[发明专利]一种高氮高硫胶状沥青质危废气化焚烧系统及方法

说明书

本发明提供一种高氮高硫胶状沥青质危废气化焚烧系统和方法。本发明的系统包括投料系统、气化系统、焚烧系统、灰渣收集系统，本发明采用床料参与气化，并将危废加热变成液体形式后以雾化方式喷入气化炉，气化系统通过气化炉、旋风分离器和返料器之间的连接方式形成循环流化床的气化模式，使危废中有机物质部分燃烧为气化裂解提供能量，危废与床料通过流化风混合在一起高温状态下气化裂解生成有机可燃气体，在气化过程中未完全气化而产生的固性碳、焦油等物质。解决了现有技术中高氮高硫胶状沥青质危废焚烧产生的氮氧化物特别高、燃烧易发生爆燃、二燃室消耗天然气过高以及焚烧析出难燃烬的有机碳黑等的技术难题。

技术领域

本发明涉及化工危废焚烧环保处理技术，尤其涉及一种高氮高硫胶状沥青质危废的气化焚烧系统及方法，属于节能环保领域。

背景技术

目前，我国化工、橡胶、石油炼制与石油化学、医药制造、涂料与油墨、塑料制品制造及其他行业在生产过程中产生的一种或多种高氮高硫常温固态、受热液态高粘度的危险废物，该类危险废物具有热值高、氮含量高、硫含量高、常温固态破碎易爆、液态高粘度流动性差等特点，并具有易燃、易爆、有毒、有害等危险特性，燃烧时易析出炭黑，属于危险废物。

我国处理该种类废物的方法一般为焚烧方式，有的采用固定炉床炉焚烧、有的采用室燃炉，大都采用回转窑加二燃室，也有采用流化床或者循环流化床焚烧方式，但基本上都不能可靠运行，都存在送料入炉困难、大量析出炭黑、爆燃、烟气氮氧化物生成量非常高、设备腐蚀严重等问题。至今未找到有效焚烧处理的方法和方式。

现阶段焚烧方式在处理此类高氮高硫常温固态、受热液态且高粘度的危险废物在焚烧过程中主要存在的问题，归结为以下几点：

(1)该类废物多数在常温下呈固态，受热到30-40℃左右时开始变软、有粘性，60℃以上时呈膏状、沥青状等粘稠状态存在，同时因该类废物的高含硫且热值高，破碎时存在爆炸危险，因此无法进行常温下或冷冻后破碎。

(2)该类废物加热温度低时流动性差、粘度高，加热温度高时流动性较好，但易裂解产生可燃气体，入炉及雾化都非常困难，易造成进料管(口)和雾化喷枪堵塞、雾化质量较差等问题。

(3)该类废物含氮量较高，热值较高，焚烧时，燃烧温度非常高，燃料型和热力型氮氧化物生成量特别高，后级脱硝装置投资成本与运行成本增大。

(4)该类废物高含硫，焚烧时需要在富氧、高温的条件下进行反应，将废物中硫转化为二氧化硫；而二氧化硫在后续的脱硝处理过程中与喷入的脱硝还原剂产生的氨气反应形成硫酸铵盐类，会产生极大的影响：A.二氧化硫腐蚀SCR脱硝催化剂，使SCR脱硝催化剂失去活性；B.硫酸铵盐类附着在脱硝催化剂表面堵塞SCR脱硝催化剂与烟气接触，致使使脱硝催化剂失去活性；C.硫酸铵盐类不仅堵塞脱硝催化剂的烟气通道，还堵塞其他设备的烟气通道，影响系统的稳定运行，且由于硫酸铵盐类为易燃易爆类化学品，在系统中积存一定量在一定的温度下会引起爆炸；D.硫酸铵盐类排出收集后，为新的危险废物，造成二次污染，还需要二次环保处理。

(5)该类废物焚烧后产生的烟气中二氧化硫、氮氧化物含量较高，若要进行硫回收或者硫酸回收，将导致回收的硫、硫酸中含有硝酸以及脱硝过程中生成的硫酸铵盐，严重影响硫酸或硫磺副产品纯度，甚至可能造成无法销售或者再利用的情况，需要重新处理，给企业造成二次负担。

(6)该类废物通常为大分子结构，C原子含量较高(通常为C8以上)，进入焚烧炉后因受热，体积会快速膨胀，且变为粘稠状，糊满焚烧炉，致使焚烧配风混乱，出现火口，有的地方富氧、有的地方乏氧，因此会析出大量的炭黑、焦油粒子类物质和未燃尽的CO、CH₄等可燃气体进入后续设备，导致烟气很难环保达标排放。

发明内容

针对上述高氮高硫胶状沥青质危废难以处理及焚烧处理不好的问题，本发明提出一种高氮高硫胶状沥青质危废气化焚烧系统及方法，以实现有效、可靠的方法进行环保、无害、资源化处理该类高氮高硫胶状沥青质危废。