CN208606183U - 一种危险废物处置系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种危险废物处置系统，包括独立于水泥窑生产系统设置的预烧窑、热空气供风子系统和纯氧供风子系统，热空气供风子系统和纯氧供风子系统分别与预烧窑相连通，纯氧供风子系统将纯氧气体输送到预烧窑以控制危险废物在预烧过程中产生的烟气量；热空气供风子系统还与水泥窑生产系统的水泥窑冷却机连接，用于将水泥窑冷却机的热空气输送至预烧窑，使危险废物预烧完全。本实用新型发挥水泥窑的协同作用，将水泥窑冷却机的热空气引入预烧窑，使危险废物的预烧更加彻底，且引入纯氧焚烧技术，可有效控制危险废物在预烧过程中产生的烟气量。本实用新型与水泥窑生产系统互相独立，降低了影响水泥熟料生产的风险，增加危险废物的投加量。

Description

一种危险废物处置系统

技术领域

本实用新型属于环境保护领域中的危险废物处理技术，尤其涉及一种危险废物处置系统。

背景技术

随着全国社会经济的迅速发展，危险废物的产生量也在急剧增加。大量得不到妥善处置的危险废物中的有毒物质不仅污染了地表和地下水，而且污染了空气，严重威胁着国民的身心健康。这种现象若不能得到及时遏制，后果将非常严重，如何妥善处置危险废物已俨然成为了一个迫在眉睫、亟待解决的问题。

为了及时遏制这种现象，国家正在倡导采用高温热处理技术对这些排放的危险废物进行焚烧处置，即是以一定量的过剩空气与被处置的危险废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，危险废物中的有毒、有害物质在高温下氧化、分解而被破坏。焚烧处置方法的优势是它可同时实现危险废物处理的无害化、减量化、资源化。焚烧处置的目的在于借助焚烧工况的控制，使被焚烧的物质无害化，最大限度地减容，并尽可能减少新的污染物产生，避免造成二次污染。对于大、中型的危险废物焚烧厂而言，他们的确有条件可同时实现使废物减量、彻底焚毁废物中的毒性物质以及回收利用焚烧产生的废热这三个目的。焚烧处置方法不但可以处置固态废物，还可以处置液态或气态废物，并且通过残渣熔融使重金属元素稳定化。

但是，焚烧处置技术的最大弊端是会造成废气污染。焚烧烟气中主要的空气污染物是粒状污染物、酸性气体、氮的氧化物、一氧化碳、重金属与二恶英等有机氯化物。而且，焚烧处置工艺需配置非常复杂的烟气处理系统，烟气处理系统的建造成本约占整个焚烧系统建造成本的三分之二。

根据《巴塞尔公约》，水泥生产过程中危险废物的协同处理方法已被认为是对环境无害的处理方法，即“最佳可行技术”。国内外的理论和实践也已证明了利用水泥窑协同处置是无害化、减量化和资源化处置危险废物和城市生活垃圾的重要技术途径，也是低成本化大规模处置上述废物的重要措施。

目前，我国利用水泥窑协同处置危险废物的实践如下：

1、上世纪90年代，上海万安水泥厂在国内首创水泥窑共处置危险废物的实践。

2、北京水泥厂1995年开始水泥窑处置危险废物的试烧实践，研发建设了全国第一条共处置工业(危险)废物的环保示范线。

3、华新水泥厂承担了国内首次利用水泥窑共处置农药废弃物的示范项目，2007～2009年对湖北省收缴的含甲胺磷、对硫磷等5种高毒农药废物在内的约1650余吨固体废物进行共处理。

为了规范和引导水泥窑协同处置技术的应用和发展，环保部先后制定并发布了《水泥窑协同处置固体废物污染防治技术政策》和《水泥窑协同处置危险废物经营许可证审查指南(试行)》。

但是，现有的水泥窑协同处置工艺仅仅是从水泥厂的生产特点出发，围绕着如何为水泥厂节省原燃材料和降低能耗、料耗进行的。危险废物的投加点主要是窑头、窑尾烟室、上升烟道、分解炉等。鉴于水泥窑的生产要求及危险废物种类及形态的多样性和复杂性，可供选择的危险废物种类并不多，且投加前必须进行细致的预处理。因此，这种协同工艺推广的效果并不十分理想，很多水泥厂的投加设备建成后，由于无法适应危险废物种类和形态方面的变化，无法实现正常投加，投加设备基本处于闲置状态。这种情况导致了：一方面，社会上的危险废物日益增多；另一方面，由于水泥厂所投入的设备无法正常处置危险废物，导致设备资本无法回收，因此，水泥窑协同处置危险废物的优势无法充分发挥出来。

为此，环保部在已发布的文件中，多处强调并鼓励研发新的协同处置技术：

1、《水泥窑协同处置固体废物污染防治技术政策》第六条第二款明确鼓励研发“大投加量固废离线燃烧系统”。

2、《水泥窑协同处置固体废物污染防治技术政策》第六条第三款明确鼓励研发“降低水泥窑协同处置危险废物环境风险的预处理技术”。

3、《水泥窑协同处置危险废物经营许可证审查指南(试行)》第二条第六款明确定义“预烧是危险废物的一种预处理方式”。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种预烧完全、可有效控制预烧过程的烟气产生量、提高危险废物投加量的危险废物处置系统。

本实用新型的目的通过以下的技术措施来实现：一种危险废物处置系统，其特征在于：它包括独立于水泥窑生产系统设置的预烧窑、热空气供风子系统和纯氧供风子系统，所述热空气供风子系统和纯氧供风子系统分别与预烧窑相连通，所述纯氧供风子系统将纯氧气体输送到预烧窑以控制危险废物在预烧过程中产生的烟气量；所述热空气供风子系统还与水泥窑生产系统的水泥窑冷却机连接，用于将通入水泥窑冷却机的冷空气与水泥回转窑出来的高温熟料换热后所形成的热空气输送至预烧窑，使危险废物预烧完全。

本实用新型发挥水泥窑的协同作用，将水泥窑冷却机的热空气引入预烧窑，使危险废物的预烧更加彻底，且引入纯氧焚烧技术，可有效控制危险废物在预烧过程中产生的烟气量。另外，本实用新型与水泥窑生产系统互相独立，为分离式设计，降低了影响水泥熟料生产的风险，因此，可大幅增加危险废物的投加量。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述热空气供风子系统主要由热空气鼓风机和热空气布风器连接构成，其中，所述热空气布风器设于所述预烧窑的窑头罩上并与预烧窑相通，所述热空气鼓风机的进风口用于与水泥窑冷却机的热空气出口相连。

本实用新型所述纯氧气体的氧气浓度大于90％。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述纯氧供风子系统主要由顺次相连的纯氧气体发生器、纯氧气体鼓风机和纯氧气体布风器组成，其中，所述纯氧气体布风器设于预烧窑的窑头罩上并与预烧窑相通，所述纯氧气体鼓风机将纯氧气体从纯氧气体发生器中抽出，再送至氧气体布风器，经由纯氧气体布风器送入所述预烧窑。

本实用新型所述危险废物的预烧处理系统还包括喂料子系统，所述喂料子系统主要由固态喂料设备、半固态喂料设备和用于输送液态危险废物并使危险废物燃烧的废液燃烧器组成，所述固态喂料设备和半固态喂料设备通过位于所述窑头罩上的喂料口分别将固态和半固态危险废物输送至预烧窑内，所述预烧窑主要由卧式窑体和竖向设置的窑头罩组成，所述废液燃烧器安装在所述窑头罩上，所述喂料口、废液燃烧器、热空气布风器和纯氧气体布风器在窑头罩上从上至下依次排布，其中，所述纯氧气体布风器位于窑头罩的底部而正对于预烧窑内有机固态废物的撒落点，以便加速有机固态废物的燃烧。

作为本实用新型的一种改进，所述预烧窑的窑体包括前中部的燃烧室和后部的粉尘沉降室，所述粉尘沉降室的顶部设有排烟口，所述排烟口用于与水泥窑分解炉相连，危险废物在燃烧室内燃烧后所产生的含尘烟气于粉尘沉降室经过粉尘沉降后通过排烟口进入水泥窑分解炉，利用水泥窑的烟气净化设备进行净化，作为水泥窑水泥生产废气的一部分达标排放；所述粉尘沉降室的底部设有排渣口，该排渣口与排渣机相连，沉降的粉尘和焚烧残渣一起经排渣机排出后，转运至生料磨，与水泥窑的生料原料一起粉磨，并作为生料的一个组分进入水泥回转窑煅烧成熟料。

本实用新型预烧后的烟气全部引入水泥窑分解炉进行净化，充分利用水泥生产系统的碱性环境及净化功能。本工艺无需建造烟气处置设施，可节省大量的投资成本，而且，可避免过量烟气进入水泥窑生产系统，保证生产系统的正常运转。另外，沉降的粉尘和焚烧炉渣经定量配料后送入生料磨粉磨，而不再直接落入水泥回转窑，减少了炉渣自身的不均匀性对水泥熟料质量的影响。

作为本实用新型的一种实施方式，所述热空气鼓风机与水泥窑冷却机的低温段相连。从水泥窑冷却机不同区域抽取的热空气温度不同，从低温段抽出的热空气温度约为200～300℃，而本实用新型所使用的热空气温度为200～300℃，因此，可以直接使用从水泥窑冷却机的低温段抽出的热空气。

作为本实用新型的另一种实施方式，从水泥窑冷却机的高温段抽出的热空气温度约为900～1000℃，若必须使用高温段的热空气时，热空气鼓风机通过换热器与水泥窑冷却机的高温段相连，将高温段的热空气温度降至200～300℃，再由热空气鼓风机鼓入预烧窑。

作为本实用新型的一种实施方式，所述固态喂料设备包括抓斗、行车、受料斗、板式喂料机、计量料仓和喂料装置，所述行车横跨存放固态危险废物的固废池，所述抓斗可升降安装在行车上并可沿行车移动，所述板式喂料机的一端靠近固废池，所述受料斗安装在板式喂料机上，物料可从板式喂料机的一端被输送至其另一端，所述喂料装置连接喂料口，所述计量料仓安装在所述喂料装置上，所述板式喂料机的另一端位于所述计量料仓的上方，抓斗从固废池中抓取固态危险废物，并将固态危险废物放入至受料斗中，再通过板式喂料机输送至计量料仓；所述半固态喂料设备包括斗式提升机、计量料仓和喂料装置，即所述计量料仓和喂料装置作为固态喂料设备和半固态喂料设备的共同组成部分，半固态危险废物由斗式提升机输送至计量料仓，固态危险废物和半固态危险废物在计量料仓中经计量达到设定重量后，计量料仓底部的阀板自动开启，使得固态危险废物和半固态危险废物落入喂料装置内，并最终通过喂料口进入预烧窑。

与现有技术相比，本实用新型具有以下显著的优点：

⑴本实用新型发挥水泥窑的协同作用，将水泥窑冷却机的热空气引入预烧窑，使危险废物的预烧更加彻底。

⑵本实用新型引入纯氧焚烧技术，可有效控制危险废物在预烧过程中产生的烟气量。

⑶本实用新型预烧后的烟气全部引入水泥窑分解炉进行净化，充分利用水泥生产系统的碱性环境及净化功能，无需建造烟气处置设施，可节省大量的投资成本，而且，可避免过量烟气进入水泥窑生产系统，保证生产系统的正常运转。

⑷焚烧炉渣经定量配料后送入生料磨粉磨，而不再直接落入水泥回转窑，减少了炉渣自身的不均匀性对水泥熟料质量的影响。

⑸本实用新型与水泥窑生产系统互相独立，为分离式设计，降低了影响水泥熟料生产的风险，因此，可大幅增加危险废物的投加量。

⑹本实用新型以全新的思维，跳出原有的危险废物处置模式，在遵循水泥厂生产特点的同时，以全新的方式处置危险废物，增强了水泥窑协同处置后水泥生产系统的适应性，扩展了适合水泥窑协同处置的危险废物种类和形态。

附图说明

以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型的组成结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，是本实用新型一种危险废物处置系统，包括喂料子系统、预烧窑400、热空气供风子系统和纯氧供风子系统，热空气供风子系统和纯氧供风子系统分别与预烧窑400相连通，纯氧供风子系统将纯氧气体输送到预烧窑400以控制危险废物在预烧过程中产生的烟气量；热空气供风子系统还与水泥窑生产系统的水泥窑冷却机200连接，用于将通入水泥窑冷却机200的冷空气与水泥回转窑出来的高温熟料(温度约1450℃)换热后所形成的热空气输送至预烧窑400，使危险废物预烧完全。

热空气供风子系统主要由热空气鼓风机202和热空气布风器203连接构成，其中，热空气布风器203设于预烧窑400的窑头罩405上并与预烧窑400相通，热空气鼓风机202的进风口用于与水泥窑冷却机200的热空气出口相连。鼓入的热空气量可通过热空气控制阀门201进行调节。

从水泥窑冷却机200不同区域抽取的热空气温度不同。从低温段抽出的热空气温度约为200～300℃；从高温段抽出的热空气温度约为900～1000℃。本实用新型所使用的热空气温度为200～300℃，因此，可以直接使用从低温段抽出的热空气。若受到其它因素的影响，必须使用高温段热空气时，则需要在水泥窑冷却机200和热空气鼓风机202之间加入一个换热器，将热空气温度降至300℃左右，才能鼓入预烧窑400。

纯氧供风子系统主要由顺次相连的纯氧气体发生器300、纯氧气体鼓风机302和纯氧气体布风器303组成，纯氧气体发生器300可将空气制成含氧纯度很高的气体，纯氧气体的浓度大于或等于90％。其中，纯氧气体布风器303设于预烧窑400的窑头罩405上并与预烧窑400相通，纯氧气体鼓风机302将纯氧气体从纯氧气体发生器300中抽出，再送至氧气体布风器303，经由纯氧气体布风器303送入预烧窑400。鼓入的纯氧气体量可通过纯氧气体控制阀门301进行调节。

喂料子系统主要由固态喂料设备、半固态喂料设备和用于输送液态危险废物并使危险废物燃烧的废液燃烧器108组成，固态喂料设备和半固态喂料设备通过位于窑头罩405上的喂料口分别将固态和半固态危险废物输送至预烧窑400内，预烧窑400主要由卧式窑体和竖向设置的窑头罩405组成。废液燃烧器108设置在窑头罩405上，可将液态危险废物直接喷入预烧窑400。喂料口、废液燃烧器108、热空气布风器203和纯氧气体布风器303在窑头罩405上从上至下依次排布，其中，纯氧气体布风器303位于窑头罩405的底部而正对于预烧窑400内有机固态废物的撒落点，以便加速有机固态废物的燃烧。

预烧窑400的窑体包括前中部的燃烧室和后部的粉尘沉降室401，粉尘沉降室401的顶部设有排烟口，排烟口用于与水泥窑生产系统的水泥窑分解炉402相连，危险废物在燃烧室内燃烧后所产生的含尘烟气于粉尘沉降室401经过粉尘沉降后通过排烟口进入水泥窑分解炉402，利用水泥窑的烟气净化设备进行净化，作为水泥窑水泥生产废气的一部分达标排放；粉尘沉降室401的底部设有排渣口，该排渣口与排渣机403相连，预烧窑400产生的焚烧残渣进入粉尘沉降室401，沉降的粉尘和焚烧残渣一起落入排渣机403，排渣机403为水封设计，经水冷后，排出排渣机403，由转运设备送入生料磨404，与水泥窑的生料原料一起粉磨，并作为生料的一个组分进入水泥回转窑煅烧成熟料。

固态喂料设备包括抓斗102、行车101、受料斗104、板式喂料机105、计量料仓106和喂料装置107，行车101横跨存放固态危险废物的固废池100，抓斗102可升降安装在行车101上并可沿行车101移动，板式喂料机105的一端靠近固废池100，受料斗104安装在板式喂料机105上，物料可从板式喂料机105的一端被输送至其另一端，喂料装置107连接喂料口，计量料仓106安装在喂料装置107上，板式喂料机105的另一端位于计量料仓106的上方，固体危险废物经配伍后，存放在固废池100内，抓斗102从固废池100中抓取固态危险废物，并将固态危险废物放入至受料斗104中，再通过板式喂料机105输送至计量料仓106；半固态喂料设备包括斗式提升机103、计量料仓106和喂料装置107，即计量料仓106和喂料装置107作为固态喂料设备和半固态喂料设备的共同组成部分，半固态危险废物(浆状或膏状)及散装废物由斗式提升机103输送至计量料仓106，计量料仓106内安装有计量装置，固态危险废物和半固态危险废物在计量料仓106中经计量达到设定重量后，计量料仓106底部的阀板自动开启，使得固态危险废物和半固态危险废物落入喂料装置107内，并最终通过喂料口进入预烧窑400。

本实用新型的工作过程如下：

⑴喂料：

①固体危险废物经配伍后，存放在固废池100内，抓斗102从固废池100中抓取固态危险废物，并将固态危险废物放入至受料斗104中，再通过板式喂料机105输送受料斗104而使固态危险废物落入计量料仓106；半固态危险废物(浆状或膏状)及散装废物由斗式提升机103输送至计量料仓106。

②固态危险废物和半固态危险废物在计量料仓106中经计量达到设定重量后，计量料仓106底部的阀板自动开启，使得固态危险废物和半固态危险废物落入喂料装置107内，并最终通过喂料口进入预烧窑400。

③液态危险废物经废液燃烧器108喷入预烧窑400。

⑵预烧：固态、半固态和液态危险废物进入预烧窑400后，与热空气接触，在热空气的作用下干燥、燃烧，使危险废物的预烧更加彻底。纯氧气体的加入可促使危险废物燃烧得更迅速、更彻底，有效控制危险废物在预烧过程中产生的烟气量。

固态、半固态危险废物和液态危险废物在预烧窑400内充分燃烧后，产生焚烧残渣和含尘烟气。

⑶含尘烟气和焚烧残渣的处理：含尘烟气中含有大量的粉尘。预烧窑400产生的含尘烟气进入粉尘沉降室401，大部分粉尘在粉尘沉降室401内沉降下来，与焚烧残渣一起从粉尘沉降室401落入排渣机403，最终作为生料的一个组成被煅烧成熟料。经除尘后的烟气经粉尘沉降室401进入水泥窑分解炉402，利用水泥生产线已有的烟气净化设施进行净化，最终作为水泥生产废气的一部分达标排放。

本实用新型的实施方式不限于此，根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种危险废物处置系统，其特征在于：它包括独立于水泥窑生产系统设置的预烧窑、热空气供风子系统和纯氧供风子系统，所述热空气供风子系统和纯氧供风子系统分别与预烧窑相连通，所述纯氧供风子系统将纯氧气体输送到预烧窑以控制危险废物在预烧过程中产生的烟气量；所述热空气供风子系统还与水泥窑生产系统的水泥窑冷却机连接，用于将通入水泥窑冷却机的冷空气与水泥回转窑出来的高温熟料换热后所形成的热空气输送至预烧窑，使危险废物预烧完全。

2.根据权利要求1所述的危险废物处置系统，其特征在于：所述热空气供风子系统主要由热空气鼓风机和热空气布风器连接构成，其中，所述热空气布风器设于所述预烧窑的窑头罩上并与预烧窑相通，所述热空气鼓风机的进风口用于与水泥窑冷却机的热空气出口相连。

3.根据权利要求2所述的危险废物处置系统，其特征在于：所述纯氧供风子系统主要由顺次相连的纯氧气体发生器、纯氧气体鼓风机和纯氧气体布风器组成，其中，所述纯氧气体布风器设于预烧窑的窑头罩上并与预烧窑相通，所述纯氧气体鼓风机将纯氧气体从纯氧气体发生器中抽出，再送至纯氧气体布风器，经由纯氧气体布风器送入所述预烧窑。

4.根据权利要求3所述的危险废物处置系统，其特征在于：所述危险废物的预烧处理系统还包括喂料子系统，所述喂料子系统主要由固态喂料设备、半固态喂料设备和用于输送液态危险废物并使危险废物燃烧的废液燃烧器组成，所述固态喂料设备和半固态喂料设备通过位于所述窑头罩上的喂料口分别将固态和半固态危险废物输送至预烧窑内，所述预烧窑主要由卧式窑体和竖向设置的窑头罩组成，所述废液燃烧器安装在所述窑头罩上，所述喂料口、废液燃烧器、热空气布风器和纯氧气体布风器在窑头罩上从上至下依次排布，其中，所述纯氧气体布风器位于窑头罩的底部而正对于预烧窑内有机固态废物的撒落点，以便加速有机固态废物的燃烧。

5.根据权利要求4所述的危险废物处置系统，其特征在于：所述预烧窑的窑体包括前中部的燃烧室和后部的粉尘沉降室，所述粉尘沉降室的顶部设有排烟口，所述排烟口用于与水泥窑分解炉相连，危险废物在燃烧室内燃烧后所产生的含尘烟气于粉尘沉降室经过粉尘沉降后通过排烟口进入水泥窑分解炉，利用水泥窑的烟气净化设备进行净化，作为水泥窑水泥生产废气的一部分达标排放；所述粉尘沉降室的底部设有排渣口，该排渣口与排渣机相连，沉降的粉尘和焚烧残渣一起经排渣机排出后，转运至生料磨，与水泥窑的生料原料一起粉磨，并作为生料的一个组分进入水泥回转窑煅烧成熟料。

6.根据权利要求5所述的危险废物处置系统，其特征在于：所述热空气鼓风机与水泥窑冷却机的低温段相连，所述水泥窑冷却机低温段的热空气温度为200～300℃。

7.根据权利要求5所述的危险废物处置系统，其特征在于：所述热空气鼓风机通过换热器与水泥窑冷却机的高温段相连，以便将高温段的热空气温度降至200～300℃后，再由热空气鼓风机鼓入预烧窑。

8.根据权利要求6或7所述的危险废物处置系统，其特征在于：所述固态喂料设备包括抓斗、行车、受料斗、板式喂料机、计量料仓和喂料装置，所述行车横跨存放固态危险废物的固废池，所述抓斗可升降安装在行车上并可沿行车移动，所述板式喂料机的一端靠近固废池，所述受料斗安装在板式喂料机上，物料可从板式喂料机的一端被输送至其另一端，所述喂料装置连接喂料口，所述计量料仓安装在所述喂料装置上，所述板式喂料机的另一端位于所述计量料仓的上方，抓斗从固废池中抓取固态危险废物，并将固态危险废物放入至受料斗中，再通过板式喂料机输送至计量料仓；所述半固态喂料设备包括斗式提升机、计量料仓和喂料装置，即所述计量料仓和喂料装置作为固态喂料设备和半固态喂料设备的共同组成部分，半固态危险废物由斗式提升机输送至计量料仓，固态危险废物和半固态危险废物在计量料仓中经计量达到设定重量后，计量料仓底部的阀板自动开启，使得固态危险废物和半固态危险废物落入喂料装置内，并最终通过喂料口进入预烧窑。