气固液一体化焚烧系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种气固液一体化焚烧系统，属于环境【技术领域】。该系统由废气收集系统、造粒系统、投料系统、回转炉、焚烧炉、余热锅炉、换热器、急冷塔、烟气干式洗涤系统、布袋除尘装置、喷淋塔、再热器及烟囱组成。造粒系统中煤-固废-废液以（1-12）∶（2-30）∶（1-16）的质量比均匀混合造粒；收集的废气经预热后，一部分通入回转炉，另一部分通入焚烧炉进行高温焚烧处理；焚烧炉的高温尾气经热能回收后，通入急冷塔、干式洗涤系统、布袋除尘装置及喷淋塔，待降温且去除飞灰、二噁英及酸性气体后，由风机送入烟囱，完成达标排放。系统运行中产生的废液回用至造粒系统，活性炭等固废投入回转炉焚烧，降低系统运行成本的同时，实现无害化处理。
【专利说明】气固液一体化焚烧系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种气固液一体化焚烧系统，特别是涉及一种制药行业三废治理的一体化焚烧系统，属于环境【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着国内经济不断发展，化工、制药、喷涂等行业的有机挥发性气体VOCs的排放与日俱增，对空气质量影响显著，已经成为空气污染的主要来源之一。VOCs气体包括烃类、醛类、苯类、酯类、齒代烃及芳香烃等，具有排放种类多、性质差异大、工艺和工况条件复杂、来源广泛的特点。VOCs气体会降低人体免疫力，影响中枢神经系统，造成人体不适、昏迷、甚至致癌，并且易与氮氧化物及悬浮物发生反应，使空气中臭氧浓度提升，引发光化学烟雾及雾霾现象，对日常生活和生态环境造成严重影响。目前国内外处理VOCs气体的方法主要有吸附法、冷凝法、氧化法、等离子技术等，其中热力氧化是处理VOCs的常用方法，包括RTO技术、RCO技术、TO技术及综合处理技术等。
[0003]固体废物中携带大量粉尘及颗粒，堆积时易发生化学反应，释放有毒气体，造成环境污染。固体废物的任意排放，易造成河道阻塞、农田侵蚀、水体酸碱化、富营养化、矿化甚至毒化，影响动植物的正常生长。固体废物露天堆存，不仅占用大量土地，而且有害成分会渗入土壤，对地下水及食物安全构成威胁。目前固废处理主要有焚烧技术、堆肥、安全卫生填埋技术和综合处理技术等，其中焚烧法具有处理量大、减容性好、无害化程度高、可回收热能等优点，应用前景广泛。
[0004]工业生产过程中会产生大量废液，废液具有排放量大、成分多样、有机物含量高、毒性大、色度深等特点，易造成水体酸碱失衡及破坏，不能直接排放至江河湖海。废液处理方法涵盖物化法、化学法和生化法。由于废液的处理难度较大，其处理方式往往是多种工艺的集成，如吸附+混凝+高级氧化法、内电解混凝沉淀+厌氧+好氧、水解+接触氧化、气浮+兼氧+CASS法等，在工程实践中大多存在一次性投资高、运行成本高和无法稳定达标运行等问题。
[0005]关于废气、固废、废液等治理的国内专利已有不少，公开了一些有效的处理工艺。
[0006]中国发明专利201310334774.3公开了一种用于挥发性有机化合物催化燃烧的催化剂的制备方法。该方法包括步骤:将含钒化合物和镧系化合物溶解于草酸溶液中，搅拌至完全溶解；将TiO2粉末溶于该溶液，在常温下搅拌，过滤洗涤后干燥，研磨后所得粉末于500°C煅烧3h，即得MOyv2O5-TiO2粉末；将其与含钼化合物溶液混合搅拌，所得沉淀干燥后于400°C煅烧5h，即得催化剂Pt/ MOyv2O5-TiO2。制得的催化剂提供了较大的比表面积，对苯系物如苯的催化燃烧反应有很高的催化活性，且制备原料易得；催化剂重复使用活性稳定，克服了传统贵金属催化剂易烧结、易中毒等缺点。
[0007]中国发明专利201310334761.6公开了一种制备用于VOCs催化燃烧的球壳型催化剂的方法。该方法包括步骤:将含铈化合物与尿素溶于去离子水中，充分搅拌后倒入水热釜进行微波水热；冷却后将所得沉淀洗涤、干燥，煅烧；将球壳型CeO2的粉末溶于含钼化合物和含铜化合物的混合溶液中搅拌后，过滤，所得沉淀洗涤、干燥再煅烧，即得粉末状球壳型催化剂 Pt/Cu0-Ce02。
[0008]中国发明专利200510060615.4公开了一种印染废水回用处理的方法，涉及印染工业排放污水的治理及污水的资源回收利用。其基本方法为:对退浆废水、碱减量废水分别进行酸析预处理，回收析出的浆料，然后与染色废水一起进行A/0生化处理，再经臭氧催化深度处理后，将大部分水回用于染色工艺，实现印染污水的回用，回收率大于60%。
【发明内容】
[0009]废气、固废及废液属于三种不同形态的环境污染物，以往的处理方法只针对一种或两种，本发明的目的在于克服现有治理技术的单一性和片面性，提供一套可以对废气、固废及废液进行综合治理，并有效解决处理过程中产生的废液和固废的装置。该发明可节省单独治理废气、固废及废液时所需的投资，具有巨大的经济效益；系统具有去除破坏效率高，自动化控制能力强的特点；系统运行时，回收大量热能，节约成本投入；处理过程中产生的废液及固废可回用至系统，实现系统无危害化治理效果。
[0010]为了同时解决废气、废液和固废的处理问题，提供一种气固液一体化焚烧系统的治理方法，其步骤是:
(I)煤-固废-废液以特定质量比均匀混合，通过造粒机制作成规则形状，于密闭投料系统内推送至回转炉。
[0011](2)收集废气经换热器加热后，分为两部分通入系统进行处理，一部分废气充当助燃空气通入回转炉，另一部分废气直接通入焚烧炉内进行热力焚烧。
[0012](3)经焚烧炉处理后的高温烟气，一部分通入余热锅炉及换热器进行热量回收，另一部分用于加热烟囱尾气。
[0013](4)经换热器换热后的尾气，在急冷塔内迅速降温并通入烟气干式洗涤系统，利用活性炭/消石灰吸收尾气中的二噁英及酸性气体。反应后的消石灰进行收集和安全填埋，吸附饱和的活性炭送至回转炉进行焚烧处理。
[0014](5)急冷塔与碱洗塔运行时产生的废液回用至造粒系统，可用于稀释废液，便于造粒。
[0015](6)系统处理过程中产生的飞灰、颗粒粉尘进行采集与鉴定，回转窑的炉渣由出渣机排出，与布袋除尘装置内滤渣一起进行稳定固化、安全填埋。
[0016]本发明的优点:
(I)在一套处理系统中，实现了对气、固、液三种废物的同时处理，缩短处理流程，减少占地面积，降低污染处理设施的投资。
[0017](2)煤-固废-废液在入炉前根据其成分、热值等参数合理配比，保障回转炉稳定运行，并降低焚烧残渣的热灼减率，减少运行成本。
[0018](3)系统处理后，废气、固废和废液实现达标排放，总去除破坏效率达99.5%以上。
[0019](4)以部分车间VOCs废气作为助燃空气，使回转炉尾气中含氧量高于6%，并使废气中VOCs物质氧化，释放热量，节省回转炉燃料消耗。
[0020](5)吸附后的活性炭回用至回转炉，燃烧释放热能，降低燃料消耗；急冷塔及碱洗塔运行时产生的废液回用至造粒系统，反应后的消石灰可直接安全填埋，系统实现无危害、 无污染化。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为气固液一体化焚烧系统装置图(一)
其中1、造粒机；2、回转炉；3、焚烧炉；4、余热锅炉；5、换热器；
12、风机；13、至再热器的部分废气；14、区间收集废气 图2为气固液一体化焚烧系统装置图(二)
6、急冷塔；7、干式洗涤装置；8、布袋除尘装置；9、碱洗喷淋塔；10、再热器；
U、烟囱；12、风机；13、至再热器的部分废气；15、消石灰喷射装置；16、活性炭喷射装置 图3为气固液一体化焚烧系统装置图
【具体实施方式】
[0022]结合具体实施例对本发明进一步详细说明，下述实施为说明性，不是限定性，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
[0023]实施例1:
粉碎机将煤和固废打碎，搅拌机将粘稠废液稀释并搅拌均匀，煤-固废-废液以(1-12): (2-7): (1-4)的特定质量比例在造粒机内制作成规则形状，液压推送至回转炉窑头。
[0024]实施例2:
粉碎机将煤和固废打碎，搅拌机将粘稠废液稀释并搅拌均匀，煤-固废-废液以(1-12): (7-13): (4-7)的特定质量比例在造粒机内制作成规则形状，液压推送至回转炉岳头。
[0025]实施例3:
粉碎机将煤和固废打碎，搅拌机将粘稠废液稀释并搅拌均匀，煤-固废-废液以(1-12): (13-19): (7-10)的特定质量比例在造粒机内制作成规则形状，液压推送至回转
炉窑头。
[0026]实施例4:
粉碎机将煤和固废打碎，搅拌机将粘稠废液稀释并搅拌均匀，煤-固废-废液以(1-12): (19-25): (10-13)的特定质量比例在造粒机内制作成规则形状，液压推送至回转
炉窑头。
[0027]实施例5:
粉碎机将煤和固废打碎，搅拌机将粘稠废液稀释并搅拌均匀，煤-固废-废液以(1-12): (25-30): (13-16)的特定质量比例在造粒机内制作成规则形状，液压推送至回转
炉窑头。
[0028]采用集风罩收集废气，VOCs含量高的区域选择大风量工频风机，VOCs含量小的区域选择小风量变频风机，使系统风量维持稳定。进入系统前，废气通过换热器进行加热，使其温度加热至80-120°C。预热的车间废气分为两部分，一部分废气充当助燃空气通入回转炉，确保燃烧后烟气含氧量高于6% ;剩余废气直接通入焚烧炉内。
[0029]回转炉水平放置，内部衬以高温耐火材料；回转炉内部呈锥形状，倾斜角为4-6°。回转炉处理时，设定合理造粒补给量及利用PLC自动调控废气风量，保证回转炉内温度维持在800-1000°C。固废及废液燃烧成无危害废渣，残渣热灼减率低于5%，并于窑尾排出，生成含酸性气体的烟气。窑尾出渣口采用水封技术，快速冷却灰渣，并用出渣机输送。充当助燃空气的部分车间废气中VOCs组分发生氧化，转化为二氧化碳和水等。废气、危险固废及废液在回转炉内的去除破坏效率为99%。
[0030]焚烧炉采用直立式处理废气，底部排灰的方式，在保证99.5%去除破坏效率的同时，尽量减少占地面积。使用燃气式燃烧器，具有自动火焰UV监测和保护功能，利用PLC控制燃气补给量及助燃空气量来维持焚烧炉内温度稳定。焚烧炉内温度达1000-1200°C，内部铺设高铝耐火材料，耐受1300°C以上高温。烟气在焚烧炉内停留时间超过2s，保证二噁英及VOCs气体的彻底破坏。
[0031]经焚烧炉处理后的尾气温度较高，采用余热锅炉、换热器及再热器进行热量回收。高温烟气通过余热锅炉进行换热，温度降至500-680°C，产生大量蒸汽；换热器用于加热收集的废气，热侧烟气温度从500-680°C降至低温，冷侧废气升温至80-120°C ;再热器用于加热放空尾气，使热侧烟气温度降至400-600°C左右，而排空尾气温度升至100-120°C以上。
[0032]急冷塔采用双流喷雾方式，给水管道上自动调节阀可准确调节给水流量。带压喷雾喷头将水雾化，直接与烟气进行传质传热交换，利用烟气热量使喷淋的水分蒸发，使烟气在塔内温度在0.3-0.5s内迅速从400-600°C降至200°C以下，有效防止二噁英的再合成。喷头为不锈钢材质，采用压缩空气作为雾化介质，急冷塔顶部设置除雾器。
[0033]烟气经迅速降温后，通入干式洗涤系统。注入消石灰，吸收水汽及酸性气体，处理后的石灰可进行安全填埋处理。干式洗涤系统至布袋除尘装置的烟气管道布置活性炭喷射装置，使活性炭与烟气在管道内充分接触，对烟气中残存的二噁英和重金属等污染物进行净化吸附处理。吸附后的活性炭回用至回转炉，燃烧放热并处理过程中的吸附物，减少环境污染及燃料成本投入。
[0034]烟气通过布袋除尘装置时，滤袋外表面截留较细粒径的粉尘、颗粒及飞灰。PLC控制各阀门的开关，使气包内压缩空气由喷吹管孔眼喷出，诱导数倍于一次风的周围空气进入滤袋，实现排灰操作。布袋除尘装置可捕集200°C以下烟气中的颗粒物及飞灰，收集后的粉尘颗粒经出渣机传送，运输到合适地点进行填埋处置。
[0035]消石灰吸收酸性气体能力有限，在布袋除尘装置后设置碱洗喷淋塔，喷淋3-5%(wt) NaOH碱性溶液，并在顶部设置除雾器，保证酸性气体的总吸收率达99.5%以上。供水和供液管路的给水流量由自动调节阀控制，吸收反应后的废液与急冷塔废水排入储罐，再通至造粒系统进行处理。碱洗处理后的尾气中，VOCs气体含量均达国家大气污染排放二级标准。
[0036]经碱洗塔处理后的尾气温度降至60°C以下，含有一定量水汽。设置烟气再热器，将尾气温度从60°C升温至100-120°C以上，避免酸雾的产生。大功率风机后置，使系统呈现负压状态，保证没有有害气体的外泄。烟囱高度设定为20-35m，烟囱出口处采用不锈钢材质，防止表壁挂水，腐蚀钢材的情况发生。烟?设置烟气在线监测系统，有效监测烟气和烟尘的排放情况。
【权利要求】
1.气固液一体化焚烧系统，其特征在于该系统由废气收集系统、造粒系统、密闭投料系统、回转炉、焚烧炉、余热锅炉、换热器、急冷塔、烟气干式洗涤系统、布袋除尘装置、喷淋塔、再热器及烟?组成。
2.根据权利要求1所述的气固液一体化焚烧系统，其特征在于该系统可同时处理废气、固废及废液，并且能有效解决系统处理过程中产生的固废及废液问题。
3.根据权利要求2所述的气固液一体化焚烧系统，其特征在于对产生VOCs气体的区间进行收集，将废气预热至80-120°C。
4.根据权利要求2所述的气固液一体化焚烧系统，其特征在于造粒系统中煤、固废与废液的特定物料配比(1-12): (2-30): (1-16)由各组分的含量及燃烧热值确定，保证回转炉内热量平衡。
5.根据权利要求2所述的气固液一体化焚烧系统，其特征在于废气经预热后，一部分作为助燃气体通入回转炉，另一部分通入焚烧炉内进行热力氧化处理。
6.根据权利要求2所述的气固液一体化焚烧系统，其特征在于余热锅炉及换热器对高温烟气中所含的热能进行有效回收，并将出口烟气温度控制在400-600°C。
7.根据权利要求2所述的气固液一体化焚烧系统，其特征在于急冷塔、干式洗涤装置以及喷淋塔吸收99%以上的酸性气体，处理过程中产生的废液回用至造粒系统。
8.根据权利要求2所述的气固液一体化焚烧系统，其特征在于烟气干式洗涤系统采用消石灰及活性炭作为吸收剂与吸附剂，反应后的活性炭回用至焚烧系统，反应后的消石灰与其它残渣进行安全填埋。
9.根据权利要求2所述的气固液一体化焚烧系统，其特征在于焚烧系统通过PLC自动控制系统，连锁反馈控制和风量、温度调控系统，维持系统的热力平衡和稳定运行；采用双重关断及系统旁通等措施，能有效应对紧急情况的发生。
【文档编号】F23G7/00GK103994447SQ201410274380
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】赵伟荣, 柳晓清, 宋旭, 孙晓岗 申请人:江苏安琪尔废气净化有限公司