一种固体废物熔融处置系统及其方法与流程

本发明涉及一种熔融处置系统及其方法，特别是一种固体废物熔融处置系统及其方法。

背景技术：

随着工业的快速发展，固体废物的产生量逐年增加，对环境造成了严重危害。大量的固体废物排入环境，不仅占用土地，而且固体废物中含有重金属还将对周围环境造成严重破坏，同时严重威胁人类的健康。

传统的固废焚烧处理主要是回转窑和水泥窑协同处置，熔融处理是目前固废处理发展的新技术，大多采用“预处理+配伍+熔融处理+烟气净化”处置方法，固体废物的来源复杂，组成波动大，因此处理前需要对固体废物进行详细的理化特性分析。但是，传统的取样分析方法检测周期长，存在两个缺陷：一、固体废物在进入熔融炉前进行化学成分分析的方法中，由于花费时间过长而不能实时控制，很难进行稳定的熔融处理，若没有充分的熔融，就会和熔渣一起排出有害物质，导致熔融固化体的环境安全品质不达标（浸出毒性）；二、该方法缺少对熔融炉工况的控制（比如排渣温度），过高不但造成热量浪费，同时减少熔融炉和耐材使用寿命，过低则存在不能顺利排渣的风险。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种固体废物熔融处置系统及其方法，保证固体废物的充分熔融。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种固体废物熔融处置系统，其特征在于：包含预处理系统、固体废物贮存装置、添加剂贮存装置、混合装置、在线监测libs装置、控制系统和熔融炉系统，预处理系统的出料口与固体废物贮存装置的进料口连接，固体废物贮存装置的出料口和添加剂贮存装置的出料口分别与混合装置的两个进料口连接，混合装置的出料口与熔融炉系统的进料口连接，在线监测libs装置分别与预处理系统、固体废物贮存装置和添加剂贮存装置连接用于在线监测固体废物成分，控制系统分别与在线监测libs装置、固体废物贮存装置和添加剂贮存装置连接用于通过固体废物成分计算出添加剂添加量并控制添加剂的添加量。

进一步地，所述熔融炉系统上设置有炉内温度监测装置、排渣温度监测装置和电源，炉内温度监测装置设置在熔融炉系统内用于实时监测熔融炉内部的温度，排渣温度监测装置设置在熔融炉系统的排渣口用于实时监测熔融炉排渣口熔渣的温度，电源与熔融炉系统连接用于控制熔融炉系统的工作功率，炉内温度监测装置、排渣温度监测装置和电源分别与控制系统连接由控制系统控制。

进一步地，所述熔融炉系统设置有烟气净化系统，烟气净化系统设置在熔融炉系统的废气排气口上。

进一步地，所述预处理系统对固体废物进行破碎、干燥处理，固体废物破碎后粒度不大于5cm，含水率不大于10%。

进一步地，所述固体废物贮存装置、添加剂贮存装置的出料口均设置有计量器。

进一步地，所述熔融炉系统的温度保持在1300-1700℃。

进一步地，所述炉内温度监测装置采用高温热电偶，排渣温度监测装置采用红外测温仪。

一种固体废物熔融处置方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一：对固体废物在预处理系统中预处理；

步骤二：预处理后固体废物送入固体废物贮存装置进行暂存，将固体废物贮存装置内的固体废物加入混合装置内，然后在线监测libs装置监测固体废物的组分，将该组分反馈至控制系统，控制系统控制添加剂贮存装置加入添加剂，在线监测libs装置继续监测混合装置内组分并重复上述步骤，直至混合装置组分与控制系统预设组分相同完成固体废物的配伍；

步骤三：将配伍好的固体废物加入熔融炉系统，在1300-1700℃的高温下进行熔融，产生的熔融态废渣从底部排渣口排出，产生的废气通过烟气净化系统净化后排放。

进一步地，所述步骤二具体为预处理后固体废物送入固体废物贮存装置进行暂存，将固体废物贮存装置内的固体废物加入混合装置内，然后在线监测libs装置监测固体废物的组分，将该组分反馈至控制系统，控制系统内对各种类型的固体废物熔融最佳比例进行预设，控制系统接收到固体废物组分信息并且对该信息进行识别从而判断出固体废物为哪种类型的固体废物，然后根据判断结构读取预设的最佳比例并将预设比例与固体废物的测量组分进行对比，计算出相应的差值并得到需要添加的各添加剂的剂量，控制系统控制添加剂贮存装置按照计算结果加入添加剂，同时在线监测libs装置继续监测混合装置内组分并重复上述步骤，直至混合装置组分与控制系统预设组分相同完成固体废物的配伍。

进一步地，所述步骤三具体为将配伍好的固体废物加入熔融炉系统，在1300-1700℃的高温下进行熔融，产生的熔融态废渣从底部排渣口排出，产生的废气通入烟气净化系统经过余热回收、除酸、飞灰收集以及脱硝处理后排放，固体废物熔融过程中，炉内温度监测装置实时采集熔融炉系统内的熔融温度，排渣温度监测装置实时采集熔融炉系统底部排渣口的熔渣温度，控制系统根据熔融炉系统内的熔融温度调节电源的工作功率，同时控制系统根据熔渣温度对电源工作功率进行修正，控制系统根据混合装置加入熔融炉系统内的配伍固体废料的质量对电源功率控制进行前置修正。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、本发明可以处置多种类型的固体废物，包括焚烧底渣、飞灰、电镀污泥、钢丝绳污泥等；

2、本发明实现了固体废物在入熔融炉前可以在线检测其组成，实自动配伍，使固体废物充分的熔融，确保无有害物质随熔渣排出；

3、本发明在熔融炉内及排渣口设置温度监测装置，对熔融炉内及排渣温度进行监控；本发明通过利用控制系统获得固体废物实时组分和熔融炉内及排渣实时温度来控制熔融炉运行状态，在保证熔融炉运行稳定的同时又能延长熔融炉和耐材的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的一种固体废物熔融处置系统的示意图。

图2是本发明的实施例的电源控制逻辑图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

如图1所示，本发明的一种固体废物熔融处置系统，包含预处理系统、固体废物贮存装置、添加剂贮存装置、混合装置、在线监测libs装置、控制系统和熔融炉系统，预处理系统的出料口与固体废物贮存装置的进料口连接，固体废物贮存装置的出料口和添加剂贮存装置的出料口分别与混合装置的两个进料口连接，混合装置的出料口与熔融炉系统的进料口连接，在线监测libs装置分别与预处理系统、固体废物贮存装置和添加剂贮存装置连接用于在线监测固体废物成分，控制系统分别与在线监测libs装置、固体废物贮存装置和添加剂贮存装置连接用于通过固体废物成分计算出添加剂添加量并控制添加剂的添加量。

熔融炉系统上设置有炉内温度监测装置、排渣温度监测装置和电源，炉内温度监测装置设置在熔融炉系统内用于实时监测熔融炉内部的温度，排渣温度监测装置设置在熔融炉系统的排渣口用于实时监测熔融炉排渣口熔渣的温度，电源与熔融炉系统连接用于控制熔融炉系统的工作功率，炉内温度监测装置、排渣温度监测装置和电源分别与控制系统连接由控制系统控制。熔融炉系统设置有烟气净化系统，烟气净化系统设置在熔融炉系统的废气排气口上。

预处理系统对固体废物进行破碎、干燥处理，固体废物破碎后粒度不大于5cm，含水率不大于10%。固体废物贮存装置、添加剂贮存装置的出料口均设置有计量器。熔融炉系统的温度保持在1300-1700℃。炉内温度监测装置采用高温热电偶，排渣温度监测装置采用红外测温仪。

一种固体废物熔融处置方法，包含以下步骤：

步骤一：对固体废物在预处理系统中预处理；对固体废物依次进行破碎、干燥处理，对固体废物进行破碎处理，颗粒度不大于5cm,将破碎后的废物进行加热干燥，含水率不大于10%。

步骤二：预处理后固体废物送入固体废物贮存装置进行暂存，将固体废物贮存装置内的固体废物加入混合装置内，然后在线监测libs装置监测固体废物的组分，将该组分反馈至控制系统，控制系统内对各种类型的固体废物熔融最佳比例进行预设，控制系统接收到固体废物组分信息并且对该信息进行识别从而判断出固体废物为哪种类型的固体废物，然后根据判断结构读取预设的最佳比例并将预设比例与固体废物的测量组分进行对比，计算出相应的差值并得到需要添加的各添加剂的剂量，控制系统控制添加剂贮存装置按照计算结果加入添加剂，同时在线监测libs装置继续监测混合装置内组分并重复上述步骤，直至混合装置组分与控制系统预设组分相同完成固体废物的配伍。

步骤三：将配伍好的固体废物加入熔融炉系统，在1300-1700℃的高温下进行熔融，产生的熔融态废渣从底部排渣口排出，经水冷后形成玻璃体，产生的废气通入烟气净化系统经过余热回收、除酸、飞灰收集以及脱硝处理后排放，固体废物熔融过程中，炉内温度监测装置实时采集熔融炉系统内的熔融温度，排渣温度监测装置实时采集熔融炉系统底部排渣口的熔渣温度，控制系统根据熔融炉系统内的熔融温度调节电源的工作功率，同时控制系统根据熔渣温度对电源工作功率进行修正，控制系统根据混合装置加入熔融炉系统内的配伍固体废料的质量对电源功率控制进行前置修正。

电源调节过程为，如图2所示，根据待前馈的串级控制分解

前馈修正信号为：m*f1(s)；

串级内回路输出为：y2=(y1-t2)*g2(s)；

串级外回路输出为：y1=(r-t1)*g1(s)；

系统总输出为：y=y2+m*f1(s)=[(r-t1)*g1(s)-t2]*g2(s)+m*f1(s)；

其中，m为测量得到的入炉固废质量，f1(s)为前馈传递函数,g1(s)为串级外回路传递函数，g2(s)为串级内回路传递函数，r为熔融炉温设定值，t1为熔融炉温度，t2为炉渣温度。

本发明可以处置多种类型的固体废物，包括焚烧底渣、飞灰、电镀污泥、钢丝绳污泥等；本发明实现了固体废物在入熔融炉前可以在线检测其组成，实现自动配伍，使固体废物充分的熔融，确保无有害物质随熔渣排出；本发明在熔融炉内及排渣口设置温度监测装置，对熔融炉内及排渣温度进行监控；本发明通过利用控制系统获得固体废物实时组分和熔融炉内及排渣实时温度来控制熔融炉运行状态，在保证熔融炉运行稳定的同时又能延长熔融炉和耐材的使用寿命。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。