一種處置多品種、多相態廢棄物的焚燒方法
2023-04-28 18:30:11 1
專利名稱：一種處置多品種、多相態廢棄物的焚燒方法
技術領域：
本發明屬於廢棄物處理方法領域。
背景技術：
隨著經濟的發展、人們生活水平的提高，各種工業廢棄物、生活垃圾規模日益增大，由此造成的汙染已成為全球性公害之一，如何處理這些廢棄物也成為當下的重要課題和難題。現有一些廢棄物處理工藝是利用水泥窯直接將各種廢棄物進行焚燒由此處理廢棄物目前利用水泥窯處置廢棄物的工藝裝置多為處置單一品種的廢棄物，少數能處置多種廢棄物的工藝裝置也是採用分散分別處置，主要採取在水泥煅燒系統中分散直接加入廢棄物的方式，這種做法存在處置量小、分散設置、系統複雜、焚燒溫度調節困難的問題，且直 接焚燒的方法會對水泥生產原有焚燒設備的焚燒造成影響，進一步對水泥生產造成不利影響。另外，如果多相態多品種的廢棄物集中處置，因廢棄物化學成分各異、物理性狀不同、焚燒分解的條件也不同，同時還要求達到一定的處置規模，在處置廢棄物的過程中且不能影響水泥煅燒的正常生產，常規水泥生產系統很難適應這種條件，因為對單一處置某種廢棄物而言，物料性能較為單一，工藝系統及裝備也較有針對性，而當廢棄物品種繁多、相態複雜時，其技術難度就會大幅增加。因此現有技術急需一種方法，該方法能同時處置三種及以上多品種、多相態的廢棄物，同時該裝置還需流程結構合理，適應性強，來完成集成化處置的過程，以達到高效率、規模化、集成化、規範化的發展。
發明內容
本發明的目的在於提出一種能同時處置三種及以上多品種、多相態的廢棄物(工業廢渣、廢液，城市生活垃圾，汙水廠汙泥)，且流程結構合理，適應性強，能完成集成化處置的焚燒方法。本發明目的通過下述技術方案來實現
一種處置多品種、多相態廢棄物的焚燒方法，包括在焚燒裝置內將待焚燒廢棄物從上自下地通過該焚燒裝置，同時由從上至下通過該焚燒裝置的高溫風點燃焚燒待焚燒廢棄物並裹挾焚燒產物出該焚燒裝置；進入焚燒裝置內的廢棄物停留在焚燒裝置的不同高度位置進行焚燒，並分別在各高度位置可控地焚燒指定的時間後出該焚燒裝置。上述方案中，含氧量充足的高溫風進入爐內，既起到點燃物料作用，又保證了過剩空氣量，對維持穩定燃燒提供了有利條件。通過調節控制物料在爐內反應、溫度空間不同高度的停留時間，以獲得針對性的、充分、有效的焚燒，實現多品種、多相態的焚燒。作為優選方式，所述進入焚燒裝置內的廢棄物從上至下依次經停焚燒裝置的不同高度位置進行焚燒。作為優選方式，所述焚燒裝置內設有至少兩級的臺階式堆料臺，每級堆料臺上均設有推料裝置，進入焚燒裝置內的廢棄物停留在最高處的第一級堆料臺焚燒指定時間後由推料裝置推入較低的下一級堆料臺，並依次在各級堆料臺停留焚燒指定時間後出該焚燒裝置。
上述方案中，利用物料在不 同燃燒階段對氧氣、溫度的不同需求，使其在爐內依次逐漸下降，實現操作與效果的最佳平衡。同時，爐內階梯形結構，可以利用湍流加強物料與空氣的混合作用，以獲得對多品種、多相態廢棄物的更全面、充分的焚燒。作為優選方式，所述焚燒裝置的溫度可控地處於850°C 1200°C之間。作為優選方式，所述焚燒裝置通過添加易燃物料提高裝置內溫度，並通過添加不易燃物料降低裝置內溫度。作為優選方式，所述不易燃物料為生料粉。上述方案中，在合適溫度範圍下的可控溫度可以滿足各品種、各相態廢棄物的分解要求。添加物料的方式，設備成本低、操作簡單卻有良好效果；同時生料既起到降溫作用，且生料吸熱後還可直接進入水泥煅燒系統的分解爐，起到原本需要單獨進行的生料預熱的作用，一舉兩得，有效節約能源。作為優選方式，所述待焚燒物料分成固體廢棄物和膏狀廢棄物分別從焚燒裝置的不同入口進入，且膏狀廢棄物與高溫風共用入口。上述方案中，針對不同物料分別設置入口，同時根據不同物料對反應氧環境、溫度的需求設置不同的入口位置，以獲得更有針對性、更佳的焚燒效果。而液態廢棄物則可以通過前述控制爐內溫度用易燃物入口直接噴入焚燒爐內完成處置，既實現廢棄物處理又起到控溫作用。作為優選方式，所述出焚燒裝置的焚燒產物進入分解爐，其產物中煙氣在分解爐內進一步焚燒，灰渣則落入到與分解爐相連的迴轉窯內固化到水泥熟料中。作為優選方式，所述高溫風為迴轉窯的三次風。上述方案中，焚燒裝置除了本身作為廢棄物處理設備使用外，還進一步和分解爐、迴轉窯(還可以是水泥煅燒系統的其他焚燒設備，或其他生產工藝中的焚燒設備或後續處理設備)相銜接，以獲得相互輔助增益，以及進一步的廢棄物處理效果高溫燃燒廢棄物能將其攜帶的熱量通過氣流引入到水泥煅燒系統分解爐，補充水泥煅燒耗熱，減少水泥燒成熱耗，同時燃燒後剩餘的灰渣也送入水泥煅燒系統迴轉窯混入物料中，使灰渣中的重金屬等有害物固化於水泥礦物結構中，徹底消除二次汙染；廢棄物在焚燒爐內焚燒後殘渣與焚燒氣體再進入水泥煅燒系統的分解爐，在鹼性氣氛環境中參與水泥高溫煅燒過程，促進有害物的分解，這種一體化焚燒分解爐可以充分保證廢棄物的燃燒，同時此過程不影響水泥正常煅燒過程，又能夠增加廢棄物處置量規模。此外，焚燒爐的高溫風直接使用現有迴轉窯的三次風，避免了額外的設備投資和改造。上述分解爐是指目前新型幹法水泥生產線中預分解系統的核心裝備，承擔生料的分解任務。在分解爐內餵入煤粉和高溫三次風，經過預熱後的生料餵入分解爐，煤粉的燃燒為生料分解提供熱量，在分解爐內煤粉完成燃燒，生料完成分解。一般情況下分解爐的出口溫度控制在850 880°C，中心溫度達到1100°C，煙氣在分解爐(包括所屬管道)內的停留時間約4 6s。上述三次風是指在新型幹法水泥生產中，從水泥迴轉窯的窯頭排出的高溫熟料在篦冷機的冷卻下達到實現急冷，而高溫熟料的冷卻介質一空氣則由常溫被加熱到850 1100°C，被加熱的高溫空氣一部分(二次風)進入迴轉窯內供窯頭的煤粉燃燒使用，另一部分則進入窯尾分解爐供分解爐內的煤粉燃燒使用，該部分高溫空氣即為「三次風」。本發明的有益效果I、可以簡單卻非常有效地同時處置多品種多相態廢棄物；可以無需費時費力的廢棄物焚燒前的預搭配過程，簡單高效。2、焚燒系統與水泥系統既分離又協同，既使有害物充分分解或固化，消除二次汙染，同時焚燒時互不幹擾，焚燒完成後再混合，既減少了對水泥生產過程的影響，又增大了廢棄物處置規模。3、充分回收廢棄物中熱值能源，補充水泥消耗熱量，減少水泥煅燒的燃料消耗量；同時又利用水泥煅燒的廢熱三次風為焚燒爐提供熱量；生料既起到降溫作用，同時生料吸熱後還可直接進入水泥煅燒系統的分解爐，起到生料預熱的作用；多方實現協同、循環的能源利用，最大化地減少能源消耗。4、本工藝可以在現有已建成的水泥生產系統中進行補充，不會對原生產系統造成較大的改變，很適合技術改造及應用推廣。
圖I是本發明實施例的工藝流程 其中01為卸料鬥，02為卸料閘閥，03為帶式輸送機，04為提升機，05為餵料鬥，06為螺旋輸送機，07迴轉下料器，08為生料卸料閥，09為燃燒器，10為焚燒爐，11為生料分解爐，12為風量調節閥，13為風量調節閥，14為膏狀物儲倉，15為柱塞泵。
具體實施例方式下列非限制性實施例用於說明本發明。一種處置多品種、多相態廢棄物的焚燒方法，包括在焚燒裝置內將待焚燒廢棄物從上自下地通過該焚燒裝置，同時由從上至下通過該焚燒裝置的高溫風點燃焚燒待焚燒廢棄物並裹挾焚燒產物出該焚燒裝置，高溫風為迴轉窯的三次風，待焚燒物料分成固體廢棄物和膏狀廢棄物分別從焚燒裝置的不同入口進入，且膏狀廢棄物與高溫風共用入口 ；進入焚燒裝置內的廢棄物停留在焚燒裝置的不同高度位置進行焚燒，並分別在各高度位置可控地焚燒指定的時間後出該焚燒裝置。具體地，進入焚燒裝置內的各批次廢棄物可以在最初始即停留在焚燒裝置的不同高度位置進行焚燒(這可以通過可以活動轉向的入料裝置或者可以移動或轉動乃至升降的堆料臺等多種方式實現)；或者，進入焚燒裝置內的廢棄物從上至下依次經停焚燒裝置的不同高度位置進行焚燒。比如，焚燒裝置內設有至少兩級的臺階式堆料臺，每級堆料臺上均設有推料裝置，進入焚燒裝置內的廢棄物停留在最高處的第一級堆料臺焚燒指定時間後由推料裝置推入較低的下一級堆料臺，並依次在各級堆料臺停留焚燒指定時間後出該焚燒裝置。出焚燒裝置的焚燒產物進入分解爐，其產物中煙氣在分解爐內進一步焚燒，灰渣則落入到與分解爐相連的迴轉窯內固化到水泥熟料中。焚燒裝置的溫度可控地處於850°C 1200°C之間。焚燒裝置通過添加易燃物料(如設置燃燒器噴射煤粉等)提高裝置內溫度，並通過添加不易燃物料(如直接投入裝置生料粉等)降低內溫度，生料吸熱後還可直接進入水泥煅燒系統的分解爐，起到原本需要單獨進行的生料預熱的作用。實施例I :
如圖I所示，城市生活垃圾在儲棚中通過卸料鬥01餵入帶式輸送機03,中間通過卸料閘閥02控制流量。然後通過提升機04將廢棄物輸送到餵料鬥05中，從餵料鬥05卸到螺旋輸送機06中再餵入焚燒爐10，從螺旋輸送機06至焚燒爐的下料管中採用迴轉下料器07進行鎖風。汙水廠汙泥、廢油泥、廢機油、廢潤滑油等在儲倉內14緩存形成膏狀物，通過柱塞泵15將廢棄物輸送至焚燒爐10膏狀物料口。在焚燒爐的頂部設有三次風(三次風的溫度約為850 900°C)高溫風口、生料口、燃燒器09，當焚燒爐10內的溫度偏高時通過餵入生料粉來控制焚燒爐內的溫度，當焚燒爐10內的溫度偏低時，則通過燃燒器09噴入煤粉來保證焚燒爐內的溫度，使得焚燒爐10內溫度控制在850°C 1200°C範圍內。液態廢棄物則通過燃燒器09直接噴入焚燒爐內完成處置，焚燒爐內的溫度控制在 850°C~ 1200°C範圍內。城市生活垃圾首先在焚燒爐10的第一級堆料臺上焚燒，焚燒2 3分鐘後，焚燒 的程度達到要求，則通過第一級堆料臺的推料裝置將廢棄物推入第二級堆料臺，在第二級堆料臺上焚燒3 4分鐘後完成焚燒。焚燒完成後的煙氣和灰渣一同進入生料分解爐11，較重的灰渣落入迴轉窯內。煙氣在生料分解爐11內進一步焚燒，完成廢棄物焚燒後的煙氣處置，灰渣則在迴轉窯內固化到水泥熟料中，最終完成廢棄物的徹底處置，消除了二次汙染的發生。廢棄物的處理量則需要根據廢棄物的有害物含量和水泥生產原燃料中有害物含量的綜合水平在滿足國家環保標準要求的情況下來確定。實施例2
本實施例與實施例I基本相同，其區別在於焚燒的廢棄物為廢舊輪胎，在焚燒爐內的停留的時間不同，廢舊輪胎在焚燒爐10的第一級堆料臺上焚燒，焚燒10 15分鐘後，焚燒的程度達到要求，則通過第一級堆料臺的推料裝置將廢棄物推入第二級堆料臺，在第二級堆料臺上焚燒10 15分鐘後完成焚燒。實施例3
本實施例與實施例I基本相同，其區別在於焚燒的廢棄物為廢塑料、廢紡織品、廢紙，在焚燒爐內的停留的時間不同，在焚燒爐10的第一級堆料臺上焚燒，焚燒I 2分鐘後，焚燒的程度達到要求，則通過第一級堆料臺的推料裝置將廢棄物推入第二級堆料臺，在第二級堆料臺上焚燒I 2分鐘後完成焚燒。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種處置多品種、多相態廢棄物的焚燒方法，其特徵在於包括在焚燒裝置內將待焚燒廢棄物從上自下地通過該焚燒裝置，同時由從上至下通過該焚燒裝置的高溫風點燃焚燒待焚燒廢棄物並裹挾焚燒產物出該焚燒裝置；進入焚燒裝置內的廢棄物停留在焚燒裝置的不同高度位置進行焚燒，並分別在各高度位置可控地焚燒指定的時間後出該焚燒裝置。
2.如權利要求I所述的處置多品種、多相態廢棄物的焚燒方法，其特徵在於所述進入焚燒裝置內的廢棄物從上至下依次經停焚燒裝置的不同高度位置進行焚燒。
3.如權利要求I所述的處置多品種、多相態廢棄物的焚燒方法，其特徵在於所述焚燒裝置的溫度可控地處於850°C 1200°C之間。
4.如權利要求3所述的處置多品種、多相態廢棄物的焚燒方法，其特徵在於所述焚燒 裝置通過添加易燃物料提高裝置內溫度，並通過添加不易燃物料降低裝置內溫度。
5.如權利要求4所述的處置多品種、多相態廢棄物的焚燒方法，其特徵在於所述不易燃物料為生料粉。
6.如權利要求2所述的處置多品種、多相態廢棄物的焚燒方法，其特徵在於所述焚燒裝置內設有至少兩級的臺階式堆料臺，每級堆料臺上均設有推料裝置，進入焚燒裝置內的廢棄物停留在最高處的第一級堆料臺焚燒指定時間後由推料裝置推入較低的下一級堆料臺，並依次在各級堆料臺停留焚燒指定時間後出該焚燒裝置。
7.如權利要求I所述的處置多品種、多相態廢棄物的焚燒方法，其特徵在於所述待焚燒物料分成固體廢棄物和膏狀廢棄物分別從焚燒裝置的不同入口進入，且膏狀廢棄物與高溫風共用入口。
8.如權利要求I所述的處置多品種、多相態廢棄物的焚燒方法，其特徵在於所述出焚燒裝置的焚燒產物進入分解爐，其產物中煙氣在分解爐內進一步焚燒，灰渣則落入到與分解爐相連的迴轉窯內固化到水泥熟料中。
9.如權利要求8所述的處置多品種、多相態廢棄物的焚燒方法，其特徵在於所述高溫風為迴轉窯的三次風。
全文摘要
本發明公開了一種處置多品種、多相態廢棄物的焚燒方法，屬於廢棄物處理方法領域，包括在焚燒裝置內將待焚燒廢棄物從上自下地通過該焚燒裝置，同時由從上至下通過該焚燒裝置的高溫風點燃焚燒待焚燒廢棄物並裹挾焚燒產物出該焚燒裝置；進入焚燒裝置內的廢棄物停留在焚燒裝置的不同高度位置進行焚燒，並分別在各高度位置可控地焚燒指定的時間後出該焚燒裝置。本發明是一種能同時處置三種及以上多品種、多相態的廢棄物(工業廢渣、廢液，城市生活垃圾，汙水廠汙泥)，且流程結構合理，適應性強，能完成集成化處置的焚燒方法。
文檔編號C04B7/28GK102635866SQ20121011719
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月20日 優先權日2012年4月20日
發明者劉建, 文柏鳴, 朱戰嶺, 程宏偉, 蔡順華, 高敏 申請人:成都建築材料工業設計研究院有限公司