一种固体危险废物资源化利用系统的制作方法

本实用新型涉及固废处理技术领域，尤其是涉及一种固体危险废物资源化利用系统。

背景技术：

随着工业的发展，工业生产过程中所排放的危险废物日益增多。随意排放、贮存的危险废物在雨水、地下水的长期渗透及扩散作用下，会污染水体和土壤，破坏生态环境，降低地区的环境功能等级。此外，危险废物会通过摄入、吸入、皮肤吸收等方式引起中毒、致癌、致畸、致变等毒害作用，严重影响了人类的健康。危险废物不处理或不规范处理处置所带来的大气、水源、土壤等污染也将成为制约经济活动的瓶颈。

现有的危废处理方法通常是采用回转窑对危险废物进行焚烧，然而该方式存在危废焚烧不彻底、产生灰渣需要二次处理等缺陷；此外，该方式往往需要配套建设危废填埋场，易造成土地浪费和二次污染。

等离子体处置危废法是采用等离子火炬将危险废物加热至超高温，原有物质克服分子间化学键作用，以原子热运动为主，从而将复杂的物质转化为简单的无害物质；然而，该方式存在设备投资费用高、动力消耗较大、原料适应性差、运行费用高等缺陷。

安全填埋法处置危废，是保证危废的各项指标在规定范围内，将危险废物铺成一定厚度的薄层，压实并覆盖土壤，这是危险废物最终处置的一种方法。然而，该方式占地面积大，易对地下水和土壤造成二次污染。

鉴于此，特提出本实用新型。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种固体危险废物资源化利用系统，该系统能够彻底焚烧处置危险废物，不产生外排残渣，降低了环境污染，节省了处理成本，实现了危险废物的无害化及资源化处置。

本实用新型提供一种固体危险废物资源化利用系统，包括预处理系统、热解气化系统、资源化利用系统、气体净化系统和废液收集系统，所述预处理系统具有气体出口、废液出口和物料出口，所述气体出口与所述气体净化系统的进口端连通，所述废液出口与所述废液收集系统的进口端连通，所述物料出口与所述热解气化系统的进口端连通，所述热解气化系统包括气化炉，所述气化炉具有可燃气出口和炉渣出口，所述气体净化系统的出口端与所述气化炉连通，所述资源化利用系统包括水泥窑，所述可燃气出口、所述炉渣出口和所述废液收集系统的出口端分别与所述水泥窑连通。

进一步地，所述预处理系统包括第一储料装置、破碎装置、第二储料装置，所述破碎装置设置在所述第一储料装置的出口端，所述第二储料装置设置在所述破碎装置的出口端。

进一步地，所述预处理系统还包括第一抓斗和第二抓斗，所述第一抓斗设置在所述第一储料装置与所述破碎装置之间，所述第二抓斗设置在所述第二储料装置与所述热解气化系统之间。

进一步地，所述预处理系统还包括计量装置、喂料斗和进料仓，所述计量装置设置在所述第一储料装置的进口端，所述喂料斗设置在所述破碎装置的进口端，所述进料仓设置在所述气化炉的进口端。

进一步地，所述气体出口包括设置在所述第一储料装置上的第一气体出口、设置在所述喂料斗上的第二气体出口、设置在所述第二储料装置上的第三气体出口和设置在所述进料仓上的第四气体出口；所述废液出口包括设置在所述第一储料装置上的第一废液出口和设置在所述第二储料装置上的第二废液出口。

进一步地，所述气化炉自上而下设有炉膛、干燥层、热解层、氧化燃烧层、热渣层、冷渣层、凸型炉篦、下部风室和灰斗，所述下部风室与鼓风机连通，在所述灰斗的出口端设有捞渣机。

进一步地，所述资源化利用系统还包括余热锅炉和分解炉，所述可燃气出口与所述余热锅炉的进口端连通，所述炉渣出口和所述余热锅炉的出口端分别与所述分解炉连通，所述分解炉的出口端与所述水泥窑连通。

进一步地，所述气体净化系统包括除味风机，所述除味风机的出口端与所述气化炉连通。

进一步地，所述气体净化系统还包括除味系统，所述除味系统设置在所述除味风机的出口端。

进一步地，所述废液收集系统包括废液收集池、废液罐和过滤器，所述废液收集池与所述废液罐之间设有隔膜泵，所述废液罐的出口端与所述过滤器的进口端连通，所述过滤器的出口端通过高压泵和喷枪与所述水泥窑连接。

采用本实用新型的固体危险废物资源化利用系统对危废进行处理时，资源利用效率高、减容量大、无害化彻底、经济性好，实现了危险废弃物无害化、资源化处置；同时，危废中的有机质、可燃成分完全分解、燃烧转化为高温烟气并回收热能，危废中的无机物、重金属等成分形成残渣，经过水泥窑高温熔融处理，残留物作为水泥替代原料被进一步彻底焚烧固化，既降低了水泥生产的能耗，又降低了废弃物对环境的影响，利用气化炉来处理危险废物，实现危废入窑前的均质化、稳定化，不仅能够有效解决危废处置不足现况，而且能有力带动水泥的转型升级，具有显著的社会效益、环境效益以及经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施方式的固体危险废物资源化利用系统的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施方式的固体危险废物资源化利用系统的结构示意图。

附图标记说明：

1：预处理系统；11：第一储料装置；12：第一抓斗；13：喂料斗；14：破碎装置；15：第二储料装置；16：第二抓斗；17：进料仓；

2：热解气化系统；21：给料机；22：气化炉；23：捞渣机；24：鼓风机；

3：资源化利用系统；31：余热锅炉；32：高温风机；33：分解炉；34：皮带机；35：水泥窑；

4：气体净化系统；41：除味风机；42：除味系统；43：排气筒；

5：废液收集系统；51：废液收集池；52：隔膜泵；53：废液罐；54：过滤器；55：高压泵；56：喷枪。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

结合图1和图2所示，本实用新型的固体危险废物资源化利用系统，包括预处理系统1、热解气化系统2、资源化利用系统3、气体净化系统4和废液收集系统5。

在本实用新型中，预处理系统1用于对固体危险废物进行破碎等预处理。如图1所示，预处理系统1具有气体出口、废液出口和物料出口；其中，气体出口与气体净化系统4的进口端连通，用于将固体危险废物中的臭气排至气体净化系统4中进行净化处理；废液出口与废液收集系统5的进口端连通，用于将固体危险废物中的废液排至废液收集系统5中进行后续处理；物料出口与热解气化系统2的进口端连通，用于将固体危险废物中的固体物料送至热解气化系统2中进行热解气化。

更具体地，预处理系统1可以包括第一储料装置11、破碎装置14、第二储料装置15；第一储料装置11用于储存待处理的固体危险废物，破碎装置14设置在第一储料装置11的出口端，用于对待处理的固体危险废物进行破碎，以将大尺寸固体危险废物破碎为小尺寸，第二储料装置15设置在破碎装置14的出口端，用于储存破碎后的小尺寸固体危险废物。

进一步地，预处理系统1还可以包括第一抓斗12和第二抓斗16；第一抓斗12设置在第一储料装置11与破碎装置14之间，用于对第一储料装置11中储存的固体危险废物进行均化并将其转移输送至破碎装置14中进行破碎，第二抓斗16设置在第二储料装置15与热解气化系统2之间，用于将第二储料装置15中储存的小尺寸固体危险废物转移输送至热解气化系统2中进行热解气化处理。

此外，预处理系统1还可以包括计量装置(未图示)、喂料斗13和进料仓17，计量装置设置在第一储料装置11的进口端，用于对固体危险废物进行计量；喂料斗13设置在破碎装置14的进口端，用于向破碎装置14喂料；进料仓17设置在气化炉22的进口端，用于为气化炉22的给料机21进料。

进一步地，气体出口包括设置在第一储料装置11上的第一气体出口、设置在喂料斗13上的第二气体出口、设置在第二储料装置15上的第三气体出口和设置在进料仓17上的第四气体出口；废液出口包括设置在第一储料装置11上的第一废液出口和设置在第二储料装置15上的第二废液出口。

本实用新型的预处理系统1包括上述计量设施、储存设施、破碎设施以及输送设施；进厂危废运输车计量后经密封门卸入第一储料装置11中，再由行车抓斗(即上述第一抓斗12)进行均化后喂入破碎装置14，大尺寸的危废经破碎后经溜槽进入第二储料装置15中，行车再将第二储料装置15中的危废送入气化炉22的给料机21。

在本实用新型中，热解气化系统2包括气化炉22，气化炉22具有可燃气出口和炉渣出口；更具体地，气化炉22可以是可旋转的立式炉，气化炉22自上而下可以设有炉膛、干燥层、热解层、氧化燃烧层、热渣层、冷渣层、凸型炉篦、下部风室和灰斗，下部风室与鼓风机24连通，在灰斗的出口端设有捞渣机23。

进入气化炉22内的危废由上而下缓慢移动，而鼓风机24将一次风送入最底部的下部风室，再由下而上进入氧化燃烧层，提供助燃产生高温后继续上升到炉膛，这样与由上而下的危废形成对流。经过氧化燃烧后剩余的高温残渣灰继续下移动被由下而上的空气冷却，冷却后的残渣在凸形炉篦的作用下被挤压破碎成150mm以下的块状物，排入风室下方的锥形灰斗内，继而通过灰斗落入下方的水封槽里的重型链刮板式出渣机上由出渣机从水中排出。

在热解气化系统2中，热解气化过程从宏观现象上可以分为干燥、热解、气化三个反应阶段；其中，干燥阶段的温度为常温至200℃，此时危废中的水分逐渐从物料中挥发析出，且物料中的水分仅以物理蒸发的形式析出；热解阶段的温度为200℃至500℃，在无氧或缺氧条件下，危废物料发生热解反应，包括内在水分的析出、脱氧、脱硫、二氧化碳的析出等，热解物料中纤维素、蛋白、脂肪等大分子量有机物裂解为小分子量的气体、液体和固态含碳化合物；气化阶段的反应包括气化剂或气态热解产物与固态含碳化合物中的碳发生非均相气固反应，以及气态热解产物之间或气态热解产物与气化剂的均相反应。

在上述封闭的高温高压环境中，危废完全转变成合成气和可回收的固体残留，在高温及较长的驻留时间里，可以摧毁最复杂的有机化合物，彻底焚烧处置危险废物，降低环境污染。通过上述气化过程，可以彻底解决危险废物中的可燃物和不可燃物分离问题，危废气化炉22焚烧预处理后作为水泥窑35的替代燃料和替代原料，经水泥窑35焚烧后无外排残渣。

此外，热解产物是危废焚烧很好的一种燃料，气化产生的可燃气为危废焚烧过程提供热源，从而节约了焚烧系统的燃料成本，实现了危险废物的无害化及资源化处置，解决了危险废物传统处置方法占用土地这一弊端，在后续与水泥窑35协同应用时，实现了危废进入水泥窑35前的均质化和稳定化。

在本实用新型中，资源化利用系统3主要包括水泥窑35，气化炉22的可燃气出口和炉渣出口分别与水泥窑35连通。进一步地，资源化利用系统3还可以包括余热锅炉31和分解炉33，可燃气出口与余热锅炉31的进口端连通，炉渣出口和余热锅炉31的出口端分别与分解炉33连通，分解炉33的出口端与水泥窑35连通。

危险废物在高温烟气流及辐射热的作用下，迅速升温、干燥、热解、气化、燃烧，最终分解为高温可燃气和无机炉渣；可燃气进入三次风余热锅炉31后由高温风机32送入分解炉33(少量可燃气直接入分解炉33用于平衡风量)；炉渣经大倾角皮带机34输送至窑尾分解炉33，入水泥窑35中进行焚烧。

在本实用新型中，气体净化系统4包括除味风机41，除味风机41的出口端与气化炉22连通。进一步地，气体净化系统4还可以包括除味系统42，除味系统42设置在除味风机41的出口端。

上述气体净化系统4包括气化炉22产生的可燃气体向分解炉33输送的管道系统以及危废储料装置通风系统。为了保持储料装置内的臭气味不外泄，储料装置内的空气保证其负压，抽取的臭气作为气化炉22的燃烧空气通入气化炉22内；而当气化炉22停止时，另外设置的气体净化设施能够使厂房内的气味不外泄。经除味系统42处理后，尾气经排气筒43达标排放，不会对环境造成二次污染。

在本实用新型中，废液收集系统5包括废液收集池51、废液罐53和过滤器54，废液收集池51与废液罐53之间设有隔膜泵52，废液罐53的出口端与过滤器54的进口端连通，过滤器54的出口端通过高压泵55和喷枪56与水泥窑35连接。

危废储料装置内收集的废液进入废液收集池51，经隔膜泵52打入玻璃钢废液罐53，废液罐53中的渗滤液由高压泵55和喷枪56打入水泥窑35窑头罩入窑焚烧。

采用本实用新型的固体危险废物资源化利用系统对危废进行处理时，危废中的有机成分经热解后所产生的燃气、焦油和半焦可以根据不同需要加以利用，资源利用效率高、减容量大、无害化彻底，经济性较好，实现了危险废弃物无害化、资源化处置；同时，气化过程在低氧或无氧条件下进行，炉内烟气处于还原性气氛，二噁英生成所必须的促媒产生少，可以有效遏止二噁英类有毒物质的产生和排放；产生的烟气量比直接焚烧法少，特别是烟气中sox、nox、hcl、hf以及重金属等污染物的含量较少，保证了尾气达标排放，有利于烟气的净化，不会对环境造成二次污染。

此外，危废中的有机质、可燃成分完全分解、燃烧转化为高温烟气并回收热能；危废中无机物、重金属等成分形成残渣，经过水泥窑35高温熔融处理，残留物作为水泥替代原料被进一步彻底焚烧固化，既降低了水泥生产的能耗，又降低了废弃物对环境的影响，利用汽化炉来处理危险废物，实现危废入窑前的均质化、稳定化，不仅能够有效解决危废处置不足现况，而且能有力带动水泥的转型升级，具有显著的社会效益、环境效益以及经济效益。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

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