CN109099437B

CN109099437B - 一种废弃物综合处理系统及其处理方法

Info

Publication number: CN109099437B
Application number: CN201811114420.7A
Authority: CN
Inventors: 方红承; 陈建刚; 瞿龙学; 朱坤祥; 刘以学
Original assignee: Hesheng Silicon Industry Zhangzhou Co ltd
Current assignee: Hesheng Silicon Industry Zhangzhou Co ltd
Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2018-09-25
Publication date: 2024-02-02
Anticipated expiration: 2038-09-25
Also published as: CN109099437A

Abstract

本发明公开了一种废弃物综合处理系统及其处理方法。该方法包括以下步骤：(1)将废渣输送至回转窑中，燃烧、热分解，产生的气固混合物通过旋风除尘器分离，气相进入废气焚烧炉中，固相直接进行除去包装；(2)将含盐废液输送至汽化炉中，汽化，然后进入焚烧炉；(3)将废气以及不含盐的废液直接通入废气焚烧炉中，焚烧；(4)使步骤(3)所得烟气温度在1～3s内降至200～250℃，然后回收烟气中含有的SiO₂颗粒，气相再进入布袋除尘器进行气固精分离；(5)收集步骤(4)所得烟气内的HCl；然后再进一步去除烟气中的杂质，最后排出。本发明方法可有效的对工业废弃物进行处理，使其满足排放标准，并能回收废弃物中的二氧化硅。

Description

一种废弃物综合处理系统及其处理方法

技术领域

本发明属于废弃物处理技术领域，具体涉及一种废弃物综合处理系统及其处理方法。

背景技术

危险废物是指列入国家危险废物名录，或者根据国家规定的危险废物鉴别方法认定的具有危险特性的废物，所谓的危险特性主要是指毒害性、爆炸性、易燃性、腐蚀性、化学反应性、传染性、放射性等；因此，包含上述一种或几种以上危害特性，并以其特有的性质对环境产生污染的物质就叫危险废物。

随着社会和经济的发展，工业废物特别是危险废物产生量和种类不断增多，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；目前，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科学处置，减少和消除污染危害已是当务之急。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种废弃物综合处理系统及其处理方法，可有效地对具有危险特性的废弃物进行处理，使其达到相应排放标准。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种废弃物综合处理系统，包括回转窑、汽化炉以及废气处理系统；

所述废气处理系统包括依次连通的废气焚烧炉、除尘系统、吸收塔、洗脱塔系统以及雾水分离器；所述回转窑和汽化炉均与废气焚烧炉连通。

进一步地，除尘系统包括依次连通的布袋式除尘器和湿式除尘塔；所述湿式除尘塔处设置有两台与其配合的换热器。

进一步地，废气焚烧炉与布袋式除尘器之间还设置有连通的余热锅炉和半干式反应塔。

进一步地，吸收塔为三级酸洗吸收塔，并设置有三台与其配合的换热器。

进一步地，洗脱塔系统包括依次连通的水洗塔和碱洗塔。

采用上述系统对废弃物进行处理的方法，包括以下步骤：

(1)将废渣输送至回转窑中，回转窑以1～3r/min的转速旋转，在800～850℃的条件下燃烧，产生的烟气进入废气焚烧炉中；

(2)将含盐废液输送至汽化炉中，于450～700℃汽化，然后气相进入废气焚烧炉中；

(3)将废气以及不含盐废液直接通入废气焚烧炉中，与步骤(1)和步骤(2)中所得产物混合，然后于1100～1200℃、-100Pa～100Pa的条件下燃烧，焚烧后产生的烟气通入余热锅炉中，使得烟气温度降低至500～550℃；

(4)将步骤(3)所得烟气通入半干式反应塔中，使其温度在1～3s内降至200～230℃，然后再依次通入至布袋式除尘器和湿式除尘塔中，回收烟气中含有的SiO₂颗粒，并使烟气温度降至50～70℃；

(5)将步骤(4)所得烟气通入三级酸洗吸收塔，收集烟气内的HCl；然后再将烟气继续通入至水洗塔和碱洗塔中，进一步去除烟气中的杂质，最后通过雾水分离器处理后排出。

进一步地，废弃物为有机硅反应过程中产生的废弃物。

进一步地，步骤(1)中回转窑的转速为2r/min，温度为800℃，压强为-64Pa。

进一步地，步骤(4)中烟气再半干式反应塔中的降温过程为：

通过半干式反应塔顶部的双流体喷嘴向半干式反应塔内输送水源，并使水源雾化，被雾化的碱液雾滴受向上的热烟气作用，在喷嘴附近形成一个雾滴悬浮的高密度区域，烟气穿过此区域时温度在1s内迅速降温至200℃左右。

进一步地，步骤(5)中碱洗塔中的洗涤液为NaOH溶液和NaSO₃溶液按照体积比为1:1的比例混合而成的混合液。

本发明的有益效果为：

1、在-100～100Pa的条件下，废气焚烧炉内的燃烧温度达到1100～1200℃，使焚烧更完全，达到无烟、无臭、无二次污染的效果；并且，混合气体废气焚烧炉停留时间大于2秒，使得其中的微量有机物及二噁英得以充分分解，分解效率超过99.99％，确保进入危险废物充分燃烧完全。

2、废气焚烧炉焚烧后产生的烟气进入余热锅炉中，能够有效地回收利用烟气中的热能，并降低烟气的温度，便于进行后续的处理。

3、在半干式反应塔内形成碱液雾滴悬浮的高密度区域，烟气穿过此区域时温度在1s内迅速从500℃降低到200℃左右，从而有效地抑制了二噁英的再生成；同时烟气中带有的一些火星也被喷入的雾滴熄灭，以保护后续布袋式除尘器以及其余不耐高温的设备。

4、布袋式除尘器能够去除烟气中滞留的细微粉尘，以及烟气中部分游离重金属化合物，降低烟气中的重金属及二噁英含量。

5、通过三级酸洗吸收塔对烟气内的HCl进行回收，回收得到的酸液，一部分作为成品输出，其余可再次输送至三级酸洗吸收塔内，用以作为三级酸洗吸收塔内的吸收液，继续对后续的烟气进行HCl回收。

6、通过本发明中的系统和方法，可保证生产过程中产生的废弃物能够安全、稳定的焚烧，并能回收回收烟气内的HCl和SiO₂，同时，可降低烟气内二噁英等杂质的含量，使烟气达到排放标准。

附图说明

图1为本系统的原理框图。

其中，1、回转窑；2、汽化炉；3、废气焚烧炉；4、余热锅炉；5、半干式反应塔；6、布袋式除尘器；7、湿式除尘塔；8、换热器；9、吸收塔；10、水洗塔；11、碱洗塔；12、雾水分离器；13、旋风分离器。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

实施例1

如图1所示，该废弃物综合处理系统，包括回转窑1、汽化炉2、旋风分离器13以及废气处理系统；其中，回转窑1和汽化炉2分别与旋风分离器13连通，旋风分离器13与废气处理系统连通。

该废弃物综合处理系统还设置有与回转窑1配合的废料搭配区，以将物性不同的废料进行预混，搭配进料。

如图1所示，该废气处理系统包括依次连通的废气焚烧炉3、余热锅炉4、半干式反应塔5、布袋式除尘器6、湿式除尘塔7、吸收塔9、水洗塔10以及碱洗塔11；其中，废气焚烧炉3与旋风分离器13连通。

并且，回转窑1、汽化炉2、旋风分离器13、废气焚烧炉3、余热锅炉4、半干式反应塔5以及布袋式除尘器6底部，均与用于接收二氧化硅的二氧化硅收集器连通。

如图1所示，在湿式除尘塔7和吸收塔9处分别设置有与其配合的换热器8，其中，湿式除尘塔7处设置有两台换热器8，一台正常使用，一台备用；吸收塔9处设置有三台换热器8，并且，该吸收塔9为三级酸洗吸收塔。

如图1所示，在碱洗塔11处还连通有雾水分离器12，用于对经碱洗塔11处理后的烟气进行水雾分离，然后再经与雾水分离器12连通的引风机引导排出。

实施例2

采用实施例1中所述系统对废弃物进行处理的方法，包括以下步骤：

(1)将废渣经包装后，运输至进料区，并在进料区处设置有废料搭配区，将物性不同的废料进行预混，搭配进料；搭配好的废料输送至焚烧区，固体废物由斗式提升机提升至料斗，废料进入进料溜槽，由液压给料机送入回转窑内；

(2)废渣进入回转窑后，在温度为800～850℃、转速为1～3r/min(根据实际工况进行调节，越难分解转速需求越低)、压力为-90Pa的状态下，沿着回转窑的倾斜角度(一般为3°～5°)和旋转方向缓慢移动，逐渐被干燥、热解和气化，生成的烟气进入废气焚烧炉内进行下一步处理。

根据燃烧3T1E(温度、时间、涡流、过剩系数)原理，使得炉渣在炉本体燃烧室内充分氧化、热解、燃烧，并且炉体以每分钟若干转的转速旋转(配置有变频器，可根据废渣的热值变频调节回转窑的转速)，将含水率高、压死在下面的废渣自动翻转，一边受热干燥，一边受回转窑的回转，使物料破碎分散，废渣在炉窑的后段进行分解；

废渣在回转窑里缓慢燃烧，利用回转窑的旋转及窑体本身的倾斜度，废渣一边燃烧一边进入窑尾部，最后落入水封式捞渣机，经输送机将灰渣输出；而焚烧产生的烟气在废气焚烧炉内进一步焚烧，在辅助燃料下温度增加到1100～1200℃，使焚烧更完全，达到无烟、无臭、无二次污染的效果，并且，进入废气焚烧炉内的烟气在其焚烧室内的停留时间需大于2秒，以使烟气中的微量有机物及二噁英得以充分分解，分解效率超过99.99％，确保燃烧完全。

(3)含盐废液经加压泵加压后，通过废水喷枪送入汽化炉；汽化炉温度控制在450-700℃之间；废液在汽化炉内蒸发、汽化形成含有颗粒物的水蒸气，然后高温旋风除尘器将除去其中的颗粒物，再进入废气焚烧炉进行高温焚烧氧化处理，温度为800～850℃；而析出的盐份主要以颗粒状形式沉积到汽化炉底部；汽化炉的底部设置了一套水冷刮板出渣机；其沉积下来的盐渣通过水冷刮板出渣机冷却后排出；并且，汽化炉上设置有助燃燃烧器；用来控制汽化炉内的炉膛温度。

(4)从工厂工艺装置出来的废气和不含盐废液可直接输送至废气焚烧炉内；不含盐废液先被输送至废气焚烧炉上的废液槽，通过增压泵输送至废气焚烧炉内的废液烧嘴进行雾化焚烧；并根据理论计算废气液需要补充多少量的天然气或柴油才能达到稳定燃烧的条件。

天燃气在进入界区后燃气管路由燃烧器进入炉膛燃烧，燃料主要在进行烘炉、升温和保温操作时使用；烟气投入正常稳定燃烧后，将天然气或者柴油停止投用，利用氯甲烷尾气独立进行燃烧，并为其他燃烧性不强的烟气提供稳定热源。

不含盐废液在高温下分解、氧化，生成CO₂、H₂O、HCl、SiO₂等，生成烟气中还有大量的N₂和部分过剩的O₂以及微量的游离态的Cl₂(这些游离态的Cl₂进入碱洗塔后用碱和Na₂SO₃溶液吸收之)

(5)废渣产生的烟气、含盐废液产生的水蒸气与步骤(4)中的产物一同在废气焚烧炉内燃烧，废气焚烧炉的焚烧温度控制在1100℃～1200℃左右。

(6)焚烧炉中出来的高温烟气，首先通过余热锅炉把烟气中大部分热能回收，从而产生1.0MpaG的饱和蒸汽并入管网；经过余热锅炉后，烟气温度也由1150℃降至500-550℃左右。

而为减少二噁英再合成的机会，就需要要减少烟气在240～500℃的滞留时间，需使烟气快速的降温至240℃以下，采取的措施为“急冷”，其具体过程为：

冷却后的烟气进入半干式反应塔；其中，加压泵按需要供给清水，经反应塔顶部的双流体喷嘴送入反应塔内，水溶液被双流体喷嘴雾化成细微雾滴，被雾化的雾滴受向上的热烟气作用，在喷嘴附近形成一个雾滴悬浮的高密度区域，烟气穿过此区域时，温度在1s内迅速从500℃降低到200℃左右，从而有效地抑制了二噁英的再生成；同时烟气中的一些火星被喷入的水雾熄灭，保护后续布袋不被烧坏，产生的飞灰收集到暂存库的飞灰暂存区等候外运处理。

(7)烟气接着进入布袋式除尘器，以去除烟气中滞留的细微粉尘和烟气中部分游离重金属化合物；在管道里喷吹的活性炭(根据需要)进入布袋式除尘器，吸附烟气中的重金属及二噁英，经布袋拦截下的粉尘及活性炭粉末用星型卸灰阀排出布袋除尘器外。

(8)经过布袋式除尘器净化后的烟气则通过管道进入湿式除尘塔，在湿式塔除尘塔中，烟气直接与喷成雾状的循环浓盐酸相接触，盐酸中的水分和HCl受热蒸发、吸热，同时循环盐酸液本身与烟气之间的热传递，也使烟气的温度迅速降低。

通过湿式除尘塔，烟气温度从200℃降低至70℃左右；除尘塔配有两台换热器，一台正常工作，一台备用，而循环液中的热量则通过换热器换热带走。

在湿式除尘塔中，烟气与循环吸收盐酸液相向而行，此时，烟气中的HCl气体不会溶解于盐酸液中，而循环的盐酸中的水会蒸发变成水蒸气进入盐酸吸收塔；对烟气中携带的SiO₂进行水力除尘。随着焚烧装置的运行，循环液中固含量逐渐增加，为了避免循环液成为凝胶状，应定期将循环液排至中和池。湿式除尘塔循环液补充吸收塔下塔浓盐酸，让其不吸收或少吸收烟气中HCl气体，只将烟气中所夹带粉尘洗去。

(9)除尘后的烟气进入酸洗吸收塔，此时的烟气中基本不含有SiO₂颗粒，因此可以在酸洗吸收塔中得到相对清洁的盐酸。酸洗吸收塔为三级酸洗吸收塔，烟气与循环酸液逆向而行，分上中下三级吸收。此时，烟气中的HCl气体溶解于酸液中，水蒸汽冷凝为水。

三级酸洗吸收塔配有三台换热器(上中下各配一台)，由于HCl气体溶解和水蒸汽凝结都是放热反应，它们放出的热量被循环吸收液管线上的换热器带走。并且，由三级酸洗吸收塔底部出来的盐酸，即为成品酸，一部分作为成品输出，可补充水洗塔所需的酸液，或其他装置所需的酸液；其余部分再次回到三级酸洗吸收塔，以补充其内的循环酸液。

(10)从三级酸洗吸收塔出来的烟气，其中的HCl含量已大大降低，然后进入水洗塔，使烟气中HCl含量进一步降低。水洗塔出来的水可在塔釜内循环使用，同时水洗塔塔釜亦可为三级酸洗吸收塔补水，最大限度吸收回收HCl，减少水资源用量。

(11)烟气随后进入中和洗涤塔，即碱洗塔，在碱洗塔内配置有NaOH和NaSO₃的混合溶液作为洗涤液，通过碱洗塔内的洗涤液高效地对烟气进行最终的洗涤处理，把烟气中的残余不多的HCl和游离态的Cl₂中和掉，变成盐水排出，使烟气排放达到国家标准。

当碱洗塔塔釜储罐中的洗涤液经过一段时间的洗涤循环后变成接近中性的盐水时对中性盐水进行置换。中性盐水与湿式除尘塔中的废酸液进入中和池，中和压滤后的溶液进入三效蒸发原水池进行蒸发脱盐；进行回收利用，碱洗塔处理后的烟气经过雾水分离器去除水雾后，由引风机经烟囱排向大气，完成整个生产过程中的废气物的处理。

按照锅炉大气污染物排放标准(GB13271-2014)来检测通过本发明处理后的烟气，其有害物含量的检测结果见表1。

表1烟气有害物含量

通过表1的检测数据可知，经本发明方法处理后烟气中各项污染物的含量均达到了排放标准，甚至是远低于排放标准，由此说明，本发明方法能有效的净化烟气，除去烟气中的杂质含量。

Claims

1.一种对废弃物进行处理的方法，其特征在于，采用废弃物综合处理系统对其进行处理，所述废弃物综合处理系统包括回转窑、汽化炉以及废气处理系统；

所述废气处理系统包括依次连通的废气焚烧炉、除尘系统、吸收塔、洗脱塔系统以及雾水分离器；所述吸收塔为三级酸洗吸收塔，并设置有三台与其配合的换热器；所述回转窑和汽化炉均与废气焚烧炉连通；

所述除尘系统包括依次连通的布袋式除尘器和湿式除尘塔；所述湿式除尘塔处设置有两台与其配合的换热器；所述废气焚烧炉与布袋式除尘器之间还设置有连通的余热锅炉和半干式反应塔；所述洗脱塔系统包括依次连通的水洗塔和碱洗塔；

具体处理过程包括以下步骤：

（1）将废渣输送至回转窑中，回转窑以1~3r/min的转速旋转，在800~850℃的条件下燃烧，产生的烟气进入废气焚烧炉中；

（2）将含盐废液输送至汽化炉中，于450~700℃汽化，然后气相进入废气焚烧炉中；

（3）将废气以及不含盐废液直接通入废气焚烧炉中，与步骤（1）和步骤（2）中所得产物混合，然后于1100~1200℃、-100Pa~100Pa的条件下燃烧，焚烧后产生的烟气通入余热锅炉中，使得烟气温度降低至500~550℃；

（4）将步骤（3）所得烟气通入半干式反应塔中，使其温度在1~3s内降至200~230℃，然后再依次通入至布袋式除尘器和湿式除尘塔中，回收烟气中含有的SiO₂颗粒，并使烟气温度降至50~70℃；

（5）将步骤（4）所得烟气通入三级酸洗吸收塔，收集烟气内的HCl；然后再将烟气继续通入至水洗塔和碱洗塔中，进一步去除烟气中的杂质，最后通过雾水分离器处理后排出。

2.根据权利要求1所述的对废弃物进行处理的方法，其特征在于，所述废弃物为有机硅反应过程中产生的废弃物。

3.根据权利要求1所述的对废弃物进行处理的方法，其特征在于，步骤（1）中所述回转窑的转速为2r/min，温度为800℃，压强为-64Pa。

4.根据权利要求1所述的对废弃物进行处理的方法，其特征在于，步骤（4）中烟气再半干式反应塔中的降温过程为：

通过半干式反应塔顶部的双流体喷嘴向半干式反应塔内输送水源，并使水源雾化，被雾化的雾滴受向上的热烟气作用，在喷嘴附近形成一个雾滴悬浮的高密度区域，烟气穿过此区域时温度在1s 内迅速降温至200℃左右。

5.根据权利要求1所述的对废弃物进行处理的方法，其特征在于，步骤（5）中所述碱洗塔中的洗涤液为NaOH 溶液和NaSO₃溶液按照体积比为1:1的比例混合而成的混合液。