[发明专利]有机危险废物回转窑热解与等离子体炉熔融耦合处理系统及方法

说明书

本发明公开了一种有机危险废物回转窑热解与等离子体炉熔融耦合处理系统及方法，所述系统包括回转窑、二燃室、等离子体炉、渣料缓存仓、块料缓存仓和块料处理系统，所述回转窑尾部的热解残渣出口与二燃室下部的渣坑连接，所述二燃室的渣坑底部设有固定筛，所述固定筛下方与渣料缓存仓连接，所述渣料缓存仓与等离子体炉的渣料入口连接，所述固定筛上方与块料缓存仓连接，所述块料缓存仓通过块料处理系统与回转窑的料坑连接。本发明利用等离子体炉高温且设置为还原性气氛，对回转窑的热解残渣进行熔融处理，获得合格的玻璃化产物，将残渣由危险废物变成一般废物，并且富集提取残渣中稀贵金属，减少残渣中重金属含量。

技术领域

本发明属于危险废物处理技术领域，具体涉及一种有机危险废物回转窑热解与等离子体炉熔融耦合处理系统及方法。

背景技术

我国对节能环保非常重视，对于固体废物尤其是危险废物的处理要求越来越高。目前应用于含有机危险废物的处理技术，焚烧和热解是主要的技术。处理危险废物的炉型较多，主要有：回转窑、流化床炉、液体喷射炉、等离子体炉等。回转窑作为危险废物的一种热处理方法，具有热惯性大、换热效果好的优点，可根据固体废弃物的性质通过调整物料在炉膛中的停留时间，能够适应固态、液态、半固态的废弃物，操作灵活可控。

危险废物回转窑热处理技术中，焚烧是在充分供氧条件下氧化分解有机物，要求炉膛温度大于850℃。现有的回转窑焚烧效果不理想，沿窑身方向温度分布不均，导致焚烧效率不高，且高温段易发生结瘤结圈现象，影响正常生产，还有可能增加二噁英的生成。

热解是在缺氧还原气氛下发生有机物大分子热分解反应，温度通常不超过850℃。混合物料入窑后经烘干预热、热解，迅速产生挥发分热解产物并燃烧，提升窑温度，为物料进一步热解创造良好的条件。不同焚烧物料在一定温度条件下表现出不同的热解效率，这是由物料挥发分与固定碳组分决定的。其对有机废液及精蒸馏残渣典型物料表现出良好的热解特性，热解效率较高。以活性炭、化工滤渣、破碎硬质物料为代表的典型散状物料热解效率较低高。废物热解过程中，将产生CO、烃类化合物气体和细微炭颗粒等热解产物。固定碳组分通过热解与氧结合先形成气态CO。

热解相较于焚烧过程，具有过程温和可控，残渣不易结瘤，窑内不易结圈，二噁英生成少，烟气产生量少且重金属、挥发性盐类、氮氧化物等污染物含量低等优点。但是因窑内氧气不足，温度不高，残渣中残碳含量高，导致残渣热灼减率往往大于10％，满足不了现有国家标准热灼减率低于5％的要求，对目前流行的残渣填埋处理带来问题。因此热解残渣需要做进一步处理。

中国专利文献CN 210532392 U公开的一种回转窑热解等离子体熔融一体式固体废物处理装置，包括回转窑、回转窑进料单元及等离子炉，回转窑倾斜设置与等离子炉中下部连通，等离子炉上部两侧壁设置一次风入口与二次风入口，与回转窑连接处下部设置两个等离子炬，等离子炉下部右侧设置熔融区溢流口，熔浆经熔融区溢流口流入排渣通道，排渣通道上部设置硅钼棒加热系统。利用回转窑对物料焚烧的灵活性和等离子炬的高温熔融特性使物料在回转窑焚烧之后进入等离子炉能够充分燃烧并且熔融，将回转窑中的有机物燃尽，并将回转窑与等离子炉焚烧后的合成气进行二次燃烧，大幅度降低二噁英的生成，提高固体废弃物的燃烧处理效果，达到固体废弃物减量化、无害化的作用。

但是，由于所述等离子炉实际上就是将回转窑后配套设置的二燃室下部渣坑做了扩展，再在新形成的渣坑侧壁上设置两把等离子炬，渣坑下部变成了熔池，在结构上残渣熔融与烟气焚烧均在一个炉腔内实施，整体是一个有氧环境，无法在熔池实现还原性气氛，很难减少熔渣中重金属含量，实现稀贵金属的回收；没有控制直接入熔融炉的物料的粒径，这会影响物料在熔池中的传质传热效率，同时大块物料直接掉入熔池易引起飞溅，影响熔池的动态稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机危险废物回转窑热解与等离子体炉熔融耦合处理系统及方法，利用等离子体炉高温且设置为还原性气氛，对回转窑的热解残渣进行熔融处理，获得合格的玻璃化产物，将残渣由危险废物变成一般废物，并且富集提取残渣中稀贵金属，减少残渣中重金属含量。