埋等处理，并积累了一定的设计、运营管理经验，其中焚烧处理方式在减量化、无害化方面具有不可替代的优势。

建设危险废物集中焚烧处置工程不仅可以解决企业工业固废的安全处置问题，而且有利于改善和提高区域整体环境质量，有利于采用新技术，提高无害化处理效果，有利于规模化集约经营，有利于建设可持续发展的生态环境，改善常州市及周边地区的投资环境，提高综合竞争力。

因此，无论是从国家大政方针和地方的政策方略，还是从保护环境安全、人民健康以及促进地方经济科学发展的角度考虑，建立一座危险废物集中焚烧处置工程，使危险废物能够及时得到无害化处置，是非常必要且迫切的。

危险废物集中焚烧处置过程中，产生的废气主要由焚烧炉尾气及无组织废气组成。

焚烧炉系统废气排放主要是废物焚烧后产生的烟气，焚烧烟气污染物排放具有不稳定、不均衡性，污染物视焚烧废物和焚烧条件而定，主要有酸性组分(SO₂、NOx、HCl、HF、CO)、烟尘、挥发性重金属，二噁英类物质等。

目前，采用的烟气处理系统包括依次相连的急冷塔、中和塔、布袋除尘装置、洗涤塔及烟囱，急冷塔与余热锅炉连接，中和塔与消石灰喷射装置连接，洗涤塔与碱液池连接。上述烟气处理系统采用的是干法脱酸+湿法脱酸相结合的脱酸方式，干法脱酸即将通过压缩气体将消石灰粉喷入中和塔进行第一次脱酸，湿法脱酸即通过泵将碱液通入洗涤塔中进行二次脱酸。然而，经过干法脱酸和湿法脱酸后，还是无法百分之百去除烟气中的氮磷，残留的氮磷排入水中后，如排入太湖中后，容易促进蓝藻的生长，因此需要彻底去除氮磷，实现氮磷零排放。此外，由于干法脱酸只能除掉30％左右的酸，剩余的大部分酸在湿法脱酸过程中完成，因此，酸液在洗涤塔中与碱液发硬后会产生大量的盐，如不及时将盐排出，盐结晶后残留在洗涤塔中，需要定期加水再加碱液进行处理，处理难度较大，并且需要停机处理，成本非常高。

技术实现要素：

本申请人针对现有技术的上述缺点，进行研究和改进，提供一种固体废弃物烟气处理系统，实现氮磷零排放，并大大降低成本。

为了解决上述问题，本实用新型采用如下方案：

一种固体废弃物烟气处理系统，包括依次相连的急冷塔、中和塔、布袋除尘装置、洗涤塔及烟囱，所述急冷塔与余热锅炉连接，洗涤塔连接碱液池，所述中和塔与石灰浆池连接。废气处理工艺，包括半干法脱酸过程及湿法脱酸过程，所述半干法脱酸过程包括将所述石灰浆池中的石灰浆导入所述中和塔中与烟气中酸性气体的反应过程，所述湿法脱酸包括及将碱液池中的碱液通入洗涤塔中与烟气中酸性气体的反应过程。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述洗涤塔通过管道与所述急冷塔连接。废气处理工艺，包括半干法脱酸过程及湿法脱酸过程，所述半干法脱酸过程包括将所述石灰浆池中的石灰浆导入所述中和塔中与烟气中酸性气体的反应过程，所述湿法脱酸包括及将碱液池中的碱液通入洗涤塔中与烟气中酸性气体的反应过程；通过输送设备将经过湿法脱酸后的洗涤塔中残留的碱液及产生的盐导入至急冷塔中。

进一步的，所述急冷塔包括独立与所述余热锅炉、中和塔及洗涤塔连接的两套，两套急冷塔之间可切换工作以实现一用一备。废气处理工艺，包括半干法脱酸过程及湿法脱酸过程，所述半干法脱酸过程包括将所述石灰浆池中的石灰浆导入所述中和塔中与烟气中酸性气体的反应过程，所述湿法脱酸包括及将碱液池中的碱液通入洗涤塔中与烟气中酸性气体的反应过程；通过输送设备将经过湿法脱酸后的洗涤塔中残留的碱液及产生的盐导入至急冷塔中，当其中一套急冷塔需要停机除盐时，切换成另一套急冷塔工作。

本实用新型的技术效果在于：

本实用新型采用半干法脱酸和湿法脱酸相结合，一方面能保证尾气处理后的氮磷零排放，另一方面避免急冷塔中盐分的大量产生，延长其清理周期；并且采用两套急冷塔实现一用一备，实现处理设备的连续、稳定运行，降低处置成本、提高处置效率。本实用新型中用于处理尾气的设备及方法，是针对国内废弃物排放的实际情况进行的特定设计，在全球为首创，可以获得份非常好的处理效果，对危险废物高效集中处置，有利于利用高标准的环保设备，达到高标准的污染控制目标。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的工艺流程图。

图中：1、干馏炉；2、软水装置；3、二燃室；4、余热锅炉；5、急冷塔；6、中和塔；7、布袋除尘装置；8、洗涤塔；9、烟囱；10、碱液池；11、石灰浆池；12、活性炭吸附装置；13、弃物进料装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。

实施例1：如图1所示，本实施例的固体废弃物焚烧处理系统，包括依次相连的废弃物进料装置13、干馏装炉1、二燃室3、余热锅炉4、急冷塔5、中和塔6、布袋除尘装置7、洗涤塔8及烟囱9，干馏炉1、余热锅炉4均连接有软水装置2，洗涤塔8连接碱液池10，中和塔6与石灰浆池11连接。本实用新型还提供固体废弃物烟气处理系统的处理工艺，包括半干法脱酸过程及湿法脱酸过程，半干法脱酸过程包括将石灰浆池11中的石灰浆导入中和塔6中与烟气中酸性气体的反应过程，湿法脱酸包括及将碱液池10中的碱液通入洗涤塔中与烟气中酸性气体的反应过程。半干法脱酸采用石灰浆去酸，相比原有的干法脱酸即通过石灰粉除酸，去除大部分酸性气体，减小后续湿法脱酸中酸性气体的含量，从而减小洗涤塔8中产生的盐含量，延长洗涤塔8的清洗周期，提高尾气处理效率。

实施例2：本实施例在实施例1的基础上进行了改进，将洗涤塔8通过管道与急冷塔5连接，即将洗涤塔8残留的碱液、盐等通过输送设备输送至急冷塔5中。本实施例的处理工艺，同样包括半干法脱酸过程及湿法脱酸过程，半干法脱酸过程包括将石灰浆池11中的石灰浆导入中和塔6中与烟气中酸性气体的反应过程，湿法脱酸包括及将碱液池10中的碱液通入洗涤塔中与烟气中酸性气体的反应过程；通过输送设备将经过湿法脱酸后的洗涤塔8中残留的碱液及产生的盐导入至急冷塔5中。由于将残留的碱液导入至急冷塔5，一方面用于增强急冷塔5的急冷效果，另一方面避免氮磷排放，实现氮磷零排放。

实施例3：本实施例在实施例2的基础上进一步改进，将急冷塔5设置成两套，两套急冷塔5独立与余热锅炉4、中和塔6及洗涤塔8连接，两套急冷塔5之间可切换工作以实现一用一备。由于将洗涤塔8中的残留碱液和盐导入至急冷塔5中，急冷塔5中的盐分增加，为了不影响工作效果，需要对急冷塔5进行定期除盐处理，除盐需要停机处理，故采用两套急冷塔5进行切换，即可实现连续工作。本实施例的处理工艺，包括半干法脱酸过程及湿法脱酸过程，半干法脱酸过程包括将石灰浆池11中的石灰浆导入中和塔6中与烟气中酸性气体的反应过程，湿法脱酸包括及将碱液池10中的碱液通入洗涤塔中与烟气中酸性气体的反应过程；通过输送设备将经过湿法脱酸后的洗涤塔8中残留的碱液及产生的盐导入至急冷塔5中，当其中一套急冷塔5需要停机除盐时，切换成另一套急冷塔5工作。

上述实施例1、实施例2及实施例3中废弃物焚烧的设备及原理如下：

(1)废物进料系统

根据废物种类、状态，本实用新型的废弃物进料装置13有以下三种形式：

①喂料装置：焚烧炉配备一套自动喂料装置，将经过破碎预处理后的固态废物与废液混合后，通过高压柱塞泵打入干馏炉前段。破碎系统带双密封门以及氮气置换装置。

②泵送上料：需焚烧的液态危废，由耐腐蚀泵将液体从储罐内打入干馏炉的喷嘴处，用专用喷嘴喷入炉内焚烧。

③提升机上料：主要用于包装后且无需破碎的固/液/半固态废料，由人工将其放在专用提升机平台上，由专用提升机将其提起，送入焚烧炉(干馏炉)进料口。进料口采用双闸门，有连锁控制及气封装置。

经三种上料方式上料后，本实用新型可以进行固液分烧与混烧。

(2)焚烧系统

焚烧系统由两部分组成：一燃室(干馏炉1)和二燃室3。

危险废物通过进料机构送入干馏炉1内进行高温焚烧，经过60min(45-75min)左右的高温焚烧，物料被彻底焚烧成高温烟气和灰渣，干馏炉1的转速可以进行调节，保持约50mm厚的稳定渣层可以起到保护耐火层作用，其操作温度应控制在850℃左右，高温烟气从炉尾进入二燃室，焚烧灰渣从炉尾进入水封刮板出渣机，水冷后进入灰仓，定期送到稳定化/固化车间进行处理。

干馏炉1的窑头使用耐火材料进行保护，耐火层由一层水冷却支撑环支撑着，位于窑头的底断面。在窑头下部设置一个废料收集器收集废物漏料(工作过程中不存在泄漏，仅定期排除窑头少量积灰用，积灰排放口通过闸板阀密封)。干馏炉本体是一个由钢板卷成的一个圆筒，局部由钢板加强，内衬耐火材料。在本体上面还有两个带轮和一个齿圈，传动机构通过小齿轮带动本体上的大齿圈，然后通过大齿圈带动干馏炉本体转动。炉尾是连接干馏炉本体以及二燃室的过渡体，它的主要作用是保证炉尾的密封以及烟气和焚烧灰渣的输送通道。本焚烧炉的炉尾密封结构没有采用传统的鱼鳞片式密封，由于炉尾温度高，传统鱼鳞片式密封经过长时间的辐射烘烤会变形，容易造成大量空气泄漏，降低二燃室的温度，增加辅助燃料用量，本焚烧炉采用专利密封结构：风冷复合端面密封结构(炉尾设置风冷复合端面密封装置，主要利用迷宫效应，在干馏炉尾部与二燃室的连接处采用单独的冷却风机供风，并吹到环形冷却套内进行冷却，防止二燃室内的辐射引起的干馏炉末端过热。该技术的密封是通过烧结石墨块压在风冷密封套上实现，本密封装置还设有牵引装置，牵引调整压紧装置会自动调整密封块，保证了良好的密封效果)。

为保证物料向下的传输，干馏炉必须保持一定的倾斜度，本焚烧炉倾斜度设计值为3％；由于危险废物物料的波动性，焚烧时间长短不一，焚烧炉需要较大程度的调节，本焚烧炉设计转速为0.1-1.2转/min。

干馏炉本体内设有耐火及保温材料，内层为耐温为1780℃以上的高强度高铝砖，厚度为250mm；保温材料为耐温为1200℃以上的轻质隔热材料，厚度为50mm。

在窑头除了设置进料溜槽外，还设置组合式燃烧器和浆状废物喷射器。

烟气随后进入二燃室3，在干馏炉焚烧炉高温焚烧的烟气从炉尾进入二燃室，烟气在二燃室燃尽，二燃室的温度控制在1100-1200℃之间，为了避免辐射和二燃室外壳过热，二燃室设计成由钢板和耐火材料组成的圆柱筒体。根据焚烧理论，烟气充分焚烧的原则是3T+1E原则，即保证足够的温度(危险废物焚烧炉：＞1100℃)、足够的停留时间(危险废物焚烧炉：1100℃时＞2s)、足够的扰动(二燃室喉口用二次风或燃烧器燃烧让气流形成漩流)、足够的过剩氧气，其中前三个作用是由二燃室来完成。在二燃室下部设置二次风和两个多燃料燃烧器，保证二燃室烟气温度达到标准以及烟气有足够的扰动。干馏炉本体内少量没有完全燃烧的气体在二燃室内得到充分燃烧，并提高二燃室温度，在二燃室内温度始终维持在1100℃以上，根据设计计算，烟气在二燃室内停留时间将大于2s，在此条件下，可有效抑制烟气中的二噁英和其它有害成分的合成。

二燃室钢板内是由230mm的高铝砖以及两层总厚为320mm的隔热保温材料组成，在二燃室支撑壳体外还有30mm厚的岩棉毡。此时二燃室支撑壳体温度约200℃，保温外壁温度约50℃，既达到了壳体防腐要求(避开HCl的低温和高温腐蚀区)，又起到了绝热蓄能的作用，提高了炉温，减少了辅助燃料用量。

在二燃室下面，放置出渣机，排除燃尽的炉渣。高温烟气离开二燃室通过烟道进入余热锅炉进行换热。

(2.1)助燃系统

在焚烧炉(干馏炉1)启炉、进炉物料热值低时(不能自燃)时，采用轻柴油作辅助燃料(合计25t/a)，通过检测二燃室炉温及排气中含氧量，调节助燃气体及辅助燃料用量，使废物焚烧处于最佳状态。

焚烧炉启动采用轻柴油，冷态启动为16小时，热态启动为2-5小时；焚烧炉的耗油量主要取决于焚烧炉的启动次数、废物的成分、热值和水分。

正常生产情况下，不需再另行加入柴油，仅当废物热值低于11700KJ/Kg，而含水率高于50％时，为保证焚烧炉稳定的运行，一燃室需加入燃油助燃，确保二燃室正常维持1100℃的温度，具体加入量根据废物热值确定。设计在焚烧车间设置1个日用油箱向焚烧炉供油；日用油箱中的油由加油站的地下油罐进行供给。

(2.2)余热利用系统

二燃室3的出口处的烟气温度为1100℃以上，为了满足后续阶段烟气处理对温度的要求，减少二噁英类的再合成，提高重金属在灰尘颗粒上的凝结，采用锅炉降温法。从二燃室出来的1100℃烟气进入余热锅炉内通过与锅炉水充分换热降温至500℃，利用烟气热量产生过热蒸汽，蒸汽供内部及厂区外使用。本系统中设置一套蒸汽锅炉，既使尾气温度降低又能充分利用焚烧产生的热能，锅炉采用闭式循环，由另外设置的软化、除氧水设备、给水泵等提供符合锅炉要求的除氧软化水。

余热锅炉的蒸汽参数见表1。

表1余热锅炉蒸汽参数

(3)尾气处理系统

高温烟气经过余热锅炉4出口温度降至500℃，经烟道上方进入急冷塔5，急冷介质为湿式洗涤塔循环水，高温烟气从喷淋塔项部进入，经过布气装置使烟气均匀地分布在塔内，喷淋塔顶部喷入水雾，雾化后的水滴与高温烟气充分换热，在短时间内蒸发，迅速带走热量，使烟气温度急速下降至200℃以下(约195℃)，抑制了二噁英再生成。急冷水的雾化通过雾化泵站实现，雾化泵站由喷枪、水路系统、气路系统、PLC控制系统等组成。急冷系统可根据出口烟气温度的变化自动调节喷水量，保证急冷塔出口温度维持在设定温度范围内。急冷系统可以保证烟气温度在1秒钟内由500℃降至200℃，有效避免二噁英类物质的再合成。

经急冷塔降温后的烟气再进入中和塔6中进行半干法脱酸，烟气温度由195℃降到170℃。半干法脱酸中将石灰浆与烟气中的SO₂等酸性物质混合反应，生成CaSO₄、CaSO₃和CaCl₂等反应物，在高温烟气中迅速干燥成固态。主要目的是一方面可降低烟气的湿度，另一方面是充分利用石灰浆在塔内的中和反应脱酸作用。

在中和塔6和布袋式除尘装置7之间还设置了活性炭喷射装置，烟气中的重金属类物质和可能残留的二噁英类物质被活性炭吸附，并在后续烟道和袋式除尘器滤袋表面发生持续性反应，随飞灰排出。活性炭喷射装置出口烟气进入袋式除尘器，烟气中的粉尘、活性炭以及被其所吸附的污染物和反应物，均附着在滤袋外表面，通过滤袋的高效过滤作用，绝大部分粉尘被全部拦截，以飞灰的形式从灰斗处排出，净化后的烟气(约165℃)从除尘器上部排出。

烟气经袋式除尘器出口进入湿式洗涤塔8(脱酸塔)，烟气在上升过程中与塔内上部喷淋出来的循环碱液充分混合接触后，烟气中的酸性气体HCl、SO₂、HF与碱液混合发生化学反应，烟气温度由165℃迅速降至72℃，无法冷凝的烟气排出洗涤塔。洗涤塔底部的洗涤水(含烟气中被冷凝的废水)(72℃)进入碱液循环罐，然后泵送至冷却器，降温至35℃后进入碱液循环罐。碱液循环罐中的碱液一部分经洗涤塔补水泵进入洗涤塔循环使用；一部分碱液经泵送喷入急冷塔5。碱液循环罐的补给根据烟气在线监测数据及循环系统碱液的PH计数据形成控制回路进行定期补给，保证良好的脱酸效果的同时能经济控制药品消耗。湿式脱酸塔出口烟气经除雾器捕捉并去除脱酸塔出口烟气夹带的大颗粒水雾，降低排烟含水率。

烟气排放系统包括引风机和烟囱。引风机抽送烟气以维持炉膛的负压操作状态的功能，通过烟囱将净化达标的烟气排入大气。

烟囱上设置取样孔和取样平台等辅助设施，安装烟气在线检测系统，监视排放烟气的品质并反馈控制烟气净化系统的运行。本实用新型焚烧系统在尾气排放位置配套设置一套烟气在线检测系统，可在线监测烟尘、硫氧化物、氮氧化物、氯化氢等大气污染因子。另外干馏炉及二燃烧室设置有氧、一氧化碳、二氧化碳的工艺指标在线监测，对焚烧系统相关设备的压力、温度、开关度、料位等工况参数实行在线监控，与环境保护行政主管部门联网。

(4)灰渣清理系统

危险废物焚烧后产生的灰渣，大部分残渣由干馏炉尾部的渣室排出，经过湿法出灰系统，由干馏炉底部的链式除渣机连续排出。由出渣机出来的灰渣，最终掉入出渣机端部设置的料斗车中，运送至灰渣暂存库中储存，定期由运输车送到危险废物填埋场安全填埋处置。

由余热锅炉下部排出的飞灰，用吨袋(一种柔性运输包装容器)进行收集并由叉车运送至灰渣暂存库中储存，定期由运输车送到危险废物填埋场安全填埋处置。

由布袋除尘装置下部排出的飞灰由气力输送至灰飞仓筒，定期由运输车送到危险废物填埋场安全填埋处置。

(5)污水处理系统

本实用新型厂内废水主要为冲洗水、实验室废水、初期雨水、制水车间排污水、锅炉排污水、循环冷却系统排污水和生活污水等，其中冲洗水、初期雨水、制水车间排污水和循环冷却系统排污水，通过厂内废水预处理装置处理，达到常州民生环保科技有限公司接管标准的要求后，和生活污水一起排入常州民生环保科技有限公司处理。厂内废水预处理站处理工艺采取缓冲罐+溶气气浮池+pH调解罐的组合工艺。

冲洗水、初期雨水、制水车间排污水和循环冷却系统排污水经收集进入5m3的缓冲罐，经流量调解后进入处理量为10t/h的溶气气浮池，气浮主要是絮凝、吸附废水中的SS、油类，形成浮渣后撇除，同时部分去除水中的COD，对于SS、油类的去除效率约为60-70％，对其它有机物的去除效率约为30％。气浮池上设一刮泥机，泥收集后进入干馏炉焚烧；气浮池出水进入5m³的pH调节罐，出水经检测达接管标准后排入园区污水管网以上所举实施例为本实用新型的较佳实施方式，仅用来方便说明本实用新型，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本实用新型所提技术特征的范围内，利用本实用新型所揭示技术内容所作出局部改动或修饰的等效实施例，并且未脱离本实用新型的技术特征内容，均仍属于本实用新型技术特征的范围内。

以上所举实施例为本实用新型的较佳实施方式，仅用来方便说明本实用新型，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本实用新型所提技术特征的范围内，利用本实用新型所揭示技术内容所作出局部改动或修饰的等效实施例，并且未脱离本实用新型的技术特征内容，均仍属于本实用新型技术特征的范围内。