[发明专利]一种基于双熔池的固废气化熔融焚烧系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于双熔池的固废气化熔融焚烧系统及方法。目前固废气化熔融焚烧技术的单一熔融池存在流场死区、二燃室的热量没有充分用于炉渣熔融等问题。本发明的气化熔融炉包括进料口、干燥风接口、气化风集管、气化风支管、熔融风集管、熔融风支管和气化熔融炉炉体；熔融室由上熔池、下熔池、下熔池挡堰、熔融燃烧器、折烟墙和熔融室炉体组成；二燃室包括二次风接口、二燃室炉体、二燃室出口和熔融渣出口。本发明将固废在气化熔融炉中干燥、干馏、气化和熔融，产生一次熔渣和烟气；再经上熔池、下熔池和二燃室的多次粉尘捕集和熔融，熔融渣经水淬得到金属合金和玻璃体，烟气排放指标好。

技术领域

本发明涉及一种固废气化熔融焚烧系统及方法，尤其是涉及一种基于双熔池的固废气化熔融焚烧系统及方法。

背景技术

固废为固体废物的简称，根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》的释义，是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。

固废分为工业固体废物、生活垃圾和危险废物。工业固体废物，是指在工业生产活动中产生的固体废物。生活垃圾，是指在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物。危险废物，简称危废，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标准和鉴别方法认定的具有危险特性的固体废物。

为了环境保护，固废需要得到妥善处置和利用。处置，是指将固体废物焚烧和用其他改变固体废物的物理、化学、生物特性的方法，达到减少已产生的固体废物数量、缩小固体废物体积、减少或者消除其危险成份的活动，或者将固体废物最终置于符合环境保护规定要求的填埋场的活动。利用，是指从固体废物中提取物质作为原材料或者燃料的活动。

固废处理的目的是达到无害化、减量化和资源化。目前比较成熟的固废处置技术为焚烧技术，焚烧工艺主要有机械炉排式、流化床式、回转窑式和气化熔融式为主。固废一般均含有重金属、S、Cl和F等元素的一种或多种，若焚烧方式不当会有不同程度的重金属、二噁英、氯化氢、硫氧化物、氮氧化物及氟化物随同烟囱或灰渣一起排放到环境中。

气化熔融焚烧技术是指将固废中的有机组分气化和无机组分熔融相结合，在余热利用的同时，熔融渣经水淬急冷后得到金属合金和玻璃体；金属合金直接回收用于金属冶炼，玻璃体可以直接回收并综合利用如作为优良的建筑材料；二噁英和重金属等二次污染物排放值降至最低。

根据固废气化与灰渣熔融反应容器的异同以及不同的处理对象，气化熔融焚烧技术分为：两步法气化熔融焚烧技术和直接气化熔融焚烧技术。

两步法气化熔融焚烧技术是将固废首先置于一台气化炉中进行气化，产生可燃气和炉渣，再在另一台熔融炉中进行可燃气焚烧和气化残留物高温熔融处理；处置过程是将气化过程和熔融焚烧过程分别置于两个相对独立的设备中进行，然后将气化炉和熔融炉通过可燃气管道有机地结合为一个整体，形成一个完整的固废气化熔融焚烧工艺流程。该工艺适合于炉渣鉴定为一般固体物的固废处置，如生活垃圾气化熔融焚烧技术的应用，该工艺的气化炉一般采用流化床气化技术。

直接气化熔融焚烧技术又称一步法气化熔融焚烧技术，是将固废的气化过程和熔融过程置于一个设备中进行，再在气化熔融炉的气相出口连接二燃室，因此整个工艺过程设备简单化、投资强度小、运行成本低和操作维护容易。该工艺适合于炉渣鉴定为危险废物的固废处置，如危废气化熔融焚烧技术的应用；该工艺的气化熔融炉一般采用竖井炉式、高炉型和等离子体式等技术。

直接气化熔融焚烧技术一般选用移动床反应器，移动床反应器是用以实现气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。在反应器顶部连续加入颗粒状或块状固体反应物或催化剂，随着反应的进行，固体物料逐渐下移，最后自底部连续卸出。流体则自下而上或自上而下通过固体床层，以进行反应，分别称为逆流式移动床反应器和顺流式移动床反应器。