CN209550214U - 一种固体废弃物处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固体废弃物处理系统，其特征在于包括热解炉、高温过滤器、至少一个二燃室、等离子熔融炉、余热锅炉和有机郎肯循环余热发电设备，热解炉与进料装置相连接，热解炉的热解气出口与高温过滤器入口相连接，高温过滤器出口与二燃室相连接，高温烟气出口分两路分别与热解炉和余热锅炉相连接，热解炉的低温烟气出口一路送至热解炉入口，另一路送至尾气净化装置；余热锅炉的蒸汽出口与机郎肯循环余热发电设备相连接；所述热解炉的排渣口与等离子熔融炉的进料口相连接；等离子熔融炉的排气口与二燃室相连接。实现了中温热解减量化、高温熔融无害化、有机郎肯循环余热发电资源化的目的，可大规模工业应用于固体废弃物处置。

Description

一种固体废弃物处理系统

技术领域

本实用新型涉及固体废弃物特别是危险废弃物处理技术领域，更具体的说，特别涉及一种固体废弃物热解炉、等离子熔融炉、有机郎肯循环余热发电技术集成处理系统。

背景技术

随着城市现代化进程不断加速，原生固体废弃物排量与日俱增。其中对人生安全和环境危害较大的固体废弃物，如医疗固体废弃物、化工行业产生的无机、有机固体废弃物，汽车制造行业产生的喷漆等，具有腐蚀性、毒性等性质的固体废弃物，统一称之为危险固体废弃物。传统的热解炉与等离子气化协同处理固体废弃物方法造成严重土地和大气污染，如果处置不当，会给生态环境和人类健康带来不可逆转的巨大危害。

固废的处置主要包括安全焚烧、卫生填埋和海洋处置等。其中焚烧法是危废的最终处置技术中最有效的一种方法。通过焚烧炉的焚烧过程进一步将危废中有毒有害的有机成分消除，并实现减量化，其中产生的热源也可进行回收利用。但焚烧的过程中要易造成二次污染。卫生填埋是将最终不能再利用处置的部分进行固化填埋，其弊端是有造成地下水的污染。

热解法是利用固体废弃物中物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下对其进行加热蒸馏，使物产生裂解，经冷凝后形成各种新的气体、液体和固体，从中提取燃料油、可燃气的过程。热解技术相对填埋处理技术，不会产生有害物渗透液污染地下水，引发不堪设想的后果，也不会造成臭气四溢、蚊蝇等害虫孳生；相对焚烧发电，固体废弃物减量化效果显著，但若原料是危废，热解后的炭渣依然含有危险物质，难以实现全部的无害化。

等离子气化是发生在等离子气化炉中的一个气化过程(等离子体气化炉是一种在高温、缺氧环境度运行的容器)，等离子炬提供的能量用于维持反应炉的高温环境，采用电弧来电离气体和在高温下气化有机物，热和高能等离子体可以将包括生活垃圾在内的固体废弃物所含有有机物原料分解成氢和其它简单的化合物转化成合成气，而如玻璃，金属和混凝土等无机成分则在炉内熔化而从底部流出，这种无毒玻璃化的炉渣可以安全地用来做建材。但是等离子炬相对其他方法，投资成本和运行成本较高，且处理规模受限。

虽然处理固体废弃物的手段很多，但是成本低、无二次污染且能充分利用其自身的资源有效方法几乎没有，因此，亟需一种完全能够无害化、减量化、资源化的技术。

实用新型内容

针对以上缺陷，本实用新型目的在于如何有效的利用固体废弃物本身的能源，如何实现综合通过固体废弃物本身提供处理能源，且多余能源可进行回收的处理方法。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种固体废弃物处理系统，其特征在于包括热解炉、高温过滤器、至少一个二燃室、等离子熔融炉、余热锅炉和有机郎肯循环余热发电设备，所述热解炉与进料装置相连接，所述热解炉的热解气出口与高温过滤器入口相连接，所述高温过滤器出口与二燃室相连接，高温烟气出口分两路分别与热解炉和余热锅炉相连接，所述热解炉的低温烟气出口一路送至热解炉入口，另一路送至尾气净化装置；通过调节低温烟气与高温烟气的混合比例调节输入到热解炉的烟气温度；余热锅炉的蒸汽出口与机郎肯循环余热发电设备相连接；所述热解炉的排渣口与等离子熔融炉的进料口相连接；所述等离子熔融炉的排气口与二燃室相连接。

所述的固体废弃物处理系统，其特征在于还包括尾气净化装置，所述热解炉的尾气排放口、余热锅炉出口与尾气净化装置的急冷塔入口相连接。

所述的固体废弃物处理系统，其特征在于设有两个二燃室，分别为第一二燃室和第二二燃室；所述高温过滤器出口与第一二燃室相连接，用于热解气燃烧；所述等离子熔融炉的排气口与第二二燃室相连接；第一二燃室和第二二燃室的高温烟气出口可合并后与余热锅炉相连接。

所述的固体废弃物处理系统，其特征在于尾气净化装置前设置烟气混合器，烟气混合器的出口与急冷塔的入气口相连接，烟气混合器的进口与余热锅炉排烟口和热解气尾气排放口相连接。

所述的固体废弃物处理系统，其特征在于尾气净化装置还包括SNCR脱硝、急冷塔、活性炭吸附过滤器、布袋除尘器、洗涤塔和\或烟气再热器。

所述的固体废弃物处理系统，其特征在于还包括灰渣缓存装置，所述第二二燃室的排渣口和布袋除尘器的排灰口通过灰渣缓存装置与等离子熔融炉的进料口相连接或直接相连接。

本实用新型有益效果：有机郎肯循环余热发电系统由透平机械、发电机、冷凝器、循环工质泵、余热锅炉、热交换器和预热器构成，效率高,系统构成简单，可适用较低的温度范围，但是单机装机容量小，一般几kW到数百kW。中温热解、高温熔融、有机郎肯循环余热利用技术系统集成，则实现了中温热解减量化、高温熔融无害化、有机郎肯循环余热利用资源化的目的，可大规模工业应用于固体废弃物处置。

附图说明

图1是固体废弃物处理系统连接图；

图2是固体废弃物处理的处理流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1是固体废弃物处理系统连接图,固体废弃物处理系统包括热解炉3、离子气化熔融炉21、旋风分离器9、第一二燃室11、第二二燃室12、余热锅炉13，进料装置1通过进料通道2与热解炉3的入口相连接，热解炉3中间设有物料通道，外围设有热源通道，物料通道的中心设有热解气出口，热解气出口管道4与高温过滤器5相连接，高温过滤器5的出口通过增压风机7与第二二燃室12的燃烧器10相连接，高温过滤器5先对热解气进行过滤处理，处理后再通过增压风机送入第二二燃室12进行燃烧；也可以不设置高温过滤器，热解气出口直接与增压风机7相连接；第二二燃室12的高温烟气出口与热解炉3热源通道相连接；热解炉3高温烟气出口分两路分别与热解炉3和余热锅炉13相连接，热解炉13的低温烟气出口先接尾气增压风机27后通过尾气管道26后分两路一路送至热解炉13入口，另一路送至尾气净化装置40；通过调节低温烟气与高温烟气的混合比例调节输入到热解炉的烟气温度。热解炉3的出口端底部设有排渣出口，排渣出口经过出料螺旋25、给料机24，通过排渣管道23与离子气化熔融炉21连接，将热解产生的炭渣送入离子气化熔融炉21进一步的处理。等离子气化熔融炉21出口连接旋风分离器9，旋风分离器9上部引出管道与第一二燃室11连接，第一二燃室11出口连接余热锅炉13。旋风分离器9下端出口14与等离子气化熔融炉21连接，将分离的灰渣送入等离子气化熔融炉21再次进行处理。经过旋风分离器9将等离子气化产生的可燃气体进行除灰处理后通入第一二燃室11进行燃烧处理。当然，也可以不经过接旋风分离器9直接送入二燃室11进行燃烧，第一二燃室和第二二燃室也可以合二为一，共用一个二燃室。等离子气化熔融炉21周向设置2个以上等离子炬15，等离子体熔融炉上设有空气喷嘴20，空气喷嘴一般引入热空气。等离子气化熔融炉21下部设有冷却池16，冷却池底部设有玻璃体排出口22，冷却池通过水泵17与净化池18连接。

余热锅炉13的蒸汽出口与换热器31相连，换热器31与有机郎肯循环余热发电设备30的工质相连，高温烟气通过加热余热锅炉的给水产生高温蒸汽，并将高温蒸汽送入到有机郎肯循环余热ORC发电设备，通过其内部的换热器31对ORC有机物进行间接换热，加热后的ORC有机物并通过膨胀机32后在通过发电机33发电，实现将多余的能源转换为电能。余热锅炉的尾气排放口也与尾气净化装置40相连接。尾气净化装置还包括SNCR脱硝、急冷塔、活性炭吸附过滤器、布袋除尘器、洗涤塔和\或烟气再热器；在尾气净化装置的作用下，实现对热解炉排出的烟气进行除尘、脱除二噁英、脱硫脱硝、消白后再达标排放。净化后的烟气再经过引风机41与烟囱42，通过烟囱42排到大气中。尾气净化装置40中产生的飞灰可以再经过收集、传输装置送入到等离子气化熔融炉21中进行再次处理。

图2是固体废弃物处理的处理流程图，主要包括预处理系统、热解系统、等离子熔融系统、ORC余热利用系统和烟气处理系统。先将含固废弃物送入预处理系统进行除水、粉碎和配伍处理，预处理后的固体废弃物送入热解系统进行热解处理，热解产生的热解气经过高温除尘过滤器进行除尘处理，除尘后的热解气送入二燃室中进行燃烧，燃烧生成的高温烟气部分作为热源提供给热解处理用，多余的高温烟气送到余热锅炉进行利用。固体废物经过热解后生成的碳渣进行等离子熔融，熔融生成玻璃体和可燃气体，可燃气体送入二燃烧进行燃烧生成高温烟气，两个二燃室生成的多余高温烟气进行混合收集后送入到余热锅炉产生高温蒸汽。高温蒸汽进一步送入到有机郎肯循环余热发电设备，将热能转换为电能。热解炉的尾气和余热锅炉排出的低温烟气都送入烟气处理系统进行净化处理。进化处理具体为先经过急冷脱酸塔进行降温、脱酸、脱除二噁英，进一步通过活性炭进行净化吸附，进一步经过布袋除尘器，进行除尘和收集飞灰，将收集的飞灰送回再次等离子熔融；进一步将经过除尘的烟气送入工质预热器对有机郎肯循环余热发电设备内部的有机工质进行预热，同时对烟气实现进一步的进行降温；进一步将降温后的烟气送入洗涤塔和烟气再热器，最后通过引风机引入烟囱排放。

烟气进入急冷塔急冷脱酸，温度在1s内降到200℃以下，脱除80％酸性成分；在利用活性炭吸附脱除重金属颗粒、二噁英离子及除臭；活性炭吸附后的烟气进入布袋除尘器脱除99％以上固体颗粒物；除尘后的烟气进入洗涤塔再次脱酸、除雾除尘；洗涤后的烟气利用再热器升温到130℃以上通过烟囱排出。

也可以设置一个二燃室，除尘后的热解气和等离子熔融炉产生的可燃气送入一个二燃室中进行燃烧，燃烧生成的高温烟气部分作为热源提供给热解处理用，多余的高温烟气送到余热锅炉进行利用，该二燃室上还设有辅助燃料入口。

以上所揭露的仅为本实用新型一种实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种固体废弃物处理系统，其特征在于包括热解炉、高温过滤器、至少一个二燃室、等离子熔融炉、余热锅炉和有机郎肯循环余热发电设备，所述热解炉与进料装置相连接，所述热解炉的热解气出口与高温过滤器入口相连接，所述高温过滤器出口与二燃室相连接，高温烟气出口分两路分别与热解炉和余热锅炉相连接，所述热解炉的低温烟气出口一路送至热解炉入口，另一路送至尾气净化装置；通过调节低温烟气与高温烟气的混合比例调节输入到热解炉的烟气温度；余热锅炉的蒸汽出口与机郎肯循环余热发电设备相连接；所述热解炉的排渣口与等离子熔融炉的进料口相连接；所述等离子熔融炉的排气口与二燃室相连接。

2.根据权利要求1所述的固体废弃物处理系统，其特征在于还包括尾气净化装置，所述热解炉的尾气排放口、余热锅炉出口与尾气净化装置的急冷塔入口相连接。

3.根据权利要求2所述的固体废弃物处理系统，其特征在于设有两个二燃室，分别为第一二燃室和第二二燃室；所述高温过滤器出口与第一二燃室相连接，用于热解气燃烧；所述等离子熔融炉的排气口与第二二燃室相连接；第一二燃室和第二二燃室的高温烟气出口可合并后与余热锅炉相连接。

4.根据权利要求3所述的固体废弃物处理系统，其特征在于尾气净化装置前设置烟气混合器，烟气混合器的出口与急冷塔的入气口相连接，烟气混合器的进口与余热锅炉排烟口和热解气尾气排放口相连接。

5.根据权利要求4所述的固体废弃物处理系统，其特征在于尾气净化装置还包括SNCR脱硝、急冷塔、活性炭吸附过滤器、布袋除尘器、洗涤塔和\或烟气再热器。

6.根据权利要求5所述的固体废弃物处理系统，其特征在于还包括灰渣缓存装置，所述第二二燃室的排渣口和布袋除尘器的排灰口通过灰渣缓存装置与等离子熔融炉的进料口相连接或直接相连接。