阅读说明：本技术 一种等离子熔融处理危险固废的一体化设备 (Integrated equipment for treating dangerous solid wastes through plasma melting ) 是由 李腾 姚远 魏小林 李博 葛逸飞 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明实施例涉及一种等离子熔融处理危险固废的一体化设备,所述设备包括：原料预处理系统、主处理系统、后处理系统以及控制系统,其中,所述原料预处理系统与所述主处理系统相连接,所述主处理系统与所述后处理系统相连接,所述控制系统与所述原料预处理系统、所述主处理系统、所述后处理系统分别连接；所述原料预处理系统用于危险固体废弃物的预处理；所述主处理系统用于危险固体废弃物的分解、熔融,以及玻璃体的获取；所述后处理系统用于烟气的净化处理以及余热的回收利用；所述控制系统用于获取所述原料预处理系统、所述主处理系统、所述后处理系统中的状态信息,以及针对所述状态信息的控制。(The embodiment of the invention relates to integrated equipment for treating dangerous solid wastes by plasma melting, which comprises: the system comprises a raw material pretreatment system, a main treatment system, a post-treatment system and a control system, wherein the raw material pretreatment system is connected with the main treatment system, the main treatment system is connected with the post-treatment system, and the control system is respectively connected with the raw material pretreatment system, the main treatment system and the post-treatment system; the raw material pretreatment system is used for pretreatment of dangerous solid waste; the main treatment system is used for decomposing and melting dangerous solid wastes and obtaining glass bodies; the post-treatment system is used for purifying the flue gas and recycling the waste heat; the control system is used for acquiring state information in the raw material pretreatment system, the main treatment system and the post-treatment system and controlling the state information.)

一种等离子熔融处理危险固废的一体化设备

技术领域

本发明实施例涉及危险固体废弃物处理技术领域，尤其涉及一种等离子熔融处理危险固废的一体化设备。

背景技术

中国作为世界工厂，固体废弃物的产量巨大，每年还有大量的进口，除了一些可再次利用的资源外，巨量的固体废弃物占用了大量的土地，其中的危险固体废弃物如果不能妥善处理，有可能造成土地和水体环境的污染，并危害人类的身体健康。危险固废处理工程的建设具有重要的社会效益和环境效益：一方面，实现城市危险固废处理规划目标，改变单一的卫生填埋处理方式，尽量减少危险固废的填埋量，可以延长现有的危险固废填埋场的使用年限；另一方面，提高城市危险固废处理水平，能进一步促进危险固废处理资源化、无害化、减量化、社会化、市场化。

相关技术中，常用的危险固废的处理方法主要有热解焚烧法、熔融法、水泥固定法、化学稳定化法、酸或其他溶剂洗涤法等。热解焚烧法是最常用的处理方法，主要采用回转窑设备，处理的危险固废通常以医疗废弃物等具备高热值的危废为主。对于没有热值的危险固废，如垃圾焚烧产生的飞灰等，常常采用化学稳定化法(螯合法)来处理，飞灰通过添加螯合剂后生成稳定化产物，螯合后送往填埋厂填埋处理。总体来看，热解焚烧法受到环境限制，也存在危险物质浸出的情况。从危险固废处理的资源化、减量化、无害化的需求出发，危险固体废弃物的处理亟需一种等离子熔融处理危险固废的一体化设备。

发明内容

鉴于此，为解决现有技术中的问题，本发明实施例提供了一种等离子熔融处理危险固废的一体化设备。

第一方面，本发明实施例提供了一种等离子熔融处理危险固废的一体化设备，所述设备包括：原料预处理系统、主处理系统、后处理系统以及控制系统，其中，所述原料预处理系统与所述主处理系统相连接，所述主处理系统与所述后处理系统相连接，所述控制系统与所述原料预处理系统、所述主处理系统、所述后处理系统分别连接；

所述原料预处理系统用于危险固体废弃物的预处理；

所述主处理系统用于危险固体废弃物的分解、熔融，以及玻璃体的获取；

所述后处理系统用于烟气的净化处理以及余热的回收利用；

所述控制系统用于获取所述原料预处理系统、所述主处理系统、所述后处理系统中的状态信息，以及针对所述状态信息的控制。

在一个可能的实施方式中，所述原料预处理系统包括：

卸料子系统、干燥子系统、识别子系统、分拣子系统、计量分装子系统、配料子系统、混合子系统、破碎子系统、筛分子系统、造粒子系统、进料仓子系统、进料子系统；

其中，所述卸料子系统、干燥子系统、识别子系统、分拣子系统、计量分装子系统、配料子系统、混合子系统、破碎子系统、筛分子系统、造粒子系统、进料仓子系统、进料子系统依次进行连接。

在一个可能的实施方式中，所述卸料子系统用于将所述危险固体废弃物放入所述等离子熔融处理危险固废的一体化设备内；

所述干燥子系统用于干燥所述危险固体废弃物；

所述识别子系统、所述计量分装子系统、所述配料子系统、所述混合子系统相互配合，用于对所述危险固体废弃物进行配料成分和数量的选择；

所述分拣子系统用于将所述危险固体废弃物进行分类放置；

所述破碎子系统与所述筛分子系统相互配合，用于筛选出预设粒径范围的混合物料，将所述混合物料送入进料仓子系统；

所述造粒子系统用于将所述混合物料处理成满足预设要求的形状以及粒径；

所述进料仓子系统用于存储满足预设要求的形状以及粒径的混合物料；

所述进料子系统用于将满足预设要求的形状以及粒径的混合物料送入所述主处理系统。

在一个可能的实施方式中，所述卸料子系统包括原料卸料模块以及配料卸料模块，用于将所述危险固体废弃物以及配料放入所述等离子熔融处理危险固废的一体化设备内。

在一个可能的实施方式中，所述干燥子系统包括风干模块以及加热模块，用于采用低温烟气风干干燥为主以及电加热干燥为辅的方式干燥所述危险固体废弃物。

在一个可能的实施方式中，所述识别子系统包括原料识别模块以及配料识别模块，用于识别所述危险固体废弃物以及配料。

在一个可能的实施方式中，所述破碎子系统包括粗粉碎模块以及细研磨模块，用于对所述危险固体废弃物以及配料进行粗加工和精细研磨。

在一个可能的实施方式中，所述计量分装子系统包括原料计量分装模块、配料计量分装模块以及进料计量分装模块，用于所述危险固体废弃物、配料以及进料的计量和分装，确保物料配比合适，以及玻璃体的形成。

在一个可能的实施方式中，所述进料子系统包括螺旋进料器。

在一个可能的实施方式中，所述主处理系统包括：分解室子系统、等离子体熔融炉子系统、二次燃烧室子系统、二次飞灰再循环子系统。

在一个可能的实施方式中，所述等离子体熔融炉子系统包括：等离子体电弧炉；

其中，所述等离子体电弧炉侧面设置有进料口、二次飞灰入口和烟气排放口，下方设置有玻璃渣排放口、金属渣排放口。

在一个可能的实施方式中，所述等离子体电弧炉设计为惰性气氛。

在一个可能的实施方式中，所述二次燃烧室子系统的停留时间设计为2s以上。

在一个可能的实施方式中，所述二次飞灰再循环子系统前端与除尘器相连，后端与等离子体熔融炉相连。

在一个可能的实施方式中，所述后处理系统包括：热交换子系统、烟气治理子系统、排气子系统以及水循环子系统；

其中，所述热交换子系统用于回收系统余热；

所述烟气治理子系统用于烟气的净化以及颗粒物的回收利用；

所述排气子系统用于烟气的顺利排放；

所述水循环子系统用于为系统提供恒温循环水，泵为循环水提供动力。

在一个可能的实施方式中，所述热交换子系统包括烟气骤冷模块、玻璃体骤冷模块以及金属骤冷模块。

在一个可能的实施方式中，所述烟气治理子系统包括除尘模块、脱酸模块、脱汞模块。

在一个可能的实施方式中，所述脱酸模块包括脱硫子模块和脱氯子模块。

在一个可能的实施方式中，所述排气子系统包括风机、烟囱。

在一个可能的实施方式中，所述控制系统包括原料预处理控制子系统、主处理控制子系统、后处理控制子系统。

本发明实施例提供的等离子熔融处理危险固废的一体化设备，通过控制系统实现等离子熔融处理危险固废的一体化设备，可以满足不同类型危险固体废弃物的处理，提高了设备的适用性范围和工作效率，可以实现危险固体废弃物无害化处理的生产需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种等离子熔融处理危险固废的一体化设备的结构示意图；

图2为本发明实施例的另一种等离子熔融处理危险固废的一体化设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明实施例的限定。

在本发明实施例中，提供一种等离子熔融处理危险固废的一体化设备，实现有效减少危险固废体积，通过原料预处理和主处理系统的优化设计提高等离子熔融处理危险固废的处理能力和效果，把危险固废转变成稳定的且没有毒性的玻璃化固体，并作为建筑材料再利用，同时有效回收相关的余热，深度除尘技术，高效回收颗粒物，微细颗粒物排放达到15mg/m3。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种等离子熔融处理危险固废的一体化设备的结构示意图，该设备包括：原料预处理系统1、主处理系统2、后处理系统3以及控制系统4，其中，所述原料预处理系统1与所述主处理系统2相连接，所述主处理系统2与所述后处理系统3相连接，所述控制系统4与所述原料预处理系统1、所述主处理系统2、所述后处理系统3分别连接；

所述原料预处理系统1用于危险固体废弃物的预处理；

所述主处理系统2用于危险固体废弃物的分解、熔融，以及玻璃体的获取；

所述后处理系统3用于烟气的净化处理以及余热的回收利用；

所述控制系统4用于获取所述原料预处理系统1、所述主处理系统2、所述后处理系统3中的状态信息，以及针对所述状态信息的控制。

在本发明实施例的可选实施方式中，如图2所示，所述原料预处理系统1包括：

卸料子系统11、干燥子系统12、识别子系统13、分拣子系统14、计量分装子系统15、配料子系统16、混合子系统17、破碎子系统18、筛分子系统19、造粒子系统110、进料仓子系统111、进料子系统112；

其中，所述卸料子系统11、干燥子系统12、识别子系统13、分拣子系统14、计量分装子系统15、配料子系统16、混合子系统17、破碎子系统18、筛分子系统19、造粒子系统110、进料仓子系统111、进料子系统112依次进行连接。

在本发明实施例的可选实施方式中，所述卸料子系统11用于将所述危险固体废弃物放入所述等离子熔融处理危险固废的一体化设备内；所述干燥子系统12用于干燥所述危险固体废弃物，降低含水量，提高等离子体熔融炉热效率；通过所述识别子系统13、所述计量分装子系统15、所述配料子系统16、所述混合子系统17相互配合，用于对所述危险固体废弃物进行配料成分和数量的选择，可以降低等离子体熔融炉和二燃室的工作温度至1000℃左右；所述分拣子系统14用于将所述危险固体废弃物进行分类放置，便于后续高效地因物制宜处理；所述破碎子系统18与所述筛分子系统19相互配合，用于筛选出预设粒径范围的混合物料，将所述混合物料送入进料仓子系统111；所述造粒子系统110用于将所述混合物料处理成满足预设要求的形状以及粒径，便于与其他系统的配合；所述进料仓子系统111用于存储满足预设要求的形状以及粒径的混合物料；所述进料子系统112用于将满足预设要求的形状以及粒径的混合物料送入所述主处理系统2。

在本发明实施例的可选实施方式中，所述卸料子系统11包括原料卸料模块以及配料卸料模块，用于将所述危险固体废弃物以及配料放入所述等离子熔融处理危险固废的一体化设备内。

在本发明实施例的可选实施方式中，所述干燥子系统12包括风干模块以及加热模块，用于采用低温烟气风干干燥为主以及电加热干燥为辅的方式干燥所述危险固体废弃物。

在本发明实施例的可选实施方式中，所述识别子系统13包括原料识别模块以及配料识别模块，用于识别所述危险固体废弃物以及配料。

在本发明实施例的可选实施方式中，所述破碎子系统18包括粗粉碎模块以及细研磨模块，用于对所述危险固体废弃物以及配料进行粗加工和精细研磨。

在本发明实施例的可选实施方式中，所述计量分装子系统15包括原料计量分装模块、配料计量分装模块以及进料计量分装模块，用于所述危险固体废弃物、配料以及进料的计量和分装，确保物料配比合适，以及玻璃体的形成。

在本发明实施例的可选实施方式中，所述进料子系统112包括螺旋进料器，也可以采用振动进料。

在本发明实施例的可选实施方式中，所述主处理系统2包括：分解室子系统21、等离子体熔融炉子系统22、二次燃烧室子系统23、二次飞灰再循环子系统24，分解室子系统21、等离子体熔融炉子系统22、二次燃烧室子系统23的配合使用，热解之后进行熔融和燃烧，可以大大减少二噁英的产生，可以减低处理温度，更加节能环保。

在本发明实施例的可选实施方式中，所述等离子体熔融炉子系统22包括：等离子体电弧炉，不需要设置气化室以及等离子发生装置冷却装置，降低系统的复杂性，可有效提高系统的可靠性；

其中，所述等离子体电弧炉侧面设置有进料口、二次飞灰入口和烟气排放口，下方设置有玻璃渣排放口、金属渣排放口。

在本发明实施例的可选实施方式中，所述等离子体电弧炉设计为惰性气氛。

在本发明实施例的可选实施方式中，所述二次燃烧室子系统23的停留时间设计为2s以上。

在本发明实施例的可选实施方式中，所述二次飞灰再循环子系统24前端与除尘器相连，后端与等离子体熔融炉相连，可以避免危险固体废弃物的二次污染，危险固体废弃物的再利用率几乎达到100％。

在本发明实施例的可选实施方式中，所述后处理系统3包括：热交换子系统31、烟气治理子系统32、排气子系统33以及水循环子系统34；

其中，所述热交换子系统31用于回收系统余热；

所述烟气治理子系统32用于烟气的净化以及颗粒物的回收利用；

所述排气子系统33用于烟气的顺利排放；

所述水循环子系统34用于为系统提供恒温循环水，泵为循环水提供动力。

在本发明实施例的可选实施方式中，所述热交换子系统31包括烟气骤冷模块311、玻璃体骤冷模块312以及金属骤冷模块313，通过烟气骤冷模块311、玻璃体骤冷模块312以及金属骤冷模块313的相互配合，可以实现工作气体(氮气)和物料的梯级预热，余热锅炉发电以及循环冷却水的梯级利用。

在本发明实施例的可选实施方式中，所述烟气治理子系统32包括除尘模块321、脱酸模块322、脱汞模块323，除尘模块321可以对烟气中的小颗粒进行凝聚，并回收送至等离子体熔融炉进行再处理，脱酸模块322用于脱除烟气中的酸性物质，脱汞模块323脱除烟气中的汞，金属制品的携带物。

在本发明实施例的可选实施方式中，所述脱酸模块322包括脱硫子模块3221和脱氯子模块3222，脱氯子模块3222可以脱除医疗废弃物中的氯。

在本发明实施例的可选实施方式中，所述排气子系统33包括风机331、烟囱332，风机332可以为烟气提供动力。

在本发明实施例的可选实施方式中，所述控制系统4包括原料预处理控制子系统41、主处理控制子系统42、后处理控制子系统43。

其中，原料预处理控制子系统41可以测量、监视、控制并记录原料预处理过程中的温度、压力、重量、导向、传动等数据，与原料预处理系统1的各个环节形成反馈，保障系统预处理过程的安全高效进行；主处理控制子系统42可以测量、监视、控制并记录主体工作过程中的温度、压力、气氛、流量、功率等数据，与主处理系统2的各个环节形成反馈，保障系统主体工作过程的安全高效进行；后处理控制子系统43可以测量、监视、控制并记录原料预处理过程中的温度、压力、流量、重量、功率等数据，与后处理系统3的各个环节形成反馈，保障系统后处理过程的安全高效进行。

本发明实施例提供的等离子熔融处理危险固废的一体化设备，具有以下有效效果：

1、本发明能够通过人员操控或自主工作实现等离子熔融处理危险固废的一体化设备各主要系统的测量、监视、控制及记录。通过控制系统4实现等离子熔融处理危险固废的一体化设备及工艺的智能化，可以满足不同类型危险固体废弃物的处理，提高了设备的适用性范围和工作效率，可以实现危险固体废弃物无害化处理的生产需求；

2、本发明能够通过原料预处理系统，提高等离子熔融处理危险固废的效率，降低工作温度；

3、本发明采用等离子体电弧炉等离子体熔融炉，与等离子炬炉相比，不需要设置气化室以及等离子发生装置冷却装置；

4、本发明能够通过参数设计和智能控制，满足不同处理能力的需求；

5、本发明二次飞灰再循环子系统24前端与除尘器相连，后端与等离子体熔融炉相连，可以避免危险固体废弃物的二次污染，危险固体废弃物的再利用率几乎达到100％；

6、本发明热交换子系统31设有玻璃体骤冷模块312以及金属骤冷模块313，可以满足余热高效回收利用的生产需求，提高余热资源利用效率；

7、本发明烟气治理子系统32设有烟气凝聚模块以及针对医疗危险固废的脱氯模块，能够大大降低污染物的排放。

基于上述等离子熔融处理危险固废的一体化设备，本发明实施例提供一种危险固废的处理工艺：

物料从输运装置中通过卸料子系统11进入系统；卸料子系统11与干燥子系统12相连，物料进入干燥子系统12干燥脱水；进入识别子系统13，对物料进行识别；通过分拣子系统14进入计量分装子系统15进行计量和分装；进入配料子系统16完成配料，达到一定的成分；进入混合子系统17混合，实现物料均匀化；进入破碎子系统18，降低物料孔隙率；进入筛分子系统19，满足破碎要求的进入造粒子系统110，不满足要求的返回破碎子系统18破碎；进入造粒子系统110造粒；进入进料仓子系统111，存储和准备送入主处理系统2；进入进料子系统112，送入主处理系统2，原料预处理系统完成；

进入分解室子系统21完成物料预分解，实现部分不容易熔融物的处理；进入等离子体熔融炉子系统22，产生的烟气通过烟气排放口排出。模式1：玻璃体通过下方玻璃渣排放口排出，金属通过下方金属渣排放口排出；玻璃体进入玻璃体骤冷模块312(风冷或水冷)，经输送机送入运输车；金属进入金属骤冷模块313，经输送机送入运输车；烟气带走的飞灰进入除尘模块321，收集后送入等离子体熔融炉子系统22；结束。模式2：将液态的玻璃渣坩埚直接浇到填埋场，结束。

烟气流程：从等离子体熔融炉子系统22，产生的烟气通过烟气排放口排出，进入二燃室子系统，处理烟气中残存的可燃物；进入热交换子系统31，回收烟气中余热进行利用；进入烟气治理子系统32，处理烟气中的污染物，使之达标排放；经过排气子系统33经烟囱排放，结束。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件系统，或者二者的结合来实施。软件系统可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。