一种固体危险废物与液体危险废物协同处理的焚烧炉的制作方法

本实用新型涉及危险废物处理技术领域，具体涉及一种固体危险废物与液体危险废物协同处理的焚烧炉。

背景技术：

随着社会和经济的发展，工业废物特别是危险废物的数量和种类不断增多，已引起政府和公众的极大关注。危险废物的随地排放和不合理处置会危害人们的健康，长期积累将严重破坏人类赖以生存的生态环境，其破坏程度远大于生活垃圾。危险废物已成为世界性范围的突出公害，积极开发新技术、新工艺、新设备，开展对危险废物的集中管理和综合处置，减少和消除其污染已是当务之急。

回转窑具有停留时间长、隔热好等优点，并且因为回转作用使废物料层得到充分翻动。回转窑焚烧炉对焚烧物变化适应性强，这使得回转窑焚烧炉成为危险废物的理想焚烧系统。2001年，原国家环境保护总局印发的关于《危险废物污染防治技术政策》指出：“危险废物焚烧可实现危险废物的减量化和无害化，并可回收利用其余热。焚烧处置适用于不宜回收利用其有用组分、具有一定热值的危险废物。易爆废物不宜进行焚烧处置”、“危险废物的焚烧宜采用以回转窑炉为基础的焚烧技术，可根据危险废物种类和特征，选用其他不同炉型，鼓励改造并采用生产水泥的旋转窑炉附烧或专烧危险废物”。

回转窑及整个焚烧系统均在负压状态下运行。回转窑分为低温和高温两段燃烧区域。废物在回转窑低温段内与空气接触，在可调节氧含量的环境中完成加热、干燥、燃烧过程；在高温段完成挥发及燃尽过程。废物在挥发分挥发气化的同时进行燃烧，挥发产生的大量可燃气体在回转窑内未完全燃烧的情况下进入二燃室，在过量燃烧空气的作用下完成完全燃烧。废物燃尽后产生的灰渣掉进水封刮板出渣机，经水淬冷却后排出。回转窑高温段焚烧温度控制在850～1000℃，废物在窑内的停留时间大于1h。二燃室燃烧温度需达到1100℃，且烟气在高温区停留时间大于2s，以保证有害物质在高温下充分分解。当温度低于1100℃时，增加二燃室燃烧器的辅助燃料喷入量，以确保炉温升至1100℃以上。

从二燃室出来的1100℃烟气进入余热锅炉，进行余热回收，同时利用烟气热量产生饱和蒸汽，余热锅炉出口烟气温度约为550℃。从余热锅炉出来的烟气进入急冷塔，并将锅炉排污水、二级洗涤塔排污水和自来水送入急冷塔内，使烟气温度在1s内迅速降至200℃以下，以减少二噁英的再合成。经急冷降温后的烟气进入干式脱酸系统进行脱酸处理，即在布袋除尘器入口烟道上喷入消石灰和活性炭，吸附烟气中的酸性气体、重金属、二噁英等有害物质。经脱酸处理后的烟气随后进入袋式除尘器，烟气中的飞灰被捕获后以干态形式排出。除尘后的烟气经过两级洗涤塔脱除烟气中的hcl，hf，so2等酸性气体，再经除雾器除雾后，由引风机进入烟气加热器，最后通过烟囱排入大气。该焚烧系统可分为废物预处理系统、燃烧系统、余热回收系统及烟气处理系统，具体如图1所示。

回转窑一燃室+二燃室是危险废物焚烧的主流炉型。但是在焚烧液态废物时，回转窑的耐火材料容易受到液态废料的侵蚀变薄，耐火材料在回转窑的转动过程中，废液入炉后先蒸发吸热再燃烧放热，焚烧炉温度急剧变化，导致耐火材料受到炉内温度的淬热和淬冷，冷热反复交替变化，导致耐火材料频繁损坏，成为限制回转窑焚烧废液的主要因素。另外，废液焚烧产生的高温热烟气，也使回转窑无法控制负压运行。特别是在焚烧柏油状含固体杂质的液体废物时，常规的雾化喷枪由于喷枪口径小将被废液堵塞而无法工作，导致大量废液无法有效焚烧处理，很多废液雾化喷枪都要求低粘度，不含杂质等。

技术实现要素：

本实用新型提供一种固体危险废物与液体危险废物协同处理的焚烧炉，针对现有的回转窑焚烧炉处置危险废物中处置相态单一、液体危险废物处置能力弱的问题，利用具有两个相对独立的燃烧区的混合炉型，可以使流化床焚烧炉和回转窑焚烧炉的优缺点互补，在流化床一燃室中焚烧液体，在回转窑中焚烧固体，在一燃室中都将相应物料转化成气相物质后再进入共同的二燃室，能够解决原来回转窑处置液体废物能力不足的缺陷，提高对不同物性且不能混合的危险废物的处置能力，更好的控制二燃室的燃烧温度，使系统运行稳定可靠。

一种固态危险废物与液态危险废物协同处理的焚烧炉，包括：

回转窑一燃室，所述回转窑一燃室带有进料口、回转窑助燃风入口和烟气出口，所述进料口连接固废给料机，所述回转窑助燃风入口连接回转窑助燃风机；

流化床一燃室，所述流化床一燃室带有流化风入口和烟气出口，所述流化床一燃室的燃烧室内填充石英砂床料，石英砂床料上方设置废液喷枪，所述流化风入口连接流化风机，所述废液喷枪外接废液泵；

二燃室，所述二燃室带有两个燃烧室进口、一个二次风入口和一个高温烟气出口，其中一个燃烧室进口连接所述回转窑一燃室的烟气出口、另一个燃烧室进口连接所述流化床一燃室的烟气出口，所述二次风入口连接二次风机；

以及余热锅炉和尾部净化装置，所述余热锅炉的入口烟道连接所述二燃室的出风口。

优选地，所述流化床一燃室的底部设置风室，流化风入口位于风室侧壁上，风室内设置布风板。

进一步地，所述布风板采用水平设置的多孔板，安装于风室的内壁上且位于流化风入口上方。流化风送入风室内后，由布风板均匀分布后再送入燃烧室内。

优选地，所述二燃室包括炉膛，连接回转炉一燃室的燃烧室进口位于炉膛壁上靠近底部处，连接流化床一燃室的燃烧室进口位于炉膛壁靠近中部高度处，所述二次风入口位于连接流化床一燃室的燃烧室进口上方。

具体的，连接回转炉一燃室的燃烧室进口、连接流化床一燃室的燃烧室进口和二次风入口由低至高依次分布。

所述流化床一燃室可采用常规的循环流化床锅炉的燃烧室，内设石英砂床料、辅助燃油燃烧器等。所述辅助燃油燃烧器可采用助燃油枪。

进一步优选地，循环流化床锅炉的燃烧室内设有辅助燃油燃烧器，所述辅助燃油燃烧器与废液喷枪连锁控制。流化床一燃室内部设置辅助然后燃烧器，在运行过程中，燃烧器连续运行，熄火报警，与废液喷枪连锁。

在运行过程中，燃烧器连续运行，确保流化床一燃室中有火焰存在，废液在高温下裂解后，在流化床一燃室内进行燃烧反应。

优选地，所述流化床一燃室中的废液喷枪的喷口尺寸大于6mm。所述流化床一燃室中的废液喷枪的喷口口径为6～8mm。

优选地，所述石英砂床料为浅料层，填充高度为150mm～200mm。

含有粗颗粒的粘性废液可以不经过滤即在废液泵的泵送下成浆状喷入流化床的石英砂惰性床料中。废液喷枪不需要安装过滤装置，不需要进行雾化。适合于粘稠状、含杂质废液的焚烧处理。

利用所述焚烧炉进行固体危险废物与液体危险废物协同处理的方法包括如下步骤：

固态危险废弃物经预处理后由固废给料机送入回转窑一燃室的炉膛中，助燃风由回转窑助燃风机送入，固态危险废物在回转窑一燃室中裂解、气化燃烧，未燃烧充分的挥发分进入二燃室，充分燃烧后进入尾部烟道；

同时由流化风机送入的流化风由流化床炉膛底部送入，将石英砂床料流化，液态危险废弃物由废液泵泵入并由废液喷洒装置喷洒至流化床一燃室的炉膛内，与热的石英砂床料接触裂解、气化燃烧，未燃烧充分的挥发分进入二燃室，充分燃烧后进入尾部烟道；二次风机向二燃室内补充空气；

二燃室内充分燃烧后的废气由尾部烟道送出，依次经余热回收、尾气净化后排出。

所述固态危险废弃物为包括废药物废药品、农药废物、医药废物、精馏废物等桶装、袋装的有毒有害废弃物；所述液态危险废弃物为油性、水性或混合性物质。可以是透明状或半固体如柏油状。

优选地，液体废物和固体废物的焚烧比例为可以从20:80～60:40调整，方便系统运行。

优选地，所述废液喷枪的口径为6～8mm。不需雾化燃烧。

为了防止粘稠状废液沉积到炉底，所述流化风的风帽小孔送风速度为50m/s以上。

回转窑对于焚烧各种形状尺寸的固体废物具有非常强的适应性，是目前危险废物焚烧的主流炉型。但是在焚烧液态废物时，回转窑的耐火材料容易受到液态废料的侵蚀变薄，耐火材料在回转窑的转动过程中，废液入炉后先蒸发吸热再燃烧放热，焚烧炉温度急剧变化，导致耐火材料受到炉内温度的淬热和淬冷，冷热反复交替变化，导致耐火材料频繁损坏，成为限制回转窑焚烧废液的主要因素。另外，废液焚烧产生的高温热烟气，也使回转窑无法控制负压运行。特别是在焚烧柏油状含固体杂质的液体废物时，常规的雾化喷枪将被废液堵塞而无法工作，导致大量废液无法有效焚烧处理，很多废液雾化喷枪都要求低粘度，不含杂质等。

为了解决这一困难问题，提高液体废物的焚烧处理能力，本实用新型在传统的回转窑一燃室和二燃室焚烧炉系统组成基础上，增设专门用于废液焚烧处理的流化床一燃室，与回转窑一燃室共用二燃室，形成一套具有回转窑一燃室和流化床一燃室两个一燃室的新型危险废物焚烧系统。

当流体通过床层的速度逐渐提高到某值时，颗粒出现松动，颗粒间空隙增大，床层体积出现膨胀。如果再进一步提高流体速度，床层将不能维持固定状态。此时，颗粒全部悬浮于流体中，显示出相当不规则的运动。随着流速的提高，颗粒的运动愈加剧烈，床层的膨胀也随之增大，但是颗粒仍逗留在床层内而不被流体带出。床层的这种状态和液体相似称为流化床。充分流态化的床层表现出类似于液体的性质。密度比床层平均密度小的流体可以悬浮在床面上；床面保持水平；床层服从流体静力学关系，即高度差为l的两截面的压差△p＝ρgl；颗粒具有与液体类似的流动性，可以从器壁的小孔喷出；两个联通的流化床能自行调整床层上表面使之在同一水平面上。

流化床是一种高效燃烧焚烧炉，其运行温度一般在850～950℃，由于物料浓度高，燃烧室内不设运动部件，耐火材料固定安装，稳定性、可靠性高。燃烧室内气固混合强烈，燃烧效率高，因此，在固相、液相、气相危险废物焚烧方面具有广阔的运用前景。

本实用新型具有的有益效果是：

本实用新型利用双一燃室焚烧危险废物的焚烧炉，传统的回转窑焚烧线和流化床焚烧炉对不同相态的危险废物的处置能力比较低，且受危险废物的物性的影响，因此利用双一燃室焚烧危险废物的焚烧炉能够起到提高原独立炉型处置不同相态的能力，提高对不同物性且不能混合的危险废物的处置能力，更好的控制二燃室的燃烧温度，使系统运行稳定可靠。另外，废液只要通过废液泵和喷枪喷入流化床，通过高温石英砂的流化湍混，就可以实现液体废物的气化，不会再炉膛内粘结，粘稠状的废液不会堵塞喷枪。

附图说明

图1是常规回转窑+二燃室危险废物焚烧系统流程图。

图2是本实用新型焚烧炉结构示意图。

图3是本实用新型焚烧炉用于固态和液态废弃物协同处理的工艺流程图。

图2中所示附图标记如下：

1-回转窑一燃室2-二燃室3-风室

4-布风板5-流化床一燃室6-尾部烟道

7-流化风机8-石英砂床料9-回转窑助燃风机

10-二次风机11-废液泵12-固废给料机

13-废液箱

具体实施方式

如图2所示，一种固、液危险废物协同燃烧的焚烧炉，本实用新型在传统的回转窑一燃室和二燃室焚烧炉系统组成基础上，增设专门用于废液焚烧处理的流化床一燃室，与回转窑一燃室共用二燃室，形成一套具有回转窑一燃室和流化床一燃室的危险废物焚烧系统。

本申请的协同燃烧装置包括回转炉一燃室1、流化床一燃室5和二燃室2。回转炉一燃室1的炉膛带有进料口、回转窑助燃风入口和烟气出口，进料口连接固废给料机12，回转窑助燃风入口连接二次风机9。

流化床一燃室可采用常规的循环流化床锅炉的燃烧室，内设石英砂床料、辅助燃油燃烧器等，一种实施方式中，流化床一燃室5的炉膛内装填有石英砂床料8，炉膛底部设置风室3，风室内设置布风板4，风室侧壁上设置流化风入口，布风板设于流化风入口处，板面与入风口相对，部分板为均匀开孔的多孔布风板，流化风入口连接流化风机7，石英砂床料石英砂床料为浅料层，填充高度为150mm～200mm，上方设置废液喷枪，废液喷枪外接废液泵11，废液泵入口通过管路连接废液箱13，废液喷枪朝向石英砂床料喷洒。

流化床一燃室内采用助燃油枪，助燃油枪位于流化床一燃室5的炉膛内(图中未示出)，助燃油枪与废液喷枪连锁控制，助燃油枪连续运行，熄火保护，油枪停止运行，废液喷枪即停止喷入废液。

二燃室2包括炉膛，炉膛壁上靠近底部处设置第一燃烧室进口、靠近中部处设置第二燃烧室进口、靠近上部处设置二次风进口、顶部设置出风口。第一燃烧室进口连接回转炉一燃室的烟气出口，第二燃烧室进口连接流化床一燃室的烟气出口，二次风进口连接二次风机，出风口连接尾部烟道，尾部烟道连接余热锅炉、余热锅炉连接废气净化装置，如脱硫脱硝系列，依次包括高温静电除尘系统、脱硝装置、省煤器系统、袋式除尘系统、引风机、洗涤塔系统、湿电除尘系统和烟囱系统。

双一燃室焚烧危险废物的焚烧炉运行时，石英砂床料8先被加入流化床一燃室5，流化风机7吹出来的流化风进入风室3，然后通过布风板4进入流化床一燃室5，把石英砂床料8流化，液态危险废物经过废液泵11和废液喷枪喷入流化床一燃室5，液态的危险废物通过与热的石英砂床料接触裂解、气化燃烧，未燃烧充分的挥发分进入二燃室2，充分燃烧后进入尾部烟道6；回转窑部分：助燃风经过回转窑风机进入回转窑一燃室1，固态危险废物经过固废给料机12进入回转窑，固态危险废物在回转窑一燃室1中裂解、气化燃烧，未燃烧充分的挥发分进入二燃室2，充分燃烧后进入尾部烟道6；二次风机10的作用是为了保证二燃室2的燃烧具有充足的氧气。

由尾部烟道排出的烟气依次经过余热回收系统、高温静电除尘系统、脱销装置、省煤器系统、袋式除尘系统、洗涤塔系统、湿电除尘系统处理，最后经烟囱系统排放。

以上所述仅为本实用新型专利的具体实施案例，但本实用新型专利的技术特征并不局限于此，任何相关领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。