一种固体危废的处理方法及处理系统与流程

本发明涉及热解气化的资源化利用技术领域，尤其涉及一种固体危废的处理方法及处理系统。

背景技术：

近年来，我国经济迅猛发展，与之而来的是危险废物(简称为危废)产量极大。现阶段针对固体危废主要有两种处理方法，分别为资源利用及处置。资源利用处理方法会循环再用并从危险物中抽取有价值的成分，如贵金属等。处置处理方法则适用于无用废物或无其他可用废物的处理，目标为清除或减少废物的危险特性，以尽量降低其对环境的影响。填埋及焚烧为目前最普遍的两个处置方法。

然而，由于用于处理的固体危废通常为包含氯、硫等元素的大分子长链有机物，现有技术的上述两种处理方法在处理固体危废过程中容易造成含有二噁英等有害物质的二次污染，不符合当下绿色环保的理念。

技术实现要素：

鉴于此，为解决现有技术的问题，本发明的实施例提供一种固体危废的处理方法及处理系统，该处理方法将固体危废气化为具有一定热值的可燃气体，使固体危废资源化；同时避免产生二次污染。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面、本发明实施例提供了一种固体危废的处理方法，所述处理方法包括，提供待处理的固体危废，所述固体危废的热值大于或等于预设热值；所述预设热值可使所述固体危废在预设气化条件下与气化剂匹配反应以进行气化降解；将所述固体危废输送至气化重整单元中，在所述预设气化条件下与所述气化剂进行反应，生成包括含酸性废气的可燃气体；利用碱性物质作为脱酸剂脱除所述可燃气体中的酸性废气。

可选的，所述预设热值等于6mj/kg，所述预设气化条件为700～1000℃。

可选的，所述气化剂为空气或者富氧空气。

优选的，所述在所述预设气化条件下与所述气化剂进行反应，生成包括含酸性废气的可燃气体的步骤包括，通过控制向所述气化重整单元内通入的所述气化剂的流量使气化炉内达到预设气化条件且处于缺氧性气氛或还原性气氛下，生成包括含酸性废气的可燃气体。

可选的，所述提供待处理的固体危废，所述固体危废的热值大于或等于预设热值的步骤包括，对固体危废原料进行干燥、破碎处理，形成含水量小于或等于预设含水量、颗粒直径小于或等于预设直径的固体危废；确定所述固体危废的热值；若所述固体危废的热值小于预设热值，则对所述固体危废进行热值调整处理，以使所述固体危废的热值大于或等于所述预设热值。

优选的，所述预设含水量为20％，所述预设直径为10mm。

可选的，所述利用碱性物质作为脱酸剂脱除所述可燃气体中的酸性废气的步骤包括，利用碱性物质作为脱酸剂，采用急冷脱酸处理脱除所述酸性废气并抑制有害物质的生成。

可选的，所述处理方法还包括，对所述可燃气体依次进行除尘、洗涤，以净化所述可燃气体。

另一方面、本发明实施例提供了一种用于固体危废的处理系统，所述处理系统包括，气化重整单元，用于使待处理的固体危废在预设气化条件下与气化剂进行反应生成包括含酸性废气的可燃气体；输送单元，用于将待处理的固体危废输送至气化重整单元中脱酸单元，用于脱除所述可燃气体中的酸性废气。

可选的，所述气化重整单元包括气化炉，所述固体危废在所述气化炉的流化床内与气化剂进行反应。

可选的，所述处理系统还包括，除尘单元和洗涤单元，用于依次对生成的可燃气体进行除尘、洗涤，以净化所述可燃气体。

基于此，通过本发明实施例提供的上述处理方法，设定待处理的固体危废的热值大于或等于预设热值，可使该具有一定热值的固体危废在预设气化条件下与气化剂匹配反应以进行气化降解；再将固体危废输送至气化重整单元(例如为流化床气化炉)内与气化剂进行反应，从而对固体危废进行气化处理，得到含一定热值的可燃气体，从而使固体危废资源化；并通过后期的气体净化过程去除固体危废气化降解后产生的酸性废气，避免上述固体危废的处理过程中产生二次污染，从而减少对环境的污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种固体危废的处理方法流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种用于固体危废的处理系统配置示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要指出的是，除非另有定义，本发明实施例中所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员共同理解的相同含义。还应当理解，诸如在通常字典里定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

一方面、本发明实施例提供了一种固体危废的处理方法，如图1所示，该处理方法包括，

步骤s1、提供待处理的固体危废，固体危废的热值大于或等于预设热值；预设热值可使固体危废在预设条件下与气化剂匹配反应以进行气化降解；

步骤s2、将固体危废输送至气化重整单元中，在预设条件下与气化剂进行反应，生成包括含酸性废气的可燃气体；

步骤s3、利用碱性物质作为脱酸剂脱除可燃气体中的酸性废气。

需要说明的是，对待处理的固体危废设置预设热值的目的，是为了使固体危废能在一定的气化条件下(即预设气化条件下)与气化剂匹配反应以实现固体危废自身的气化降解，并为反应提供一定热量以促进反应的进行。

这里，固体危废发生气化反应后生成的产物还包括有少量的固体废渣，从气化重整单元中排出后可通过现有的技术手段进行处理。

基于此，通过本发明实施例提供的上述处理方法，设定待处理的固体危废的热值大于或等于预设热值，可使该具有一定热值的固体危废在预设气化条件下与气化剂匹配反应以进行气化降解；再将固体危废输送至气化重整单元(例如为流化床气化炉)内与气化剂进行反应，从而对固体危废进行气化处理，得到含一定热值的可燃气体，从而使固体危废资源化；并通过后期的气体净化过程去除固体危废气化降解后产生的酸性废气，避免上述固体危废的处理过程中产生二次污染，从而减少对环境的污染。

另一方面、本发明实施例还提供了一种用于固体危废的处理系统，如图2所示，该处理系统包括，

气化重整单元，用于使待处理的固体危废在预设气化条件下与气化剂进行反应生成包括含酸性废气的可燃气体；

输送单元，用于将待处理的固体危废输送至气化重整单元中；

脱酸单元，用于脱除上述可燃气体中的酸性废气。

这里，上述的输送单元例如可以包括料斗、锁斗以及螺旋给料器等结构。其中，固体危废经料斗、锁斗输送至螺旋给料器后，螺旋给料器可在电机带动下转动以进一步向气化重整单元输送待处理的固体危废。

上述的脱酸单元例如可以包括离心式旋转雾化半干法脱酸塔，并采用烟气专用的空气分配器和塔顶强力反应锥。具体结构可沿用现有技术，本发明实施例对此不再赘述。

其中，烟气即上述固体危废气化热解后产生的气体产物。

当然，上述的处理系统还可以包括有排渣单元，具体可以为锁斗，以将上述固体危废气化降解后生成的固体废渣从气化重整单元中排出。

进一步优选的，上述气化重整单元例如可以包括气化炉，固体危废在气化炉的流化床内与气化剂进行反应。

流化床操作弹性大，可在50％-150％负荷下工作，对于固体危废的处理量可灵活控制。

进一步优选的，上述处理系统还包括，除尘单元(例如为精除尘的布袋除尘器)和洗涤单元(例如为水洗塔)，用于依次对生成的可燃气体进行除尘、洗涤，以净化可燃气体。

下面提供一个详细的实施例，用于详细描述本发明实施例提供的上述处理方法的工艺过程。

危废预处理工段

在预处理工段，对固体危废原料进行干燥、破碎处理，形成含水量小于或等于预设含水量、颗粒直径小于或等于预设直径的固体危废；确定固体危废的热值；若固体危废的热值小于预设热值，则对固体危废进行热值调整处理，以使固体危废的热值大于或等于预设热值。

这里，当待进行处理的固体危废含水量过大时，一方面会降低其热值，影响热解的效率；另一方面，会导致颗粒状的固体危废发生粘结团聚，降低与气化剂的有效接触程度。示例的，预设含水量可为20％，即要求待处理的固体危废含水量≤20％。

当待进行处理的固体危废颗粒直径过大时也会降低与气化剂的有效接触程度，其粒径在现有工艺条件的基础上应尽量细化。

示例的，预设直径可为10mm，即要求待处理的固体危废的颗粒直径≤10mm。

由于大部分固体危废都是大分子长链有机物，故设定预设热值等于6mj/kg(即6×10⁶j/kg，兆焦耳每千克)，相应的，预设气化条件为700～1000℃，从而使得固体危废能在一定的气化条件下与气化剂匹配反应以实现固体危废自身的气化降解，并为反应提供一定热量以促进反应的进行。

若固体危废的热值小于预设热值，则对固体危废进行热值调整处理，以使固体危废的热值大于或等于预设热值。

热值调整处理的具体方式例如可以为在颗粒状的固体危废中加入具有较大热值的废旧活性炭，以增加其燃烧时释放出的热量。此外，废旧活性炭为化工行业常见的固废物，易于获取。

当然，热值调整处理的方式还可沿用现有技术中的其他技术手段，本发明实施例对此不作限定。

进料工段

将前一工段处理好的颗粒状固体危废原料，通过气力，经由料斗和锁斗，并通过螺旋给料器输送至气化炉的料仓。

气化重整工段

颗粒状固体危废在流化床内，在一定压力下、一定温度下与气化剂发生反应，固体危废发生热降解，得到固体废渣和气体产物。气体产物包括具有一定热值的含酸性废气的可燃气体。

其中，上述的一定压力也可以为常压，具体不作限定。上述的一定温度即预设气化条件的温度，优选为700～1000℃。

气化剂具体为空气或者富氧空气，空气中的氧气仅满足提供气化所需热量。而通常的焚烧处理需要充足的氧气，并且氧气的供给量通常为过量状态，因此本发明实施例提供的上述处理方法的气化过程与通常的焚烧处理是有本质区别的。由于颗粒状固体危废具有一定的热值，故可以通过控制向气化炉内通入空气或富氧空气的流量使气化炉内达到一定温度且处于缺氧性气氛或还原性气氛下，即不能达到完全燃烧的状态，以使固体危废中在有机链上的cl、s基团转变为自由基，与h发生反应分别转化为酸性的hcl、h2s气体以便于后续进行脱酸处理。固体危废的有机链热解转化为h2、co等可燃气体(也称为合成气体)以及co2。

排渣工段

有机物热解后生成的固体废渣通过灰斗等排渣单元排出气化炉。

净化除尘工段

这一工段的主要目的是利用碱性物质作为脱酸剂脱除(即中和)酸性废气，并对剩余的可燃气体依次进行除尘、洗涤处理，以净化可燃气体。

这一处理工段优选地利用碱性物质作为脱酸剂，采用半干法(进一步优选为急冷法)脱酸处理脱除酸性废气并抑制有害物质的生成。

急冷脱酸处理可以通过碱液(例如为钙碱或钠碱)实现，即湿法脱酸，雾化的液体与烟气接触的瞬间急速降温的同时产生物理变化和化学反应，达到脱除烟气中酸性物并抑制有害物质生成，例如二噁英的复合的目的。

具体的，对气体产物进行部分余热回收后，对剩余的烟气采用急冷脱酸技术进行脱酸，在离心式旋转雾化半干法脱酸塔的基础上，采用烟气专用的空气分配器和塔顶强力反应锥，急冷速度快，可有效遏制二噁英复合。剩余的可燃气体依次经过布袋除尘器及水洗系统(例如为水洗塔)将合成气净化。脱酸除尘效率可达99％。

本发明实施例提供的上述固体危害的处理方法将含有预设热值的危废在流化床气化炉内气化，并通过后期的气体净化过程，从而将固体危废气化为合成气体，同时产生少量废渣。该合成气为具有一定热值的可燃气体，使固体危废资源化，且可以避免产生二次污染。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。