一种焚烧处理固体废弃物过程中二噁英控制方法与流程

本发明涉及环境保护技术领域，具体是涉及一种焚烧处理固体废弃物过程中二噁英控制方法。

背景技术：

二噁英是指含有2个或1个氧键连结2个苯环的含氯有机化合物。由于cl原子在1～9的取代位置不同，包括pcdds和pcdfs共二百多种异构体，统称二噁英，被称为“地球上毒性最强的毒物”。

目前在固体废弃物处理领域，特别是生活垃圾处理领域，当今世界普遍采用焚烧法，而焚烧固体废弃物过程中可产生二噁英。gb18485-2001《生活垃圾焚烧污染控制标准》规定生活垃圾焚烧炉排放烟气中二噁英限值为1.0ng/m³，2014年7月1日开始实施的gb18485-2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》将二噁英限值降为0.1ng/m³。

二噁英的产生需要两个必要条件：(1)有碳、氧、氢和氯存在；(2)燃烧温度处于200～650℃区间。固体废弃物焚烧过程中通常遵循“3t+e”原则控制二噁英，即保证焚烧过程足够高的温度、足够长的停留时间、燃烧区的充分混合和过量空气，具体四个参数如下：

在我国，焚烧处理固体废弃物领域，机械炉排焚烧炉与循环流化床焚烧炉是两种常见炉型，两种炉型总市场占有率超过95％。由于炉膛焚烧温度过低，一般在850℃～1000℃，烟气停留时间短，容易导致二噁英类物质的生成，且不能有效控制二噁英，因此这两种炉型均很难达到0.1ng/m³的排放标准。

技术实现要素：

为了解决以上问题，本发明提供以下技术方案：

一种焚烧处理固体废弃物过程中二噁英控制方法，其特征在于，包括：点火后炉体内温度在半小时内迅速升至800-900℃，固体废弃物经过超高温热解气化熔融炉入口处依次启闭的三道活门进入炉体内燃烧；固体废弃物燃烧后炉体排放的飞灰和烟气由炉体后的集尘器收集；然后将所述集尘器收集的飞灰通过风管送至位于超高温热解气化熔融炉炉体底部的诱导炉内循环燃烧；固体废弃物全部燃烧后，熄火后炉体内温度在一小时内迅速降温至200℃以下。

初始时，所述三道活门均关闭，当固体废弃物送入至第一道活门时，第一道活门打开，固体废弃物全部通过第一道活门内后并送入至第二道活门时，第一道活门关闭及第二道活门打开，固体废弃物全部通过第二道活门内后并送入至第三道活门时，第二道活门关闭及第三道活门打开，固体废弃物全部通过第三道活门进入所述炉体内时，第三道活门关闭。

所述炉体通过设置在炉体外部周围的冷却水管迅速降温以避免二噁英的生成。

所述超高温热解气化熔融炉与所述集尘器之间通过冷却塔将炉体排放的烟气迅速降温以避免二噁英的生成。

所述冷却塔将炉体排放的烟气迅速冷却至80-130℃。

所述集尘器收集的飞灰通过风管由风机吹送至诱导炉内。

所述风管内风压为300～500kpa。

本发明的有益效果：(1)炉体升降温快速，有效地避免了二噁英容易生成的温度区间，抑制了二噁英的合成；(2)超高温热解气化熔融炉燃烧区后的水冷装置控制烟道气温效果良好，有效抑制了二噁英的再合成；(3)集尘器捕飞灰中含有大量二噁英，在运行中将飞灰由集尘器输送至超高温热解气化熔融炉，确保系统中产生的二噁英不外排。

附图说明

图1为一种焚烧处理固体废弃物过程中二噁英控制装置结构图。

图2为一种焚烧处理固体废弃物过程中二噁英控制方法中供热资源化结构示意图；

图3为一种焚烧处理固体废弃物过程中二噁英控制方法中发电资源化结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。

参照图1，一种焚烧处理固体废弃物过程中二噁英控制装置，包括：超高温热解气化熔融炉炉体01、诱导炉02、冷却塔03、烟气管道04、风管05、集尘器06，超高温热解气化熔融炉炉体01入口处设有依次启闭的三道活门(图中未示出)，底部设置有用于储存和排出炉渣的诱导炉02，高温热解气化熔融炉炉体01和诱导炉02外部周围设有冷却水管(图中未示出)，超高温热解气化熔融炉炉体01后通过烟气管道04连接有集尘器06，且烟气管道04上设有冷却塔03，集尘器06与诱导炉02之间通过风管05连通，风管05与集尘器06底部连通并设有风机。

焚烧处理固体废弃物过程中二噁英控制方法如下：

(1)点火后超高温热解气化熔融炉炉体01迅速升温，炉体01温度在半小时内迅速升至800-900℃，有效地避免了二噁英容易生成的温度区间，抑制了二噁英的合成。

(2)固体废弃物由升降机07运送到超高温热解气化熔融炉炉体01顶部的投入槽08上部，由投入槽08经过超高温热解气化熔融炉入口处依次启闭的三道活门(图中未示出)并缓慢下降，在炉体01内的停留时间长达4-6h，可在炉体01内充分燃烧，三道活门具体工作过程如下：初始时，三道活门均关闭，当固体废弃物送入至第一道活门时，第一道活门打开，固体废弃物全部通过第一道活门内后并送入至第二道活门时，第一道活门关闭及第二道活门打开，固体废弃物全部通过第二道活门内后并送入至第三道活门时，第二道活门关闭及第三道活门打开，固体废弃物全部通过第三道活门进入所述炉体内时，第三道活门关闭。三道活门为钢制，外部材料为高铝质材料的铬刚玉，边缘部分为环绕碳化硅晶粒的致密永久惰性层，具有优良的抗高温性能及密封性能，物料经过三道活门进入超高温热解气化熔融炉时，三道活门依次启闭，保证炉内污染物不外溢，同时防止热量损失。炉体01内工作温度为1500℃-3000℃，在此温度下，超高温热解气化熔融炉排放废气中二噁英的最低值、最高值、平均值分别为0.00627ng/m³，0.0509ng/m³，0.02419ng/m³，满足gb18485-2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》所规定的0.1ng/m³的排放标准。

(3)固体废弃物在炉体01内燃烧后排放的飞灰和烟气通过烟气管道04进入冷却塔迅速冷却至80-130℃，该冷却塔03采用双螺杆系列压缩机，双螺杆齿数比为5：6，可实现分级或无级能控，节能高效，有效抑制了二噁英的再合成，冷却后的飞灰和烟气进入集尘器06中。

(4)将集尘器06收集的飞灰通过风管05由风机送至诱导炉02内循环燃烧，整个风送过程风管05内风压为300～500kpa。集尘器06捕集的飞灰中含有大量二噁英，在运行中将飞灰由集尘器06机械输送至超高温热解气化熔融炉01，确保系统中产生的二噁英不外排。

(5)固体废弃物全部燃烧后，熄火，通过设置在炉体01外部周围的冷却水管降温，炉体01内温度在一小时内迅速降温至200℃以下，有效地抑制了炉体熄火后二噁英的再合成。

超高温热解气化熔融炉炉体01内工作温度较高，空气过量系数α为1.1-1.3，固体废弃物在炉体03内焚烧时发生的主要的化学反应如下：

feo+c→fe↓+co↑；

zno+c→zn↓+co↑；

pbo+c→pb↓+co↑；

co2+c→2co↑；

h2o+c→h2+co↑；

由于炉体内产生酸性气体较少，可在炉体01内投加优质石灰石进行炉内脱酸，而无须在焚烧炉后设置脱酸塔。

固体废弃物在炉体01内燃烧产生的炉渣全部为液态炉渣，储存在圆柱形诱导炉02内定时排出，排渣周期为0.5-5h，诱导炉02的工作温度为1500℃-3000℃。液态排渣过程如下：当超高温热解气化熔融炉01运行过程中需要进行液态排渣时，由带有碳化钨钻头的机械臂在诱导炉外壁预留孔预定位置钻孔，直至钻透诱导炉02的炉体，进入挂砖与挂砖之间的空隙，拔出钻头，即可实现液态排渣；排渣完毕后，带有碳化钨钻头的机械臂按原有路线缓慢行进，孔内少量液体炉渣在空气的冷却作用下凝结，将孔封闭，机械臂停止行进，拔出钻头，液态排渣过程即结束。在排渣过程中，不宜连续两次使用钻头在同一预留孔预定位置上钻孔进行液态排渣。参照图2和图3，排出的液态炉渣进入诱导炉02后的成纤机09中可用于制成纤维。

其中，液态炉渣包括：无机非金属炉渣和金属炉渣，fe、zn和pb等金属以单质状态聚集在诱导炉02内形成液态金属合金。在诱导炉02炉体上耐高温碳化硅挂砖与耐高温碳化硅挂砖之间的可钻透的炉壁上预先设置有预留孔位置，由于金属炉渣比重较大，可与其他液态无机物明显分层，可将液态金属合金炉渣单独从诱导炉02中排出，冷却后也可作为合金出售。

参照图2和图3，由于固体废弃物焚烧过程中在炉体03内会产生的大量的热蒸汽及可燃气体co和h2，可在集尘器06后接燃烧炉10和换热器11或双循环发电系统12，可燃气体co和h2经集尘器后，进入燃烧炉10和换热器11或进入双循环发电系统12用于供热或用于发电，每吨生活垃圾可发电400千瓦·时。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的装置及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。