专利名称：焚烧废物的成套装置和废物的综合利用方法
技术领域：
本发明涉及焚烧废物的成套装置，尤其是一种可以处理不同形态废弃物的危险废物焚烧处理成套装置和废物的综合利用方法。
背景技术：
许多工业废弃物，如化工企业生产过程产生的大量化工残渣，以及复合地板、纤维板、人造板等生产企业所产生的大量含有甲醛和其他有毒化工原料的木屑，医疗单位医疗过程中产生的医用废弃物等。如果这些废弃物不及时处理，既需要堆积的场所，又会造成极大的环境污染。常规处理废弃物的方法主要有焚烧和填埋。由于废弃物中有些有毒化工原料的燃点较高，致使有毒化工原料在焚烧中常因燃烧不充分而不能分解，而仍保留在灰烬或粉尘中，造成环境污染，并严重威胁人们的身体健康。
另外，多数工业废弃物中多含有金属或金属氧化物或金属氯化物等催化剂，当焚烧废弃物和分解有毒物质时，金属或金属氧化物或金属氯化物常与有机物发生反应，致使燃烧烟气中含有粉尘、二恶英和其它有毒物质。这些有毒物质随着烟气流动，并扩散于大气中，通过人体皮肤、呼吸道和农作物进入人体，严重威胁着人们的身体健康。
此外，二恶英在200℃以上形成，而在800℃则完全降解，并在200-400℃再次形成。因此，对化工残渣、医用废弃物、含有毒化工原料的木屑等废弃物进行焚烧处理时，应保证废弃物在焚烧炉中充分燃烧，使其在1100～1300℃进行高温焚烧处理，以充分分解废弃物中的有毒化工原料，尤其是促使二恶英的完全降解。为了杜绝在高温排气中二恶英在摄氏200-400℃之间的再次形成，根据环保的有关规定，必须在1秒钟内将600℃以上的高温烟气急冷至200℃以下，以防止二恶英的二次合成，同时对排放烟气进行净化处理后，实现安全排放。
随着世界各国对环保的要求愈来愈高，人们广泛研究化工残渣、医用废弃物、木屑等废弃物的处理方法和装置。如日本开发的医用废弃物处理装置，炉体上设有炉门，采用机械手抓取医用废弃物，打开炉门，再将医用废弃物送入炉膛。由于加料时须打开炉门，致使炉膛内的温度短时降低，使炉膛内的温度短时内达不到环保要求的燃烧温度，而影响焚烧处理效果。另因废弃物有液状、颗粒状或固态等多种形态，还必须根据处理废弃物的不同形态采用不同的处理方法和装置，致使企业投入大量资金购置不同形态废弃物的处理装置。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的一是提供一种焚烧处理危险废物的成套装置，可将不同形态的废弃物高温充分焚烧，使之成为高温烟气，高温烟气经急冷处理和回收、净化处理后成为不污染环境烟气排放，实现将废弃物变废为宝，并可综合利用燃烧废弃物产生的热能。
解决本发明技术问题的技术方案是一种危险废物焚烧处理成套装置，它包括连续加料装置、焚烧炉、热能回收系统、烟气急冷装置、烟气处理装置和在线监测系统，连续加料装置的物料出口与焚烧炉的进料口相连，炉体上的烟气出口与蒸汽锅炉或导热油炉的入口相连，在烟气出口的上方设置有引风机，蒸汽锅炉或导热油炉的出口与烟气急冷装置的入口相连，烟气急冷装置的烟气出口与烟气处理装置的进气口相连，在线监测系统实时监测焚烧炉、热能回收系统和烟气急冷装置中的温度，并监测烟气处理装置排放的气体符合环保要求。
本发明的连续加料装置具有如下结构具有管道1，管道1的一端与焚烧炉的炉体相连，一端与送风部件相连，管道上方设有送料斗，送料斗中设置有送料部件，送料斗底部的物料出口与管道相连。常用的送风部件为送风机。常用的送料部件为搅拌器或振动器。可根据加入物料的不同形态，分别选用不同的加料装置，如液状物料加料装置、颗粒状物料加料装置或固体物料加料装置。三种形态加料装置的物料出口的外形相同。
所述的液状物料加料装置具有料箱，料箱上设置有物料进口和物料出口，料箱内设置有送料部件，优选送料部件为搅拌器，物料出口的管道中设置有空气压缩机。可将一些加热能液化或熔化难流动的废弃物采用带夹套加热成流动的物料经加料装置进行加料，可简化焚烧工艺过程，以减少干燥、粉碎等工艺过程，并可减少干燥、粉碎等过程生成粉尘对环境的污染。
所述的颗粒状物料加料装置具有管道，管道一端设置有物料出口，另一端与送风部件相连，管道上方设置有送料斗，送料斗内设置有送料部件，优选送料部件为搅拌器或振动器，送料斗与管道相连。
所述的固体物料加料装置具有物料出口、能顺时针旋转的圆形叶轮进料器、风力推进器、物料进口和传送带，圆形叶轮进料器设置在物料出口内，圆形叶轮进料器下方设置有挡料板，物料出口处的内腔和挡料板的形状与圆形叶轮进料器的形状相适配，以防止炉内热能向外扩散和待烧废料遗漏；风力推进器设置在挡料板下方，待烧废弃物经传送带由物料进口送入圆形叶轮进料器旋转，通过风力推进器将废弃物喷射入炉膛内。为了能使待烧废料更充分地喷射到炉膛内，防止待烧废料直接进入炉膛底部，在进料口和风力推进器入口处的炉壁内侧设置有进料台阶。
将化工废料或木屑倒入送料斗，起动搅拌器或振动器，在搅拌器的搅拌或振动器的振动作用下，将送料斗内的化工废料或木屑送入管道1，同时送风部件向管道内送风，将废料呈雾状或沸腾状吹入炉膛，使废料与热空气充分接触，并使工业废料在炉膛分布均匀，燃烧充分，且送风部件吹出的冷风能降低进料口的炉壁温度，有效杜绝废弃物料在进料口的烧结而影响正常送料，并杜绝炉壁受炉膛内高温的影响而变形及老化。还可根据炉温要求和监测器的监测结果，依靠调节送料部件的振动速度或搅拌速度、送风的大小来调节加料速度，以确保焚烧炉中的燃烧温度达到环保要求。
本发明的焚烧炉具有如下结构具有炉体，炉体内垂直设有将炉膛分隔成燃烧区和排气区的间壁，间壁上方是燃烧区和排气区之间的通道；在燃烧区的间壁和炉体内壁上设有水平延伸、交错设置的烟气导流罩；在炉体上导流罩的下方设有喷料口；在排气区的炉体上设有烟气出口；在燃烧区的下方设有炉栅和炉体的进风口，在焚烧炉20的底部设置有由皮带轮机构组成的自动清灰装置209。
高温烟气在导流罩的导流作用下呈“S”形上升，明显增加废弃物在焚烧炉中的燃烧路径，并实现悬浮燃烧和层状燃烧两种燃烧方式的有机结合，使废弃物在炉膛燃烧区获得较高的燃烧温度，燃烧温度甚至高达1100℃～1300℃，以确保废弃物在焚烧炉中充分燃烧和完全降解。优选烟气导流罩为多层，更优选为三层，如上下两层导流罩设在间壁上，中层导流罩设在炉体上。为便于废弃物悬浮燃烧过程中产生烧结物滑落，优选烟气导流罩呈拱形，拱形对应的中心角为10°～80°，更优选为15°～75°，还优选为20°～65°，最优选为25°～60°。
优选在炉体上烟气导流罩的下方设有喷油口，喷油口向下倾斜设置，更优选喷油口的中心线与水平线之间的夹角为10°～80°，更优选为15°～75°，还优选为20°～65°，最优选为25°～60°，以便于在焚烧炉刚开始燃烧时或焚烧低热值废废弃物导致炉膛的燃烧温度达不到充分燃烧的要求温度时，通过加油助燃以迅速提高炉膛内的燃烧温度达到环保要求，并保证废弃物中的有毒化工原料分解成无毒、无味、不污染环境的高温烟气和二恶英的完全降解。
高温烟气由焚烧炉的烟气出口与蒸汽锅炉或导热油炉相连，以充分利用高温烟气释放的热能，或将热能转化为其他可利用能源(如电能、机械能)，以实现废弃物的再生利用，将废弃物变废为宝。
本发明焚烧炉的有益效果是连续送料装置将废弃物呈雾状或沸腾状吹入炉膛，使其与热空气充分接触，并在炉膛分布均匀，燃烧充分，废弃物的燃烧率高达95-97％，焚烧炉中的燃烧温度甚至高达1100℃～1300℃，能将有毒化工原料高温分解成无毒、无味、不污染环境的烟气加以排放和促使二恶英的完全降解，并可对焚烧产生的高温烟气热能加以综合利用，如燃烧一吨精对苯二甲酸残渣相当于1.3-1.5吨煤炭产生的热能，使其变废为宝。当炉膛内的燃烧温度达不到环保要求时，通过喷油口加油助燃以迅速提高炉膛内的燃烧温度达到环保要求，将废弃物中的有毒化工原料分解成无毒、无味、不污染环境的高温烟气，并促使二恶英的完全降解。
烟气急冷装置具有烟气进口和烟气出口，烟气急冷装置外接有蒸汽锅炉或导热油炉，烟气急冷装置的烟气出口与烟气处理装置的烟气进口相连。所述的烟气急冷装置具有速冷筒体，速冷筒体一端设置有烟气进口，另一端设置有烟气出口，速冷筒体分为二段，第一段速冷筒体内并列设置有至少二条蛇形管，蛇形管内具有冷却介质，优选冷却介质为导热油或蒸汽，第二段速冷筒体内并列设置有至少二条直管，直管内具有冷却介质，优选冷却介质为水。第一段速冷筒体上设置有与蛇形管相连的冷却介质的导入口和导出口，导出口接导热油炉或蒸汽锅炉，第二段速冷筒体上设置有与直管相连的冷却介质的导入口和导出口，导出口接蒸汽锅炉。根据在线监测系统的监测结果，通过控制冷却介质的流量和流速，使高温烟气在速冷筒体内冷却介质进行充分的热交换，使高温烟气在1秒之内冷却至二恶英的再合成温度以下，以有效杜绝二恶英的再次合成。
所述的烟气处理装置具有密闭的壳体，壳体内设置有将壳体内腔分隔成烟气净化区和液气分离区的间壁，间壁上方是烟气净化区和液气分离区的烟气通道，烟气净化区的壳体上设置有进气口和进液口，液气分离区的壳体上设置有出气口，壳体底部设置有出液口，壳体内壁上在进气口处设置有气流挡板，烟气净化区固定设置有叶轮和气流导向板，气流导向板和气流挡板均倾斜设置，倾斜方向与气体流向一致，倾斜角度为10°～80°，更优选为15°～75°，还优选为20°～65°，最优选为25°～60°。叶轮的个数不少于一个，每个叶轮上至少有一片叶片；叶片上具有齿，齿可以为与叶片一体的锯形齿、三角形齿或梯形齿，也可以为在叶片上固定的线、塑料绳；齿高为1～200mm，优选为5-185mm，更优选为10-170mm，还优选为15-165mm，最优选为20-160mm。叶轮下方具有净化液，根据实际处理废弃物的理化性质，所述的净化液选自水或碱性液体或酸性液体。为确保叶片与净化液的有效接触，液面高度应保持净化液与叶片的接触范围达1～200mm，优选为5-185mm，更优选为10-170mm，还优选为15-165mm，最优选为20-160mm。烟气净化区和液气分离区之间还设有溢液道，以利于净化液的及时排放和更换。为便于液气分离区的净化烟气顺利排出壳体，烟气处理装置的出气口位于液气分离区的壳体上部。并可根据净化烟气的流量和速度，以及空间结构和位置等因素来调节烟气处理装置的长度、叶轮数、挡流板、导流板、烟气净化区、烟气分离区的数量和大小，以确保烟气的净化处理符合或超过环保要求。
所述的烟气处理装置(40)选自图1所示的卧式结构、图5所示的拱形结构、图7所示的立式结构的任一一种或其变形或其组合。若因结构需要需将出气口设置于液气分离区的壳体下部时，需在出气口上方设置弧形罩板，杜绝沉降的净化液被排放气流冲出出气口。
本发明的工作过程为在炉栅上设置引燃物和启动引风机进行点火，并根据废弃物的不同形态选择相应的连续加料装置，在搅拌器的搅拌或振动器的振动作用下，将送料斗内的化工废料或木屑送入管道，同时送风部件向管道内送风，将废料呈雾状或沸腾状吹入炉膛，废弃物在炉膛分布均匀，和热空气充分接触，以确保废弃物充分燃烧，废弃物的燃烧率高达95-97％，燃烧温度甚至高达1100-1300℃，促使二恶英的完全降解，且送风机吹出的冷风能降低进料口炉壁的温度，杜绝炉壁受炉膛内高温的影响，因受热而变形及老化，特别是送料口易产生高温而影响正常送料。根据炉温要求和监测器的在线监测结果，依靠控制送料部件的振动速度与搅拌速度、以及送风的大小来调节加料的多少和快慢，以确保废弃物在焚烧炉内经高温(1100-1300℃)充分燃烧，充分分解其中的有害物质，并可从废弃物燃烧后的烧结物中回收提取金属氧化物或贵金属，使废弃物不再污染环境，还可实现热能的综合利用、另外，高温烟气在导流罩的导流作用下呈“S”形上升，不仅明显增加废弃物的燃烧路径，并将废弃物进行充分的悬浮燃烧和层状燃烧，使其成为无毒、无味、不污染环境的结焦物和高温烟气；在点火或焚烧低热值废弃物导致炉膛燃烧温度达不到环保要求时，还可以从喷油口向炉膛内喷油，通过加油助燃以提高炉膛内的燃烧温度，以保证废弃物在焚烧炉中的充分燃烧。此外，高温烟气由烟气出口经烟气急冷装置处理，可在1秒钟内将其温度速冷至200℃以下，有效杜绝了高温烟气中二恶英的再次，同时烟气处理装置回收和去除烟气中的有害物质和粉尘，将烟气净化达到环保要求后排出，并由安装在烟气处理装置出气口的在线监测系统在线监测出气口排出的气体是否达到环保要求。
本发明的有益效果是根据废弃物的不同形态选择相应的连续加料装置，并由连续加料装置将待烧废弃物连续送入焚烧炉内，加料过程不会导致炉膛内的温度降低，并且物料在焚烧炉中呈沸腾状燃烧和层状燃烧，还可以从喷油口向炉膛内喷油，通过加油助燃以迅速提高炉膛内的燃烧温度，使焚烧炉二燃室的温度达到1100-1300℃，确保废弃物在焚烧炉中的充分燃烧，废弃物的燃烧率高达95-97％，既可充分燃烧分解废弃物中的有害物质，还可充分利用排放的高温烟气所产生的热能或将热能转化为其他可利用能源，并可从废弃物燃烧后的炉灰中和烟气处理装置中的处理液中回收提取金属氧化物或贵金属，烟气急冷装置可在1秒钟内将高温烟气速冷至200℃以下，杜绝了高温烟气中二恶英的再次合成，高温烟气经烟气急冷装置快速冷却后，由烟气处理装置去除其中的有害物质和粉尘，将其净化后排出。并由在线监测系统监测连续加料焚烧炉和烟气急冷装置温度情况，以及烟气处理装置的烟气排放是否达到环保要求。此外，用户可根据待处理的废弃物的形态更换上相应的连续加料装置，以处理几种不同形态的废弃物，而不需要购置几套设备，节约了用户的投资成本。
本发明的另一目的是提供一种处理和综合利用废弃物的方法，采用本发明的危险废物焚烧处理成套装置，将废弃物加以充分燃烧后，回收高温烟气的热能或将其转化为其他可利用能源，并回收处理烟气和/或烧结物中的金属氧化物或贵金属。所述的危险废物选自液状废物、固体状废物或颗粒状废物；优选废物选自工业废物、医疗废物、木屑或农业废物等。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例的危险废物焚烧处理成套装置的结构示意图。
图2是本发明糊状物料加料装置的结构示意图。
图3是本发明固体物料加料装置的结构示意图。
图4是图1中溢液道的B向视图。
图5是本发明烟气处理装置第二个实施方式结构示意图。
图6是图5中溢液道的C向视图。
图7是本发明烟气处理装置第三个实施方式结构示意图。
图8是图7中弧形罩板的向视图。
图9是本发明叶片的第一个实施方式结构示意图。
图10是本发明叶片的第二个实施方式结构示意图。
图11是本发明叶片的第三个实施方式结构示意图。
图12是本发明叶片的第四个实施方式结构示意图。
附图标记说明10-连续加料装置，101-物料出口，110-液状物料加料装置，111-料箱，112-送风器，113-物料进口，114-送料部件，120-颗粒状物料加料装置，121-管道，122-送风部件，123-送料斗，124-送料部件，130-固体物料加料装置，131-圆形叶轮进料器，132-风力推进器，133-物料进口，134-传送带，135-挡料板，20-焚烧炉，201-炉体，202-间壁，203-烟气导流罩，206-炉栅，207-进风口，208-喷油口，209-自动清灰装置，210-引风机，30-烟气急冷装置，301-速冷筒体，304-蛇形管，305-冷却介质，306-直管，307-冷却介质，308-导入口，309导出口，310-导入口，311-导出口，312-蒸汽锅炉，313-导热油炉，40-烟气处理装置，401-壳体，4012-进液口，4014-出液口，4015-气流挡板，4016-弧形罩板，402-间壁，403-烟气净化区，404-液气分离区，405-烟气通道，406-叶轮，4061-叶片，4062-齿，407-气流导向板，408-净化液，409-溢液道，50-在线监测系统，501-监测器。
具体实施例方式
如图1所示的本发明实施例的危险废物焚烧处理成套装置，包括连续加料装置10、焚烧炉20、烟气急冷装置30、烟气处理装置40和在线监测系统50，连续加料装置10为颗粒状物料加料装置120，其具有管道121，管道121一端设置有物料出口，另一端与送风部件122相连，送风部件122为送风器，管道121上方设置有送料斗123，送料斗123与管道121相连，送料斗123内设置有送料部件124为搅拌器或振动器，将颗粒状废弃物(如化工废料或木屑等)倒入送料斗123内，起动搅拌器或振动器124，在搅拌器124的搅拌或振动器124的振动作用下，送料斗123内的化工废料或木屑等自动流入管道121，送风器122向管道121内送风，将送料斗123流入管道121内的化工废料或木屑等在风力作用下，呈雾状或沸腾状吹入炉膛；停止搅拌或振动，送料斗123内的化工废料或木屑等就不会流入管道121；根据炉温要求，依靠控制振动与搅拌速度的快慢来调节加料的多少，送风器122吹出的冷风能降低焚烧炉20进料口处的炉壁温度；粉状物料加料装置10具有物料出口，与焚烧炉20的进料口相连，焚烧炉20具有炉体201，炉体201内垂直设有将炉膛分隔成燃烧区和排气区的间壁202，间壁202的上方是燃烧区和排气区之间的通道，在燃烧区的间壁202和炉体201内壁上设置有水平延伸且相间设置的三层烟气导流罩203，上下层设在间壁202上，中层设在炉体201上，在炉体201上位于烟气导流罩203的下方设有进料口，在排气区的炉体201上设有烟气出口，在烟气出口的上方设置有引风机210，在燃烧区的下方设有活动炉栅206，在炉栅206的下方炉体201上设有进风口207，燃烧区的炉体201上位于进料口的上方、烟气导流罩203的下方和上方各设有一个喷油口208，喷油口208倾斜向下设置，其中心线与水平线之间的夹角为5°～20°，焚烧炉20的底部设置有由皮带轮机构组成的自动清灰装置209。通过在炉栅206上设置引燃物和启动引风机210进行点火，并由下方的进风口207供风助燃，废弃物由连续加料装置10连续喷入炉膛进行高温燃烧产生高温烟气，高温烟气在烟气导流罩203的导流作用下呈“S”形上升，在高温下形成悬浮状燃烧和层状燃烧，从而使炉膛燃烧区获得较高燃烧温度，充分燃烧后的烧结物从活动炉栅206处及时清除。
当焚烧炉20点火或焚烧低热值废料导致炉膛内燃烧温度达不到环保要求时，可从喷油口208向炉膛内喷油，通过加油助燃以提高炉膛内的燃烧温度，以保证废弃物中的有害物质燃烧充分和完全分解，形成无毒、无味、不污染环境的高温烟气，经回收高温烟气的热能和回收处理烟气中的粉尘和有害物质，使烟气符合环保要求后排放，同时回收烧结物或炉灰中的金属氧化物或贵金属。烟气急冷装置30，其具有速冷筒体301，速冷筒体301一端设置有烟气进口，与焚烧炉20的烟气出口相连，速冷筒体301另一端设置有烟气出口，速冷筒体301分为二段，第一段速冷筒体301内并列设置有多条蛇形管304，蛇形管304内具有冷却介质305，冷却介质305为导热油或蒸汽，第二段速冷筒体301内并列设置有多条直管306，直管306内具有冷却介质307，冷却介质307为水，第一段速冷筒体301上设置有与蛇形管304相连的冷却介质305的导入口308和导出口309，导出口309外接蒸汽锅炉或导热油炉313，第二段速冷筒体301上设置有与直管306相连的冷却介质307的导入口310和导出口311，导出口311外接蒸汽锅炉312。
为确保从焚烧炉20中排出高温烟气中的二恶英处于分解状态，高温烟气经烟气进口进入速冷筒体301，以希望的流速通过速冷筒体301，导热油305从导入口308导入蛇形齿高选用20mm。叶轮406下方的壳体401内腔具有净化液408，所述的净化液为水或碱性水溶液或酸性水溶液，溢液道409位于间壁402顶端，为了确保叶轮406与净化液408之间的有效接触，液面高度为保持净化液408与叶片4061的接触范围达8mm。从烟气急冷装置30中排出的烟气从位于烟气净化区403的壳体401左壁中部的进气口4011，进入烟气净化区403内，在气流挡板4015及气流导向板407的作用下，气流带动三个叶轮406作逆时针转动，并带动叶片4061与叶轮406下方的净化液408有效接触，叶轮406的转动促使净化液408雾化，使烟气与雾化的净化液充分接触，烟气中的有害、有毒物质和粉尘溶于净化液雾中或为净化液充分洗涤，及时洗除烟气中的有害物质或粉尘。由于叶片4061上为锯形齿4062，使叶轮406转动的阻力减小，气流沿如图1中所示的气流方向通过烟气净化区403，烟气与雾化净化液408充分接触，洗涤后的烟气通过烟气通道405进入液气分离区404，由于液气分离区的体积骤然增大，排放烟气的气流减速，含有害物质的净化液雾滴和粉尘沉降，充分去除烟气中的有害物质和粉尘，使之不再污染环境并达到环保要求后排放。沉降的净化液雾滴和粉尘由出液口4014流出，根据监测结果，及时更换净化液408，并且经过进一步净化处理后，可循环利用净化后的净化液。净化烟气通过出气口4013排出，当烟气净化区403腔体内的净化液408不足时，可通过泵将净化液408从进液口4012注入烟气净化区403，当烟气净化区403腔体内的净化液408过多时，净化液408从溢液道409流入液气分离区404，以保持有效的液面高度。
当需要处理液状废弃物时，颗粒状物料加料装置120可由图2所示的液状物料加料装置110替代，它们的物料出口具有相同的外形，液状物料加料装置110具有料箱111，料箱111上设置有物料进口113和物料出口101，料箱111内设置有送料部件114，送料部件114为搅拌器，物料出口101的管道中设置有送风器112。液状废弃物由物料进口113加入料箱111中，在送料部件114搅拌器和送风器112的作用下，经物料出口101由焚烧炉的进料口连续地喷射入焚烧炉20的炉膛。
当需要处理固体废弃物(如固体化工废料、医用废弃物等)时，连续加料装置可采用如图3所示的固体物料加料装置130，其具有物料出口101、能顺时针旋转的圆形叶轮进料器131、风力推进器132、物料进口133和传送带134，圆形叶轮进料器131设置在物料出口101内，圆形叶轮进料器131下方设置有挡料板135，物料出口101处的内腔和挡料板135的形状与圆形叶轮进料器131的形状相适配且间隙很小，为2～5mm，风力推进器132设置在挡料板135下方。由电机带动圆形叶轮进料器131顺时针匀速旋转，固体废弃物由传送带134管304内，从导出口309流出，导热油305的流向与高温烟气的流向相反，蛇形管304内的导热油305与高温烟气在第一段速冷筒体301内进行快速的热交换，促使高温烟气快速冷却，导热油305被加热至250℃，从导出口309流入导热油炉，作为热能或或转化为其他能源加以利用，烟气继续流向第二段速冷筒体301，冷却介质水307从导入口310导入直管306，从导出口311流出，水307的流向与烟气的流向相反，烟气与直管306内的水307进行快速热交换，促使高温烟气在1秒内快速降温至200℃以下，有效杜绝二恶英的二次合成，而热交换后的水307变成蒸汽从导出口311流入蒸汽锅炉，作为热能或转化为其他能源加以利用。
可根据在线监测系统的监测结果，依据焚烧炉20中排出的高温烟气的温度及流量来调节速冷筒体301内配置的蛇形管304和直管306的数量和长度、以及冷却介质305和307的流速。高温烟气的温度高、流量大，则速冷筒体301内需配置的蛇形管304和直管306的数目增多、长度加长，同时加快蛇形管304和直管306内的冷却介质305和307的流速，以达到高温烟气在1秒内冷却至二恶英再合成温度以下，有效杜绝二恶英的再次生成。
本发明将速冷筒体301分成二段，第一段速冷筒体301内设置蛇形管304，高温烟气在第一段速冷筒体301内与蛇形管304中的冷却介质305导热油或蒸汽的热交换面积大，能大幅度地降温，第二段速冷筒体301内设置直管306，烟气与直管306内的冷却介质307水热交换，可将高温烟气进一步降温，烟气能以较快的速度通过第二段速冷筒体301，有效杜绝二恶英的再次生成。
烟气急冷装置30的烟气出口与烟气处理装置40的进气口相连，烟气处理装置40具有密闭的壳体401，壳体401内设置有将壳体401内腔分隔成左边是烟气净化区403和右边是液气分离区404的间壁402，间壁402上方是烟气净化区403和液气分离区404的烟气通道405，烟气净化区403的壳体401左壁中部设置有进气口，进气口上方的壳体401壁上设置有呈20°向右下方倾斜的气流挡板4015，烟气净化区403的壳体401上壁左端设置有进液口4012，液气分离区404的壳体401上部设置有出气口，出气口4013处安装有在线监测系统50的监测器501，连续监测出气口排出的气体是否达到环保要求的标准，液气分离区404的壳体401底部设置有出液口4014，烟气净化区403的壳体401上部侧壁上固定有水平呈直线分布的三个叶轮406，壳体401上壁上固定有呈20°向右下方倾斜的气流导向板407，叶轮406上具有叶片4061，叶片4061的数量选用六片，叶片4061可采用如图9、10、11、12所示的任一结构，叶片4061具有与叶轮406一体的锯形齿4062，源源不断地均匀地传送至圆形叶轮进料器131的叶轮片上，在圆形叶轮进料器131顺时针匀速旋转的过程中，待烧的固体废弃物通过圆形叶轮进料器131的叶轮和挡料板135传送至风力推进器132的入口处，待烧的固体废弃物被来自风力推进器132的高速风喷射入炉膛内，物料出口101处的内腔与圆形叶轮进料器131的形状相适配且间隙很小，防止了焚烧炉20内热能向外扩散。
烟气处理装置也可采用如图5、6所示的第二个实施方式，烟气净化区403的壳体401中部呈拱形，三个叶轮406在烟气净化区403的壳体401上部侧壁上呈品字形排列，叶轮406间的气流导向板407在第一个叶轮406和第二个叶轮406间采用45°向右下倾斜设置，在第二个叶轮406和第三个叶轮406间采用45°向右上倾斜设置，进液口设置在烟气净化区403的壳体401上壁的上拱部位。在气流挡板4015及气流导向板407的作用下，气流带动第一个和第二个叶轮406作逆时针旋转，第三个叶轮406作顺时针旋转。气流沿如图5所示的气流方向通过烟气净化区403，烟气与雾化净化液408充分接触，洗涤后的烟气通过烟气通道405进入液气分离区404，由于液气分离区的体积骤然增大，排放烟气的气流减速，含有害物质的净化液雾滴和粉尘沉降，充分去除烟气中的有害物质和粉尘，使之不再污染环境并达到环保要求后排放。沉降的净化液雾滴和粉尘由出液口4014流出，根据监测结果，及时更换净化液408，并且经过进一步净化处理后，可循环利用净化后的净化液。净化烟气通过出气口4013排出，当烟气净化区403腔体内的净化液408不足时，可通过泵将净化液408从进液口4012注入烟气净化区403，当烟气净化区403腔体内的净化液408过多时，净化液408从溢液道409流入液气分离区404，以保持有效的液面高度。本实施方式中的三个叶轮406品字形分布，距离较近，使烟气处理装置占用空间较小，结构更为紧凑。
烟气处理装置也可采用如图7、8所示的第三个实施方式，固定在烟气净化区403的壳401侧壁上的四个叶轮406，呈垂直的二条直线相间布置，进气口4011位于烟气净化区403的壳体401左壁底部，气流挡板4015位于进气口下方，气流导向板407设置在叶轮406的下方，均呈70°向上倾斜，气流导向板407的两侧面与壳体401侧壁固定连接成一体，近壳体401左壁分布的叶轮406的下方的气流导向板407的底部固定在壳体401左壁上，近间壁402分布的叶轮406的下方的气流导向板407的底部固定在间壁402上，进液口4012位于烟气净化区403的壳体401左壁上部，出气口位于液气分离区404的下部，出气口处安装有在线监测系统50的监测器501，连续监测出气口排出的气体是否达到环保要求的标准，出气口4013上方设置有弧形罩板4016，溢液道409位于间壁402的下方，出液口4014位于溢液道409底部的壳体401上。烟气自进气口进入烟气净化区403后，在气流挡板4015和气流导向板407的作用下，气流带动近间壁402的叶轮406作顺时针旋转，近壳体401左壁的叶轮406作逆时针旋转，气流沿如图7所示的气流方向通过烟气净化区403，净化液408从进液口4012注入烟气净化区403，在叶轮406的旋转作用下积聚于叶轮406下方、气流导向板407与壳体401左壁或气流导向板407与间壁402间的腔体内，叶轮406转动，使净化液408雾化，烟气与雾化净化液408充分接触，洗涤后的烟气通过烟气通道405进入液气分离区404，由于液气分离区的体积骤然增大，排放烟气的气流减速，含有害物质的净化液雾滴和粉尘沉降，充分去除烟气中的有害物质和粉尘，使之不再污染环境并达到环保要求后排放。沉降的净化液雾滴和粉尘由出液口4014流出，根据监测结果，及时更换净化液408，并且经过进一步净化处理后，可循环利用净化后的净化液。净化烟气通过出气口排出，出气口4上方设置的罩板4016将沉降的净化液408挡住，从出气口两旁落下，杜绝净化液408在出气口处被气流冲出。当叶轮406下方的净化液408不足时，可通过泵将净化液408从进液口4012注入烟气净化区403，当净化液408过多时，净化液408从气流导向板407口部溢出，通过溢液道409与液气分离区404沉降的净化液408汇合，由出液口4014排出，以保持有效的液面高度。此结构中四个叶轮406立式分布，使烟气处理装置占用空间更小，结构更为紧凑。
权利要求
1.一种危险废物焚烧处理成套装置，其特征在于它包括连续加料装置(10)、焚烧炉(20)、烟气急冷装置(30)、烟气处理装置(40)和在线监测系统(50)，连续加料装置(10)具有物料出口，焚烧炉(20)具有炉体(201)，炉体(201)上设置有进料口和烟气出口，连续加料装置(10)的物料出口与焚烧炉(20)的进料口相连，烟气急冷装置(30)具有烟气进口和烟气出口，焚烧炉(20)的烟气出口与烟气急冷装置(30)的烟气进口相连，烟气处理装置(40)具有进气口和出气口，烟气急冷装置(30)的烟气出口与烟气处理装置(40)的进气口相连，烟气处理装置(40)的出气口处安装有在线监测系统(50)的监测器(501)。
2.根据权利要求1所述的危险废物焚烧处理成套装置，其特征在于所述的连续加料装置(10)可为液状物料加料装置(110)、颗粒状物料加料装置(120)和固体物料加料装置(130)中的任一种。
3.根据权利要求2所述的危险废物焚烧处理成套装置，其特征在于所述的液状物料加料装置(110)具有料箱(111)，料箱(111)上设置有物料进口(113)和物料出口(101)，料箱(111)内设置有送料部件(114)，优选送料部件(114)为搅拌器，物料出口(101)的管道中设置有空气压缩机(112)。
4.根据权利要求2所述的危险废物焚烧处理成套装置，其特征在于所述的颗粒状残渣加料装置(120)具有管道(121)，管道(121)一端设置有物料出口，另一端与送风部件(122)相连，管道(121)上方设置有送料斗(123)，送料斗(123)内设置有送料部件(124)，优选送料部件(124)为搅拌器或振动器，送料斗(123)与管道(121)相连。
5.根据权利要求2所述的危险废物焚烧处理成套装置，其特征在于所述的固体残渣加料装置(130)具有物料出口(101)、能顺时针旋转的圆形叶轮进料器(131)、风力推进器(132)、物料进口(133)和传送带(134)，圆形叶轮进料器(131)设置在物料出口(101)内，圆形叶轮进料器(131)下方设置有挡料板(135)，物料出口(101)处的内腔和挡料板(135)的形状与圆形叶轮进料器(131)的形状相适配，风力推进器(132)设置在挡料板(135)下方；优选在进料口和风力推进器入口处的炉壁内侧设置有进料台阶。
6.根据权利要求1所述的危险废物焚烧处理成套装置，其特征在于所述的焚烧炉(20)具有炉体(201)，炉体(201)内垂直设有将炉膛分隔成燃烧区和排气区的间壁(202)，间壁(202)的上方是燃烧区和排气区之间的通道，在燃烧区的间壁(202)和炉体(201)内壁上设有水平延伸且相间设置的烟气导流罩(203)，优选烟气导流罩为多层，更优选为三层，上下层设在间壁(202)上，中层设在炉体(201)上，在炉体(201)上位于烟气导流罩(203)的下方设有进料口，在排气区的炉体(201)上设有烟气出口，在烟气出口的上方设置有引风机(210)，在燃烧区的下方设有活动炉栅(206)，在活动炉栅(206)的下方炉体(201)上设有进风口(207)，焚烧炉20的底部设置有由皮带轮机构组成的自动清灰装置(209)。
7.根据权利要求6所述的危险废物焚烧处理成套装置，其特征在于进料口的上方、烟气导流罩(203)的上方或下方至少设有一个喷油口(208)，喷油口(208)倾斜向下设置，优选喷油口的中心线与水平线之间的夹角为10°～80°，更优选为15°～75°，还优选为20°～65°，最优选为25°～60°。
8.根据权利要求6所述的危险废物焚烧处理成套装置，其特征在于烟气导流罩呈拱形，拱形对应的中心角为10°～80°，更优选为15°～75°，还优选为20°～65°，最优选为25°～60°。
9.根据权利要求1所述的危险废物焚烧处理成套装置，其特征在于所述的烟气急冷装置(30)具有速冷筒体(301)，速冷筒体(301)一端设置有烟气进口，另一端设置有烟气出口，速冷筒体(301)分为二段，第一段速冷筒体(301)内并列设置有至少二条蛇形管(304)，蛇形管(304)内具有冷却介质(305)，优选冷却介质(305)为导热油或蒸汽，第二段速冷筒体(301)内并列设置有至少二条直管(306)，直管(306)内具有冷却介质(307)，优选冷却介质(307)为水，第一段速冷筒体(301)上设置有与蛇形管(304)相连的冷却介质(305)的导入口(308)和导出口(309)，在导出口(309)外接蒸汽锅炉或导热油炉(313)，第二段速冷筒体(301)上设置有与直管(306)相连的冷却介质(307)的导入口(310)和导出口(311)，在导出口(311)外接蒸汽锅炉(312)。
10.根据权利要求1所述的危险废物焚烧处理成套装置，其特征在于所述的烟气处理装置(40)具有密闭的壳体(401)，壳体(401)内设置有将壳体(401)内腔分隔成烟气净化区(403)和液气分离区(404)的间壁(402)，间壁(402)上方是烟气净化区(403)和液气分离区(404)的烟气通道(405)，烟气净化区(403)的壳体(401)上设置有进气口和进液口(4012)，液气分离区(404)的壳体(401)上设置有出气口，壳体(401)底部设置有出液口(4014)，壳体(401)内壁上在进气口处设置有气流挡板(4015)，烟气净化区(403)固定设置有叶轮(406)和气流导向板(407)，气流导向板(407)和气流挡板(4015)均倾斜设置，倾斜方向与气体流向一致，倾斜角度为10°～80°，更优选为15°～75°，还优选为20°～65°，最优选为25°～60°；叶轮(406)的个数不少于一个；叶轮(406)下方具有净化液(408)，优选净化液(408)为水、碱性溶液或酸性溶液；叶片(4061)与净化液(408)的接触范围达1～200mm，优选为5-185mm，更优选为10-170mm，还优选为15-165mm，最优选为20-160mm；烟气净化区(403)和液气分离区(404)间设置有溢液道(409)。
11.根据权利要求10所述的危险废物焚烧处理成套装置，其特征在于叶轮(406)上具有叶片(4061)，每个叶轮(406)上的叶片数不少于一个。
12.根据权利要求10所述的危险废物焚烧处理成套装置，其特征在于叶片(4061)上具有齿(4062)，优选齿(4062)选自与叶片(4061)一体的锯形齿、三角形齿、梯形齿，还优选齿选自在叶片(4061)上固定的线、塑料绳；优选齿高为1～200mm，另优选为5-185mm，更优选为10-170mm，还优选为15-165mm，最优选为20-160mm。
13.根据权利要求9所述的危险废物焚烧处理成套装置，其特征在于所述的出气口位于液气分离区(404)的壳体(401)上部。
14.根据权利要求9所述的危险废物焚烧处理成套装置，其特征在于所述的出气口位于液气分离区(404)的壳体(401)下部，出气口上方设置有弧形罩板(4016)。
15.根据权利要求9所述的危险废物焚烧处理成套装置，其特征在于所述的烟气处理装置(40)选自图1所示的卧式结构、图5所示的拱形结构、图7所示的立式结构的任一一种或其变形或其组合。
16.根据权利要求1所述的危险废物焚烧处理成套装置，所述的危险废物选自液状废物、固体状废物或颗粒状废物；优选废物选自工业废物、医疗废物、木屑或农业废物。
17.一种处理和综合利用废弃物的方法，采用权利要求1-16任一项所述的危险废物焚烧处理成套装置，将废弃物加以充分燃烧后，回收高温烟气的热能或将其转化为其他可利用能源，并回收处理烟气和/或烧结物中的金属氧化物或贵金属。
18.根据权利要求17所述的方法，所述的危险废物选自液状废物、固体状废物或颗粒状废物；优选废物选自工业废物、医疗废物、木屑或农业废物。
全文摘要
本发明涉及危险废物焚烧处理成套装置，尤其是一种可以处理不同形态废弃物的危险废物焚烧处理成套装置，它包括连续加料装置、焚烧炉、烟气急冷装置、烟气处理装置和在线监测系统。连续加料装置分加液状物料、颗粒状物料和固体物料。烟气急冷装置外接有蒸汽锅炉或导热油炉，可综合利用燃烧废物产生的热能。本发明的危险废物焚烧处理成套装置使废物燃烧充分，还可回收燃烧烟气和/或烧结物和/或炉灰中的金属氧化物或贵金属，并可有效杜绝二恶英的降解和二次生成。另外，用户购置一套本发明的危险废物焚烧处理成套装置，就可处理几种不同形态的废弃物，大大降低其投资成本。
文档编号F23J15/06GK1786570SQ20051012307
公开日2006年6月14日 申请日期2005年12月15日 优先权日2005年12月15日
发明者沈福昌 申请人:沈福昌