[发明专利]一种多工艺协同危险废物处置及余热利用系统及方法

说明书

本发明提供一种多工艺协同危险废物处置及余热利用系统及方法，解决现有固体危险废物处理方式不能实现废物的完全无害化以及能源利用率低的问题。该系统和方法中，危险废物进入热解炉后产生碳渣和热解气，碳渣高温熔融后以无害玻璃体排出，热解气与等离子熔融炉的烟气混合后二次燃烧，燃烧后的高温烟气分别进入余热锅炉和热解炉换热，再进行急冷、脱酸、除尘、洗涤、再热后排放；除氧水在余热锅炉与高温烟气换热后产生过热蒸汽，过热蒸汽驱动汽轮机做功后分别进入烟气再热器和ORC蒸发器换热后冷凝，再进入除氧器除氧处理；有机工质在ORC蒸发器内蒸发产生过热蒸汽，然后进入ORC涡轮做功，再经冷凝后再次进入ORC蒸发器蒸发换热产生过热蒸汽。

技术领域

本发明属于固体废物处理系统，主要涉及一种多工艺协同危险废物处置及余热利用系统及方法。

背景技术

随着工业化和城市化进程不断加速，固体废物排量与日俱增，特别是石油化工、医疗、修造船、冶炼等行业排出的化学有机固废、医疗固废等具有强腐蚀性、强毒性，如果直接排入环境会对人体造成致命伤害，对环境造成严重污染。

目前传统的固体危险废物处理方式为安全填埋、焚烧等，安全填埋法目的是割断废物与环境的联系，使其不再对环境和人体健康造成危害。但是由于并未从根本上消除污染物，而是受制于技术和经济的权宜之计，随着土地资源稀缺、避邻效应等问题的突显，安全填埋法与环境、生态、社会等方面的矛盾越来越尖锐。焚烧法是以一定的过剩空气量与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化分解反应，将危废中的有毒有害物质高温氧化，可以极大地减少危险废物的体积，但是危险废物焚烧为富氧环境，焚烧过程会产生大量的二噁英、重金属残留在飞灰与炉渣中，不能实现废物的完全无害化。

危险废物热解是近年来逐步发展起来的固体危险废物处置技术，利用贫氧环境通过间壁式加热使危险废物中有机成分裂解成有机气体，无机物通过减量以残渣形式排出，有机气体可以通过冷凝提取燃油、燃气等。热解技术能够实现危险废物的减量化和资源化，但是无机物残渣仍然为危险废物，需要进一步填埋处理，不能实现危险废物的彻底无害化。此外，现有危险废物处理过程中的能源利用率低，无法充分利用其自身的资源，造成资源的浪费。

发明内容

本发明的目的是解决现有固体危险废物处理方式不能实现废物的完全无害化以及能源利用率低的问题，提供一种多工艺协同危险废物处置及余热利用系统及方法。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种多工艺协同危险废物处置及余热利用系统，包括危废处理单元、烟气净化单元和余热利用单元；所述危废处理单元包括依次设置的物料混料器、热解炉、等离子熔融炉、第一混合器和燃烧室，对危险废物依次进行破碎、中温热解、等离子高温熔融处理后形成无害玻璃体排出，同时，热解炉产生的热解气通过高温除尘器除尘后与等离子熔融炉产生的烟气通过第一混合器混合，混合后的烟气进入燃烧室进行二次燃烧，二次燃烧的高温烟气一部分进入热解炉作为热解热源，另一部分进入烟气净化单元；所述烟气净化单元包括余热锅炉、第二混合器、急冷塔、干法脱酸塔、布袋除尘器、碱洗塔、烟气再热器、引风机和烟囱，二次燃烧后的高温烟气通过余热锅炉进行换热和脱硝处理，使得高温烟气降为中温烟气，中温烟气与热解炉热解换热后的烟气通过第二混合器混合，混合后的烟气依次进入急冷塔、干法脱酸塔、布袋除尘器、碱洗塔、烟气再热器、引风机、烟囱后排出，同时，余热锅炉换热后产生过热蒸汽，过热蒸汽作为余热利用单元的输入；所述余热利用单元包括汽轮机、ORC蒸发器、除氧器、ORC涡轮、ORC凝汽器和双轴电机；余热锅炉换热后产生过热蒸汽，过热蒸汽驱动汽轮机做功后，分别进入烟气再热器和ORC蒸发器换热后冷凝为凝结水，凝结水进入除氧器除氧处理后进入余热锅炉再次蒸发产生过热蒸汽；有机工质在ORC蒸发器内蒸发产生过热蒸汽，过热蒸汽驱动ORC涡轮做功后，通过ORC凝汽器凝结为有机工质，该有机工质再次进入ORC蒸发器蒸发换热产生过热蒸汽；汽轮机与ORC涡轮分别驱动双轴电机的两个轴，双轴电机将机械能转化为电能。