一种危险废弃物综合处理系统及方法与流程

本发明属于危险废弃物处理技术领域，涉及一种危险废弃物综合处理系统及方法。

背景技术：

现在常用于处理危险废弃物的技术有焚烧技术、等离子处理技术以及超临界水处理技术等。上述三种技术各有优缺点，它们适合处理对象略有不同。超临界水处理技术适合处理高含水率废弃物，尤其是有机类，当采用它处理固态或半固态等含水率较低废弃物时，虽然能够通过稀释来实现低含水率到高含水率转变，经过经济成本核算，此技术不是最合适。焚烧技术能够处理的危险废弃物种类较广，而且它相对成熟，但是在处理高含水率或低热值废弃物时，通过焚烧技术来实现减量化、资源化和无害化处理的难度较大，并且根据环保部现行规定，焚烧残渣、飞灰、脱酸废水依然属于危险废弃物，需要进行安全填埋或再处理。等离子高温处理技术能够将危险废弃物彻底转化为高度稳定无害的玻璃态渣，从而实现资源化利用，尤其在处理无热值或低热值危险废弃物时，它具有其它技术无法比拟的优势，但在处理高热值或高挥发废弃物时，需要与焚烧技术一样的后续处理系统，并且无法处理高含水率废弃物。

随着危险废弃物量与种类不断地增加，并且随着环保要求越来越严格，对于危险废弃物的单一处理技术已经难以满足危险废弃物资源化、减量化、无害化的综合处理要求，而且当采用单一技术时，如果处置不当容易产生二次污染。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种危险废弃物综合处理系统及方法，解决单独采用焚烧技术、等离子处理技术以及超临界水处理技术难以满足危险废弃物资源化、减量化、无害化的综合处理要求的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种危险废弃物综合处理系统，包括用于处理高含水率废弃物的超临界水气化联氧化系统、用于处理固态及半固态废弃物的回转窑高温焚烧系统和用于处理无热值及低热值废弃物的高温等离子处理系统；自超临界水气化联氧化系统向回转窑高温焚烧系统连通有富氢燃气通道；自回转窑高温焚烧系统向高温等离子处理系统连通有飞灰及残渣通道；自回转窑高温焚烧系统向超临界水气化联氧化系统连通有脱酸废水通道；自高温等离子处理系统向回转窑高温焚烧系统连通有高温烟气通道。

进一步，超临界水气化联氧化系统包括依次连通的高含水率废弃物罐仓、预处理装置、高压泵、超临界水气化联氧化反应装置和液固分离装置；液固分离装置分别连通有净水罐池和资源化残渣仓一。

进一步，自净水罐池向高含水率废弃物罐仓连通有回流通道，净水罐池还设有排水通道。

进一步，回转窑高温焚烧系统包括依次连通的固态及半固态废弃物罐仓、回转窑、二燃室、余热锅炉和后处理装置；富氢燃气通道自超临界水气化联氧化反应装置分别与回转窑、二燃室连通；脱酸废水通道自后处理装置与高含水率废弃物罐仓连通。

进一步，后处理装置连通有排放烟囱。

进一步，高温等离子处理系统包括依次连通的无热值及低热值废弃物罐仓、高温等离子处理装置和资源化残渣仓二；飞灰及残渣通道分别自二燃室、余热锅炉和后处理装置与高温等离子处理装置连通；高温烟气通道自高温等离子处理装置与二燃室连通。

一种危险废弃物综合处理方法，包括以下步骤：

分类储存：将危险废弃物分为高含水率废弃物、固态及半固态废弃物和无热值及低热值废弃物三类进行储存；

超临界水处理：通过超临界水气化联氧化系统对高含水率废弃物进行处理，获得净水和资源化残渣，同时产生富氢燃气；

焚烧处理：通过回转窑高温焚烧系统对固态及半固态废弃物进行处理，同时接收超临界水处理过程中产生的富氢燃气作为燃料利用，降低氮氧化物的产生，进而获得排放达标烟气，同时将产生的飞灰及残渣通入高温等离子处理系统中处理，并将产生的脱酸废水通入超临界水气化联氧化系统，用于超临界水气化联氧化系统预处理调质及脱酸废水中有机物分解，并；

等离子处理：通过高温等离子处理系统对无热值及低热值废弃物进行处理，同时接收焚烧处理中产生的飞灰及残渣，获得资源化残渣，同时将产生的高温烟气通入回转窑高温焚烧系统。

进一步，超临界水处理步骤中，将高含水率废弃物依次经预处理和升压后，通入超临界水气化联氧化反应装置进行反应，反应产生获得富氢燃气，反应产生的液固物质经液固分离后，分别获得净水和资源化残渣。

进一步，超临界水处理步骤中获得的净水分为两部分：一部分作为回用净水返回超临界水气化联氧化系统，实现水循环利用；另一部分作为排放净水排出。

进一步，焚烧处理步骤中，固态及半固态废弃物进入回转窑进行一次燃烧，然后进入二燃室进行二次燃烧，燃烧后产生的高温烟气进入余热锅炉进行热能回收，回收热能后产物进入后处理装置进行处理，其中产生的脱酸废水通入超临界水气化联氧化系统，飞灰及残渣通入高温等离子处理系统，排放达标烟气排出；超临界水处理过程中产生的富氢燃气分为两部分：一部分通入回转窑，另一部分通入二燃室。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明通过有机结合超临界水气化联氧化处理技术、回转窑高温焚烧技术和高温等离子处理技术，实现危险废弃物减量化、无害化和资源化处理，最终实现零排放。并且，提高处理危险废弃物的综合性、适应性与经济性。

(2)本发明通过将超临界水处理产生的富氢燃气，以及等离子处理产生的高温烟气应用于焚烧处理当中，提高能量利用率，减少外购能源的需求。通过在焚烧处理中使用超临界水处理产生的富氢燃气，降低燃气整体的碳氢比例，进而降低了氮氧化物的产生，增强节能性、经济性与环保性。

(3)本发明通过将焚烧处理产生的脱酸废水通入超临界水气化联氧化系统，不仅对超临界水气化联氧化处理系统进行预处理调质，同时利用超临界水气化联氧化系统将脱酸废水中的有机物进行彻底处理，达到无害化处理效果，避免产生二次污染。通过高温等离子处理系统实现对焚烧处理中产生的残渣和飞灰的无害化与资源化处置，最终避免产生二次污染。

(4)本发明通过将高温等离子处理系统的高温烟气在回转窑高温焚烧系统中使用，减少了高温等离子处理系统的后续设备，从而简化系统，使设备更紧凑。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明一种危险废弃物综合处理系统的布置示意图。

附图标记：高含水率废弃物罐仓1、预处理装置2、高压泵3、超临界水气化联氧化反应装置4、液固物质5、富氢燃气6、净水7、资源化残渣8、液固分离装置9、净水罐池10、资源化残渣仓一11、固态及半固态废弃物罐仓12、回转窑13、二燃室14、余热锅炉15、燃回收热能后产物16、后处理装置17、余热锅炉残渣18、飞灰及残渣19、排放烟囱20、无热值及低热值废弃物罐仓21、高温等离子处理装置22、二燃室残渣23、资源化残渣仓二24、等离子体资源化残渣25、脱酸废水26、排放净水27、回用净水28。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1，为一种危险废弃物综合处理系统，包括用于处理高含水率废弃物的超临界水气化联氧化系统、用于处理固态及半固态废弃物的回转窑高温焚烧系统和用于处理无热值及低热值废弃物的高温等离子处理系统。

具体来说，超临界水气化联氧化系统包括依次连通的高含水率废弃物罐仓1、预处理装置2、高压泵3、超临界水气化联氧化反应装置4和液固分离装置9；液固分离装置9分别连通有净水罐池10和资源化残渣仓一11。自净水罐池10向高含水率废弃物罐仓1连通有回流通道，净水罐池10还设有排水通道。

回转窑高温焚烧系统包括依次连通的固态及半固态废弃物罐仓12、回转窑13、二燃室14、余热锅炉15和后处理装置17，后处理装置17连通有排放烟囱20；自超临界水气化联氧化反应装置4分别与回转窑13、二燃室14连通有富氢燃气通道；自后处理装置17与高含水率废弃物罐仓1连通有脱酸废水通道。

高温等离子处理系统包括依次连通的无热值及低热值废弃物罐仓21、高温等离子处理装置22和资源化残渣仓二24；分别自二燃室14、余热锅炉15和后处理装置17与高温等离子处理装置22连通有飞灰及残渣通道；自高温等离子处理装置22与二燃室14连通有高温烟气通道。

本实施例还提供一种危险废弃物综合处理方法，包括以下步骤：

分类储存：将危险废弃物分为高含水率废弃物、固态及半固态废弃物和无热值及低热值废弃物三类，并储存在相应的罐仓中；

超临界水处理：将高含水率废弃物罐仓1中的高含水率废弃物经预处理装置2进行预处理，并经高压泵3升压，然后通入超临界水气化联氧化反应装置4进行反应，反应产生的富氢燃气6进入回转窑高温焚烧系统进行使用，反应产生的液固物质5经液固分离装置9进行液固分离后，资源化残渣仓一11中获得资源化残渣8，以待后续资源化使用，净水罐池10中获得净水7，一部分作为回用净水28通过回流通道返回高含水率废弃物罐仓1，实现水循环利用，另一部分作为排放净水27通过排水通道排出；

焚烧处理：将固态及半固态废弃物罐仓12中的固态及半固态废弃物经预处理后通入回转窑13进行一次燃烧，然后通入二燃室14进行二次燃烧，燃烧后产生的高温烟气进入余热锅炉15进行热能回收，回收热能后产物16进入后处理装置17进行处理，其中产生的脱酸废水26通过脱酸废水通道进入高含水率废弃物罐仓1，不仅用于超临界水气化联氧化系统的预处理调质，同时将脱酸废水26中的有机物进行分解处理，排放达标烟气通过排放烟囱20排出；超临界水气化联氧化反应装置4产生的富氢燃气6分为两部分：一部分通入回转窑13，另一部分通入二燃室14。

等离子处理：将无热值及低热值废弃物罐仓21中的无热值及低热值废弃物通入高温等离子处理装置22中进行处理，以及将二燃室14产生的二燃室残渣23、余热锅炉15产生的余热锅炉残渣18、后处理装置17产生的飞灰及残渣19分别通过飞灰及残渣通道通入高温等离子处理装置22中进行处理，资源化残渣仓二24中获得等离子体资源化残渣25，以待后续资源化使用；高温等离子处理装置22产生的高温烟气通过高温烟气通道进入二燃室14进行燃烧利用。

通过有机结合超临界水气化联氧化处理技术、回转窑高温焚烧技术和高温等离子处理技术，实现危险废弃物减量化、无害化和资源化处理，最终实现零排放。并且，提高处理危险废弃物的综合性、适应性与经济性。

通过将超临界水处理产生的富氢燃气6，以及等离子处理产生的高温烟气应用于焚烧处理当中，提高能量利用率，减少外购能源的需求。通过在焚烧处理中使用超临界水处理产生的富氢燃气6，降低燃气整体的碳氢比例，进而降低了氮氧化物的产生，增强节能性、经济性与环保性。

通过将焚烧处理产生的脱酸废水26通入超临界水气化联氧化系统，不仅对超临界水气化联氧化处理系统进行预处理调质，同时利用超临界水气化联氧化系统将脱酸废水26中的有机物进行彻底处理，达到无害化处理效果，避免产生二次污染。通过高温等离子处理系统实现对焚烧处理中产生的残渣和飞灰的无害化与资源化处置，最终避免产生二次污染。

通过将高温等离子处理系统的高温烟气在回转窑高温焚烧系统中使用，减少了高温等离子处理系统的后续设备，从而简化系统，使设备更紧凑。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。