一种危险废物焚烧炉专用结焦抑制剂及其制备方法和应用与流程

发明领域

本发明涉及一种危险废物焚烧炉专用结焦抑制剂及其制备方法和应用，属于化学技术领域。

背景技术：

由于危险废物往往具有高毒、酸性和腐蚀性等特点，因此一般焚烧炉无法直接用来焚烧危废，否则容易造成恶性污染事件以及炉体强烈腐蚀。目前国内外采用回转窑式焚烧炉处置危废，回转窑具有可连续运转、进料弹性大、技术可行性较高、易于操作、运行维护方便等特点。

危险废物的焚烧过程中，回转窑焚烧炉中的回转窑、二燃室、水平烟道会出现结焦的情况，焦块会使锅炉出力降低，增大排烟损失，降低焚烧效率，严重时还会造成被迫停炉，缩短了焚烧炉的使用寿命。为了减少焚烧炉的结焦率，目前很少有针对危废处置的结焦抑制剂，大部分都是针对生活垃圾电厂和燃煤锅炉，而且大部分结焦抑制剂包含有sio2、f2o3、硝酸盐等成分，如果应用于危废焚烧过程中，sio2会降低焚烧炉中灰的熔点，虽然促进熔融，但是会导致结焦，温度过高时还可能破坏耐火材料；f2o3在还原气氛下与多种金属、非金属化合物结合形成坚硬的铁橄榄石类，导致化学结焦；硝酸盐受热分解产生nox，是大气污染物之一。而且市面上可应用于危废处置行业的结焦抑制剂，价格在8000-12000元/吨，价格很高，效果也不明显。况且危废焚烧过程中形成的焦块强度大，覆盖在回转窑、二燃室、水平烟道部分表面，在线清焦需要用铁棍、加长重锤等敲打，时间长达30-60分钟/次，不仅影响正常工况，还影响设备及耐火材料的使用寿命。在停炉后，需人工用风镐等清焦，时间长达2天，工作强度大，环境差，且存在一定安全风险。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本发明提供一种组成简单、高效的危险废物焚烧炉专用结焦抑制剂。

本发明的目的通过如下技术方案来实现，一种危险废物焚烧炉专用结焦抑制剂，包括如下质量百分比的组分：氧化镁70-95％，金属碳酸盐5-30％。

本发明危险废物焚烧炉专用结焦抑制剂中的主要成分为轻烧氧化镁，因为氧化镁熔点很高，在回转窑焚烧炉中不熔，可以在焦层形成过程中，不断地覆盖在焦层表面，从而使焦块分层，氧化镁还会提高飞灰熔点，防止熔融结焦；辅助成分金属碳酸盐加热放出气体，在结焦过程中形成孔隙，使成焦后的焦块松散，于是结焦的焦块呈间隔有孔隙松散层的层状结构，因此在后续除焦过程中，只需轻轻敲打松散的层状焦块就可以将整块焦块去除，大大降低了人工清除成本，还保护了焚烧设备，大大减小了焚烧设备的损耗。且本发明的结焦抑制剂是用于焚烧危险废物中，简单的成分有助于控制焚烧中的安全，若成分过于复杂，在危险物品焚烧中容易与危险物品发生反应，产生有害气体有害物，甚至发生爆炸等危险。

在上述的一种危险废物焚烧炉专用结焦抑制剂中，所述的金属碳酸盐包括碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸镁中的一种或多种。

在上述的一种危险废物焚烧炉专用结焦抑制剂中，所述的碳酸镁为碱式碳酸镁。碱式碳酸镁会与飞灰混合，在高温下分解为氧化镁和二氧化碳，二氧化碳会使焦块中产生很多气孔，破坏焦块的致密结构，形成多孔隙易碎结构，而且分解出的氧化镁可以提高飞灰的熔点。其他的结焦抑制剂会加入很多杂质，本发明的结焦抑制剂成分简单，且反应物、生成物皆有利于提高后续除焦的效率。

本发明还提供一种上述的危险废物焚烧炉专用结焦抑制剂的制备方法，将氧化镁、金属碳酸盐加入搅拌设备中混合均匀即可。

本发明还提供一种上述危险废物焚烧炉专用结焦抑制剂的应用，在危险废物焚烧炉中加入所述的危险废物焚烧炉专用结焦抑制剂。

在上述的危险废物焚烧炉专用结焦抑制剂的应用中，危险废物焚烧炉专用结焦抑制剂的用量为危险废物焚烧总量的5‰-8‰。可以理解为危险废物焚烧炉专用结焦抑制剂每天输送量为当天危险废物焚烧总量的5‰-8‰。

上述的危险废物焚烧炉专用结焦抑制剂的应用具体为焚烧炉开炉后，将危险废物推入回转窑，危险废物依次在回转窑经历干燥段、挥发份析出段、焚烧段，再通过二燃室的燃尽段将物料高温焚烧，待危险废物减容后，气力输送所述危险废物焚烧炉专用结焦抑制剂至回转窑尾部、炉排、二燃室缩口和水平烟道，焚烧结束停炉后，终止输送。回转窑中少部分未燃尽的焚烧残渣自窑尾翻身跌落到二燃室下部的炉排上，在炉排上边运动边焚烧，残渣燃尽后由水冷出渣及磁选机系统连续排出，保证热酌减率低于5％。回转窑中废料焚烧产生的烟气进入二燃室，在足够刚度并切线旋转的二次风的作用下进行充分燃烧，并保证烟气在二燃室1100℃以上温度区停留时间大于等于2.5s，以氧化分解各类有机物和控制二噁英的产生；二燃室产生的高温烟气通过水平烟道进入余热锅炉回收能量。在炉排添加结焦抑制剂时，通过炉排风将抑制剂吹到炉排上均匀分布。通过不断输送结焦抑制剂，提高了焚烧产生的飞灰熔点，一定程度上减少了在高温下熔化的飞灰粘在回转窑尾部、炉排、二燃室缩口和水平烟道侧壁和受热面上的数量，从而减少了焚烧炉的结焦率，而且产生的二氧化碳破坏焦块的致密结构，形成多孔隙易碎结构，使焦块松散呈夹心状，清焦省时省力，对设备和耐火材料影响较小。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.本发明的危险废物焚烧炉专用结焦抑制剂以特定比例的氧化镁和金属碳酸盐配合使用，产生协同效应，大大降低了焚烧炉的成焦概率，降低清焦难度。简单的氧化镁和金属碳酸盐成分有助于控制焚烧过程中的安全性，避免了成分复杂发生爆炸等危险。

2.本发明的危险废物焚烧炉专用结焦抑制剂使用价格低廉的轻烧氧化镁为主原料，在高温下不会释放有毒或有害气体，不仅绿色环保符合当今绿色工业的发展要求，而且大大降低企业成本。

3.本发明的危险废物焚烧炉专用结焦抑制剂在危废废物焚烧炉上连续使用，焚烧炉中结焦量明显减少，焦块松散，不仅清焦简单省力，而且提高了对设备和耐火材料的保护效果。

说明书附图

图1为本发明危险废物焚烧炉焚烧过程流程图

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

图1所示为本发明危险废物焚烧炉焚烧过程流程图，危险废物推入回转窑焚烧，回转窑中少部分未燃尽的焚烧残渣自窑尾翻身跌落到二燃室下部的炉排上，在炉排上边运动边焚烧，残渣燃尽后由水冷出渣及磁选机系统连续排出。回转窑中废料焚烧产生的烟气进入二燃室，以氧化分解各类有机物和控制二噁英的产生，二燃室产生的高温烟气通过水平烟道进入余热锅炉回收能量。

实施例1-6：

将氧化镁、碱式碳酸镁按照表1所述的配比加入搅拌设备中均匀混合获得危废物焚烧炉专用结焦抑制剂。

焚烧炉开炉后，废物推入回转窑，在回转窑中，废物依次经历干燥段、挥发份析出段、焚烧段，通过上述三段和二燃室的燃尽段将物料高温焚烧，废物减容后气力输送上述的危废物焚烧炉专用结焦抑制剂至回转窑尾部、炉排、二燃室缩口和水平烟道，其中，在炉排添加结焦抑制剂时，通过炉排风将抑制剂吹到炉排上均匀分布。待焚烧结束停炉后，终止输送，上述的危废物焚烧炉专用结焦抑制剂每天输送量约为当天危废物焚烧总量的5‰。

分别在连续使用抑制剂15天、30天、60天、90天后对焚烧炉炉排及回转窑尾结焦情况进行观测。

表1：实施例1-6结焦抑制剂组分配比及其成本

实施例7-12：

与实施例1-6的区别，仅在于，碱式碳酸镁替换为碳酸钠。

实施例13-18：

与实施例1-6的区别，仅在于，碱式碳酸镁替换为碳酸氢钠。

对比例1：

与实施例1的区别，仅在于，焚烧炉焚烧过程中未加结焦抑制剂。表2：结焦15天、30天、60天、90天后炉排及回转窑尾焦层观测结果

从实施例1-6可以看出随着金属碳酸盐含量的提高，危险废物焚烧炉专用结焦抑制剂成本越来越高，在实际焚烧后发现，金属碳酸盐含量越高，抑制剂的抑制效果越。但是当碳酸盐成分高于10％时，抑制效果提升缓慢，远远低于预期，而且成本随着金属碳酸盐的增加越来越高。

从表2可以看出随着焚烧炉结焦时间的加长，通过加入本发明结焦抑制剂后，焚烧炉中焦层增厚的速度明显降低，在结焦过程中形成孔隙，使成焦后的焦块松散，在最终清焦时简单省力，对保护设备和耐火材料效果显著。本发明使用价格低廉的轻烧氧化镁为主原料，在高温下不会释放有毒、有害气体，不仅绿色环保符合当今绿色工业的发展要求，而且大大降低企业成本。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。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，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。