專利名稱：含氯含硅廢棄物懸浮態(tài)流化焚燒水解系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于多晶硅、有機(jī)硅化工廠含氯含硅廢棄物處理環(huán)保領(lǐng)域，具體涉及一種懸浮態(tài)流化焚燒水解含氯含硅廢棄物系統(tǒng)及方法。所述的含氯含硅廢棄物可以為廢氣、廢液或廢固三種形態(tài)。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)多晶硅和有機(jī)硅廠數(shù)量眾多，生產(chǎn)中副產(chǎn)了大量含氯硅 的廢棄物需要處理，這些物質(zhì)極大的污染了環(huán)境，但是處理難度很大。目前一般處理方法是水解之后簡(jiǎn)單的填埋處理，不但運(yùn)行成本高(消耗大量的堿來(lái)中和)，運(yùn)行安全隱患多(水解生成的可燃?xì)怏w易爆)，即使處理后的填埋處理也同樣會(huì)污染環(huán)境。采用焚燒處理是比較徹底的一種處理方式。目前也得到了一定的應(yīng)用，如申請(qǐng)人早先申請(qǐng)的專利CN101694298A含氯含硅廢液廢氣無(wú)公害處理方法和專利CN201858651U含氯含硅廢液、廢氣無(wú)公害處理回收系統(tǒng)，有效的解決余熱回收裝置堵塞問(wèn)題，煙氣凈化后HCl去除率達(dá)99%，煙氣粉塵含量小，煙氣排放達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。但也存在問(wèn)題，具體為( I)含氯硅廢液焚燒不夠徹底，焚燒產(chǎn)物中含碳量高，現(xiàn)有焚燒爐無(wú)法進(jìn)行含氯硅廢渣焚燒處理；(2)含氯含硅廢棄物本身熱值極高，燃燒時(shí)在焚燒爐內(nèi)容易形成局部高溫區(qū)，生成的SiO2軟化、結(jié)疤，堵塞爐膛和燃燒器，甚至發(fā)生焚燒爐被熔融SiO2堵死事故，被迫停爐；(3)常規(guī)的含氯含硅廢棄物焚燒火焰溫度高，而且過(guò)量空氣系數(shù)相對(duì)較大(干基氧濃度6-10%)，在該燃燒工況下，廢液中的部分Cl元素本應(yīng)生成易于吸收、回收的HC1，卻被氧氣氧化為Cl2,導(dǎo)致煙氣中混有大量的Cl2很難再處理掉，如果處理干凈Cl2則運(yùn)行成本大幅增加；(4)煙氣中的SiO2不易捕集，導(dǎo)致對(duì)煙氣的余熱回收難度增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種含氯含硅廢棄物懸浮態(tài)流化焚燒水解系統(tǒng)及方法，其利用含氯硅廢棄物的水解物性，采用富含水蒸汽煙氣實(shí)現(xiàn)含氯含硅廢棄物無(wú)害化處理。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案一種含氯含硅廢棄物懸浮態(tài)流化焚燒水解系統(tǒng)，其包括燃燒器、濕熱煙氣發(fā)生爐、工業(yè)水噴槍、含硅含氯廢棄物給入裝置、流化床焚燒爐、高溫旋風(fēng)分離器、余熱鍋爐、高效除塵器、第一引風(fēng)機(jī)、HCl回收系統(tǒng)、堿洗塔、第二引風(fēng)機(jī)、煙囪、煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)、緩沖料倉(cāng)、多級(jí)錯(cuò)流冷卻床、包裝系統(tǒng)、流化風(fēng)機(jī)、助燃風(fēng)機(jī)；其中，燃燒器與濕熱煙氣發(fā)生爐的入口端連接，濕熱煙氣發(fā)生爐的出口端與流化床焚燒爐的底部煙氣入口連接，在濕熱煙氣發(fā)生爐的爐體前部設(shè)置若干只工業(yè)水噴槍，在濕熱煙氣發(fā)生爐的爐體后部設(shè)置二次風(fēng)入口；含硅含氯廢棄物給入裝置與流化床焚燒爐的爐體連接，流化床焚燒爐的頂部煙氣出口與高溫旋風(fēng)分離器的頂部煙氣入口連接；高溫旋風(fēng)分離器的頂部煙氣出口與余熱鍋爐的煙氣入口連接；高溫旋風(fēng)分離器的底部物料出口與緩沖料倉(cāng)的頂部入口連接；余熱鍋爐的煙氣出口與高效除塵器的頂部煙氣入口連接；余熱鍋爐的底部物料出口與緩沖料倉(cāng)的頂部入口連接；高效除塵器的頂部煙氣出口與第一引風(fēng)機(jī)的煙氣入口連接；高效除塵器的底部物料出口與緩沖料倉(cāng)的頂部入口連接；第一引風(fēng)機(jī)的煙氣出口分為兩路，一路連接煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)的煙氣入口，一路出口連接HCl回收系統(tǒng)的頂部入口 ；煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)的煙氣出口連接在流化床焚燒爐的爐體上、含硅含氯廢棄物給入裝置上方；HCl回收系統(tǒng)的底部出口與堿洗塔的下部煙氣入口連接，堿洗塔的上部煙氣出口與第二引風(fēng)機(jī)的煙氣入口連接，第二引風(fēng)機(jī)的煙氣出口連接煙囪；緩沖料倉(cāng)的底部物料出口和流化床焚燒爐的底部物料出口與多級(jí)錯(cuò)流冷卻床的 一側(cè)物料入口連接；多級(jí)錯(cuò)流冷卻床的另一側(cè)冷卻物料出口與包裝系統(tǒng)連接；多級(jí)錯(cuò)流冷卻床的底部流化風(fēng)入口與流化風(fēng)機(jī)的空氣出口連接，多級(jí)錯(cuò)流冷卻床的頂部流化風(fēng)出口連接煙囪。如上所述的一種含氯含硅廢棄物懸浮態(tài)流化焚燒水解系統(tǒng)，其所述的多級(jí)錯(cuò)流冷卻床同時(shí)作為空氣預(yù)熱器，空氣管箱入口連接助燃風(fēng)機(jī)，空氣管箱出口連接燃燒器的空氣入口和濕熱煙氣發(fā)生爐的二次風(fēng)入口 ；多級(jí)錯(cuò)流冷卻床的床體冷卻水管束進(jìn)口接工廠循環(huán)冷卻水上水，冷卻水管束出口接工廠循環(huán)冷卻水回水。如上所述的含氯含硅廢棄物懸浮態(tài)流化焚燒水解系統(tǒng)，其所述的多級(jí)錯(cuò)流沸騰冷卻床內(nèi)部設(shè)置有直立隔墻，限制物料的返混；隔墻間底部為在同一個(gè)水平高度的布風(fēng)板，布風(fēng)板下為相互獨(dú)立的流化風(fēng)風(fēng)室結(jié)構(gòu)。如上所述的一種含氯含硅廢棄物懸浮態(tài)流化焚燒水解系統(tǒng)，其所述的燃燒器為燃?xì)馊紵?、燃油燃燒器或油氣?lián)合燃燒器；所述的含硅含氯廢棄物給入裝置，當(dāng)廢棄物為固態(tài)時(shí)為抗腐蝕螺旋給料裝置或氣力輸送給料裝置，當(dāng)廢棄物為液態(tài)時(shí)為噴槍形式，當(dāng)廢棄物為氣態(tài)時(shí)為噴口形式；所述的流化床焚燒爐為帶有錐頂和錐底的直立設(shè)備，外形上為單臺(tái)圓形或方形設(shè)備，爐墻為全爐襯的絕熱爐墻或帶有水冷壁的水冷爐墻；所述的余熱鍋爐為水管鍋爐或火管鍋爐，產(chǎn)生中低壓飽和蒸汽；所述的高效除塵器為耐酸材質(zhì)布袋除塵器或電除塵器。本發(fā)明所述的一種系統(tǒng)的含氯含硅廢棄物懸浮態(tài)流化焚燒水解方法，其一次風(fēng)和燃料進(jìn)入燃燒器內(nèi)混合，燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔猓缓筮M(jìn)入濕熱煙氣發(fā)生爐；該高溫?zé)煔庠跐駸釤煔獍l(fā)生爐內(nèi)與通過(guò)工業(yè)水噴槍噴入的工業(yè)水混合，形成1000 1200°C高溫濕熱煙氣，然后高溫濕熱煙氣與二次風(fēng)混合形成流化高溫濕熱煙氣；從濕熱煙氣發(fā)生爐出來(lái)的流化高溫濕熱煙氣進(jìn)入流化床焚燒爐內(nèi)，含硅含氯廢棄物通過(guò)含硅含氯廢棄物給入裝置也進(jìn)入流化床焚燒爐內(nèi)，與流化高溫濕熱煙氣接觸發(fā)生水解反應(yīng)；從煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)來(lái)的循環(huán)冷煙氣從流化床焚燒爐下部給入，與水解反應(yīng)后生成的高溫水解煙氣混合，降低水解煙氣溫度，實(shí)現(xiàn)流化床焚燒爐的頂部出口處煙氣溫度為1100-12000C ;生成的固態(tài)顆粒被水解煙氣流化成懸浮狀態(tài)，通過(guò)流化床焚燒爐的頂部出口進(jìn)入高溫旋風(fēng)分離器內(nèi)進(jìn)行氣固分離；在高溫旋風(fēng)分離器分離后的SiO2粉料送至緩沖料倉(cāng)，除塵煙氣從高溫旋風(fēng)分離器的頂部出來(lái)后進(jìn)入余熱鍋爐換熱降溫至250-400°C，余熱鍋爐產(chǎn)生的低壓蒸汽供工廠其他單元使用，余熱鍋爐底部收集的SiO2粉料送至緩沖料倉(cāng)；從余熱鍋爐降溫后出來(lái)的煙氣進(jìn)入高效除塵器進(jìn)一步除塵后經(jīng)第一引風(fēng)機(jī)分為兩路，一路經(jīng)煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)給入流化床焚燒爐內(nèi)冷卻煙氣；一路進(jìn)入HCl回收系統(tǒng)洗滌回收煙氣中HCl氣體，制成15 31wt%的成品鹽酸溶液；在HCl回收系統(tǒng)洗滌后的煙氣經(jīng)過(guò)堿洗塔堿洗后通過(guò)第二引風(fēng)機(jī)進(jìn)入煙囪排放至大氣；自高溫旋風(fēng)分離器、余熱鍋爐和高效除塵器底部收集的SiO2粉料經(jīng)緩沖料倉(cāng)進(jìn)入多級(jí)錯(cuò)流冷卻床冷卻；其中，熱物料在多級(jí)錯(cuò)流冷卻床內(nèi)通過(guò)換熱管將熱量傳遞給管內(nèi)的助燃空氣，熱物料在多級(jí)錯(cuò)流冷卻床內(nèi)呈流態(tài)化狀態(tài)，流化空氣流化物料的同時(shí)冷卻物料；在最后一級(jí)床內(nèi)布置循環(huán)冷卻水換熱管使物料溫度冷卻至80°C以下，冷卻后的SiO2粉料送 去包裝系統(tǒng)包裝成袋；助燃風(fēng)機(jī)增壓的環(huán)境空氣經(jīng)多級(jí)錯(cuò)流冷卻床預(yù)熱至25(T30(TC作為一次助燃風(fēng)供給燃燒器，同時(shí)還作為調(diào)整流化床焚燒爐出口煙氣氧濃度的二次風(fēng)使用；流化風(fēng)機(jī)增壓環(huán)境空氣流化多級(jí)錯(cuò)流冷卻床內(nèi)高溫SiO2粉料，同時(shí)冷卻SiO2粉料，換熱后的流化風(fēng)從多級(jí)錯(cuò)流冷卻床頂部排出至煙 排放。如上所述的一種含氯含硅廢棄物懸浮態(tài)流化焚燒水解方法，其所述的含硅含氯廢棄物通過(guò)含硅含氯廢棄物給入裝置從流化床焚燒爐下部圓周上幾點(diǎn)同時(shí)噴入爐內(nèi)，與流化床焚燒爐下部來(lái)的流化高溫濕熱煙氣順流接觸并發(fā)生水解反應(yīng)。如上所述的一種含氯含硅廢棄物懸浮態(tài)流化焚燒水解方法，其所述的從煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)來(lái)的循環(huán)冷煙氣從流化床焚燒爐下部圓周上幾點(diǎn)同時(shí)給入，與爐膛內(nèi)水解反應(yīng)后生成的高溫水解煙氣混合，降低水解煙氣溫度。本發(fā)明的效果在于本發(fā)明所述的一種含氯含硅廢棄物懸浮態(tài)流化焚燒水解系統(tǒng)及方法，在實(shí)現(xiàn)含氯硅廢棄物無(wú)害化處理目的的同時(shí)，采用懸浮流態(tài)化技術(shù)將焚燒產(chǎn)物SiO2懸浮起來(lái)，保證能順利、連續(xù)將生成的SiO2帶出焚燒爐。合理的能量梯級(jí)利用使輸入工藝系統(tǒng)中的能量最大限度地轉(zhuǎn)化為有效能量。具體為(I)含氯含硅廢棄物在焚燒爐內(nèi)與水蒸汽發(fā)生反應(yīng)，Cl元素不存在氧化反應(yīng)，產(chǎn)物主要為HCl，大大減少了較難吸收處理的Cl2。(2)采用低溫?zé)煔庠傺h(huán)技術(shù)，有效控制焚燒爐內(nèi)水解溫度，使生成的SiO2顆粒性和流動(dòng)性好。(3)焚燒爐內(nèi)水解溫度低，SiO2無(wú)熔融態(tài)，耐火材料要求低，設(shè)備初次投資省，維護(hù)費(fèi)用低。(4)焚燒爐入口熱煙氣基本不含有機(jī)物，焚燒爐內(nèi)Cl元素轉(zhuǎn)化成二噁英的可能性幾乎沒(méi)有。(5)采用多級(jí)能量利用和煙氣再循環(huán)技術(shù)，整套工藝系統(tǒng)能耗低，節(jié)能效果明顯。(6)本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，提高了單位體積設(shè)備的處理效率，相對(duì)于傳統(tǒng)焚燒工藝，本工藝大大降低了整體設(shè)備的尺寸。以多晶硅廢棄物為例，采用本工藝，設(shè)備和投資是傳統(tǒng)焚燒裝置的50-70%即可，具有十分廣泛的推廣價(jià)值。(7)通過(guò)控制尾氣中的H2和Cl2含量，實(shí)現(xiàn)精確控制的目的。因?yàn)楦邷叵翲2和Cl2不能同時(shí)存在，而H2的存在危險(xiǎn)性(易爆)更大，因此通過(guò)這兩項(xiàng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)氧量的精確控制，保證煙氣中含有微量的Cl2即可，既避免了生成H2的易爆性，又盡可能的降低了煙氣中Cl2生成量降低了運(yùn)行成本。(8)本發(fā)明應(yīng)用流態(tài)化原理，采用懸浮爐形式，在避免現(xiàn)存焚燒技術(shù)的種種弊端情況下，對(duì)廢棄物的適應(yīng)性好 ，廢氣、廢液和廢固三種形式均能處理。(9)本發(fā)明可以解決在線運(yùn)行的含氯硅廢棄物焚燒處理裝置存在的技術(shù)難題，同時(shí)以往束手無(wú)策的含氯硅廢漿渣處理問(wèn)題，也可以迎刃而解。


圖I為本發(fā)明所述的一種含氯含硅廢棄物懸浮態(tài)流化焚燒水解系統(tǒng)示意圖。圖中1.燃燒器；2.濕熱煙氣發(fā)生爐；3.工業(yè)水噴槍；4.含硅含氯廢棄物給入裝置；5.流化床焚燒爐；6.高溫旋風(fēng)分離器；7.余熱鍋爐；8.高效除塵器；9.第一引風(fēng)機(jī)；10. HCl回收系統(tǒng)；11.堿洗塔；12.第二引風(fēng)機(jī)；13.煙囪；14.煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)；15.緩沖料倉(cāng)；16.多級(jí)錯(cuò)流冷卻床；17.包裝系統(tǒng)；18.流化風(fēng)機(jī)；19.助燃風(fēng)機(jī)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的一種含氯含硅廢棄物懸浮態(tài)流化焚燒水解系統(tǒng)及方法進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例I如圖I所示，本發(fā)明所述一種含氯含硅廢棄物懸浮態(tài)流化水解系統(tǒng)包括燃燒器I、濕熱煙氣發(fā)生爐2、工業(yè)水噴槍3、含硅含氯廢棄物給入裝置4、流化床焚燒爐5、高溫旋風(fēng)分離器6、余熱鍋爐7、高效除塵器8、第一引風(fēng)機(jī)9、HCl回收系統(tǒng)10、堿洗塔11、第二引風(fēng)機(jī)12、煙囪13、煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)14、緩沖料倉(cāng)15、多級(jí)錯(cuò)流冷卻床16、包裝系統(tǒng)17、流化風(fēng)機(jī)18、助燃風(fēng)機(jī)19。其中，燃燒器I與濕熱煙氣發(fā)生爐2的入口端連接，濕熱煙氣發(fā)生爐2的出口端與流化床焚燒爐5的底部煙氣入口連接，在濕熱煙氣發(fā)生爐2的爐體前部設(shè)置若干只工業(yè)水噴槍3，在濕熱煙氣發(fā)生爐2的爐體后部設(shè)置二次風(fēng)入口。含硅含氯廢棄物給入裝置4與流化床焚燒爐5的爐體連接，流化床焚燒爐5的頂部煙氣出口與高溫旋風(fēng)分離器6的頂部煙氣入口連接；高溫旋風(fēng)分離器6的頂部煙氣出口與余熱鍋爐7的煙氣入口連接；高溫旋風(fēng)分離器6的底部物料出口與緩沖料倉(cāng)15的頂部入口連接。余熱鍋爐7的煙氣出口與高效除塵器8的頂部煙氣入口連接；余熱鍋爐7的底部物料出口與緩沖料倉(cāng)15的頂部入口連接；高效除塵器8的頂部煙氣出口與第一引風(fēng)機(jī)9的煙氣入口連接；高效除塵器8的底部物料出口與緩沖料倉(cāng)15的頂部入口連接。第一引風(fēng)機(jī)9的煙氣出口分為兩路，一路連接煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)14的煙氣入口，一路出口連接HCl回收系統(tǒng)10的頂部入口 ；煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)14的煙氣出口連接在流化床焚燒爐5的爐體上、含硅含氯廢棄物給入裝置4上方。HCl回收系統(tǒng)10的底部出口與堿洗塔11的下部煙氣入口連接，堿洗塔11的上部煙氣出口與第二引風(fēng)機(jī)12的煙氣入口連接，第二引風(fēng)機(jī)12的煙氣出口連接煙囪13。
緩沖料倉(cāng)15的底部物料出口和流化床焚燒爐5的底部物料出口與多級(jí)錯(cuò)流冷卻床16的一側(cè)物料入口連接；多級(jí)錯(cuò)流冷卻床16的另一側(cè)冷卻物料出口與包裝系統(tǒng)17連接；多級(jí)錯(cuò)流冷卻床16的底部流化風(fēng)入口與流化風(fēng)機(jī)18的空氣出口連接，多級(jí)錯(cuò)流冷卻床16的頂部流化風(fēng)出口連接煙囪13。多級(jí)錯(cuò)流冷卻床16同時(shí)作為空氣預(yù)熱器，空氣管箱入口連接助燃風(fēng)機(jī)19，空氣管箱出口連接燃燒器I的空氣入口和濕熱煙氣發(fā)生爐2的二次風(fēng)入口 ；多級(jí)錯(cuò)流冷卻床16的床體冷卻水管束進(jìn)口接工廠循環(huán)冷卻水上水，冷卻水管束出口接工廠循環(huán)冷卻水回水。多級(jí)錯(cuò)流沸騰冷卻床16內(nèi)部設(shè)置有直立隔墻，限制物料的返混；隔墻間底部為在同一個(gè)水平高度的布風(fēng)板，布風(fēng)板下為相互獨(dú)立的流化風(fēng)風(fēng)室結(jié)構(gòu)。上述燃燒器I為燃?xì)馊紵?、燃油燃燒器或油氣?lián)合燃燒器。上述含硅含氯廢棄物給入裝置4，當(dāng)廢棄物為固態(tài)時(shí)為抗腐蝕螺旋給料裝置或氣力輸送給料裝置，當(dāng)廢棄物為液態(tài)時(shí)為噴槍形式，當(dāng)廢棄物為氣態(tài)時(shí)為噴口形式。上述流化床焚燒爐5為帶有錐頂和錐底的直立設(shè)備，外形上為單臺(tái)圓形或方形設(shè)備，爐墻為全爐襯的絕熱爐墻或帶有水冷壁的水冷爐墻。上述余熱鍋爐7為水管鍋爐或火管鍋爐，產(chǎn)生中低壓飽和蒸汽。上述高效除塵器8為耐酸材質(zhì)布袋除塵器或電除塵器。上述多級(jí)錯(cuò)流沸騰冷卻床16頂部空氣出口帶有旋風(fēng)式空氣過(guò)濾器。實(shí)施例2本發(fā)明所述的一種氯含硅廢棄物懸浮態(tài)流化焚燒水解方法，其采用實(shí)施例I所述的系統(tǒng)，具體過(guò)程如下一次風(fēng)和燃料進(jìn)入燃燒器I內(nèi)混合，燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔猓缓筮M(jìn)入濕熱煙氣發(fā)生爐2 ;該高溫?zé)煔庠跐駸釤煔獍l(fā)生爐2內(nèi)與通過(guò)工業(yè)水噴槍3噴入的工業(yè)水混合，形成1000 1200°C高溫濕熱煙氣(例如1000°c、110(rc或1200°c)，然后高溫濕熱煙氣與二次風(fēng)混合形成流化高溫濕熱煙氣。從濕熱煙氣發(fā)生爐2出來(lái)的流化高溫濕熱煙氣進(jìn)入流化床焚燒爐5內(nèi)，含硅含氯廢棄物通過(guò)含硅含氯廢棄物給入裝置4從流化床焚燒爐5下部圓周上幾點(diǎn)同時(shí)噴入爐內(nèi)，與流化床焚燒爐5下部來(lái)的流化高溫濕熱煙氣順流接觸并發(fā)生水解反應(yīng)。以SiCl4為例SiCl4+2H20=Si02+4HCl從煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)14來(lái)的循環(huán)冷煙氣從流化床焚燒爐5下部圓周上幾點(diǎn)同時(shí)給入，與爐膛內(nèi)水解反應(yīng)后生成的高溫水解煙氣混合，降低水解煙氣溫度，實(shí)現(xiàn)流化床焚燒爐5的頂部出口處煙氣溫度為1100-1200°C (例如1100°C、115(TC或1200°C );生成的固態(tài)顆粒被水解煙氣流化成懸浮狀態(tài)，通過(guò)流化床焚燒爐5的頂部出口進(jìn)入高溫旋風(fēng)分離器6內(nèi)進(jìn)行氣固分離。在高溫旋風(fēng)分離器6分離后的SiO2粉料送至緩沖料倉(cāng)15，除塵煙氣從高溫旋風(fēng)分離器6的頂部出來(lái)后進(jìn)入余熱鍋爐7換熱降溫至25(T400°C(例如250°C、300°C或400°C)，余熱鍋爐7產(chǎn)生的低壓蒸汽供工廠其他單元使用，余熱鍋爐7底部收集的SiO2粉料送至緩沖料倉(cāng)15 ；從余熱鍋爐7降溫后出來(lái)的煙氣進(jìn)入高效除塵器8進(jìn)一步除塵后經(jīng)第一引風(fēng)機(jī)9分為兩路，一路經(jīng)煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)14給入流化床焚燒爐5內(nèi)冷卻煙氣；一路進(jìn)入HCl回收系統(tǒng)10洗滌回收煙氣中HCl氣體，制成15 31wt%的成品鹽酸溶液；在HCl回收系統(tǒng)10洗滌后的煙氣經(jīng)過(guò)堿洗塔11堿洗后通過(guò)第二引風(fēng)機(jī)12進(jìn)入煙囪13排放至大氣，實(shí)現(xiàn)環(huán)保達(dá)標(biāo)排放。自高溫旋風(fēng)分離器6、余熱鍋爐7和高效除塵器8底部收集的SiO2粉料經(jīng)緩沖料倉(cāng)15進(jìn)入多級(jí)錯(cuò)流冷卻床16冷卻；其中，熱物料在多級(jí)錯(cuò)流冷卻床16內(nèi)通過(guò)換熱管將熱量傳遞給管內(nèi)的助燃空氣，熱物料在多級(jí)錯(cuò)流冷卻床16內(nèi)呈流態(tài)化狀態(tài)，流化空氣流化物料的同時(shí)冷卻物料；在最后一級(jí)床內(nèi)布置循環(huán)冷卻水換熱管使物料溫度冷卻至80°C以下，冷卻后的SiO2粉料送去包裝系統(tǒng)14包裝成袋；助燃風(fēng)機(jī)19增壓的環(huán)境空氣經(jīng)多級(jí)錯(cuò)流冷卻床16預(yù)熱至25(T30(TC作為一次助燃風(fēng)供給燃燒器1，同時(shí)還作為調(diào)整流化床焚燒爐5出口煙氣氧濃度的二次風(fēng)使用；流化風(fēng)機(jī)18增壓環(huán)境空氣流化多級(jí)錯(cuò)流冷卻床16內(nèi)高溫SiO2粉料，同時(shí)冷卻SiO2粉料，換熱后的流化風(fēng)從多級(jí)錯(cuò)流冷卻床16頂部排出至煙囪13排放。本發(fā)明工藝系統(tǒng)先用濕熱煙氣發(fā)生爐產(chǎn)生富含水蒸氣的熱風(fēng)，然后該濕熱風(fēng)進(jìn)入流化床焚燒爐同含硅氯廢棄物直接接觸，由于含硅氯廢棄物的易水解特性，在流化床焚燒爐內(nèi)迅速發(fā)生水解，實(shí)現(xiàn)含氯硅廢棄物的無(wú)害化處理。采用負(fù)壓運(yùn)行，有效避免煙氣中的 HCl泄露。同時(shí)通過(guò)控制進(jìn)入堿洗塔11前煙氣中的氯氣和氫氣等的濃度含量，來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)入濕熱煙氣發(fā)生爐2后部的二次風(fēng)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)控制焚燒爐內(nèi)氧氣含量的目的，達(dá)到控制含氯含硅廢棄物中Cl定向生成HCl的工藝目的。
權(quán)利要求
1.一種含氯含硅廢棄物懸浮態(tài)流化焚燒水解系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括燃燒器(I)、濕熱煙氣發(fā)生爐(2)、エ業(yè)水噴槍(3)、含硅含氯廢棄物給入裝置(4)、流化床焚燒爐(5)、高溫旋風(fēng)分離器(6)、余熱鍋爐(7)、高效除塵器(8)、第一引風(fēng)機(jī)(9)、HCl回收系統(tǒng)(10)、堿洗塔(11)、第二引風(fēng)機(jī)(12)、煙囪(13)、煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)(14)、緩沖料倉(cāng)(15)、多級(jí)錯(cuò)流冷卻床(16)、包裝系統(tǒng)(17)、流化風(fēng)機(jī)(18)、助燃風(fēng)機(jī)(19)； 其中，燃燒器(I)與濕熱煙氣發(fā)生爐(2)的入口端連接，濕熱煙氣發(fā)生爐(2)的出口端與流化床焚燒爐(5)的底部煙氣入口連接，在濕熱煙氣發(fā)生爐(2)的爐體前部設(shè)置若干只エ業(yè)水噴槍(3)，在濕熱煙氣發(fā)生爐(2)的爐體后部設(shè)置二次風(fēng)入口 ； 含硅含氯廢棄物給入裝置(4)與流化床焚燒爐(5)的爐體連接，流化床焚燒爐(5)的頂部煙氣出口與高溫旋風(fēng)分離器(6)的頂部煙氣入口連接；高溫旋風(fēng)分離器(6)的頂部煙氣出口與余熱鍋爐(7)的煙氣入口連接；高溫旋風(fēng)分離器(6)的底部物料出口與緩沖料倉(cāng)(15)的頂部入口連接； 余熱鍋爐(7)的煙氣出ロ與高效除塵器(8)的頂部煙氣入口連接；余熱鍋爐(7)的底部物料出口與緩沖料倉(cāng)(15)的頂部入口連接；高效除塵器(8)的頂部煙氣出口與第一引風(fēng)機(jī)(9)的煙氣入口連接；高效除塵器(8)的底部物料出口與緩沖料倉(cāng)(15)的頂部入口連接；第一引風(fēng)機(jī)(9)的煙氣出口分為兩路，一路連接煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)(14)的煙氣入口，一路出口連接HCl回收系統(tǒng)(10)的頂部入口 ；煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)(14)的煙氣出口連接在流化床焚燒爐(5)的爐體上、含硅含氯廢棄物給入裝置(4)上方； HCl回收系統(tǒng)(10 )的底部出ロ與堿洗塔(11)的下部煙氣入ロ連接，堿洗塔(11)的上部煙氣出口與第二引風(fēng)機(jī)(12)的煙氣入口連接，第二引風(fēng)機(jī)(12)的煙氣出口連接煙囪(13); 緩沖料倉(cāng)(15)的底部物料出口和流化床焚燒爐(5)的底部物料出口與多級(jí)錯(cuò)流冷卻床(16)的一側(cè)物料入口連接；多級(jí)錯(cuò)流冷卻床(16)的另ー側(cè)冷卻物料出口與包裝系統(tǒng)(17)連接；多級(jí)錯(cuò)流冷卻床(16)的底部流化風(fēng)入ロ與流化風(fēng)機(jī)(18 )的空氣出口連接，多級(jí)錯(cuò)流冷卻床(16 )的頂部流化風(fēng)出ロ連接煙囪(13 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種含氯含硅廢棄物懸浮態(tài)流化焚燒水解系統(tǒng)，其特征在干所述的多級(jí)錯(cuò)流冷卻床(16)同時(shí)作為空氣預(yù)熱器，空氣管箱入口連接助燃風(fēng)機(jī)(19)，空氣管箱出口連接燃燒器(I)的空氣入口和濕熱煙氣發(fā)生爐(2)的二次風(fēng)入口 ；多級(jí)錯(cuò)流冷卻床(16)的床體冷卻水管束進(jìn)ロ接エ廠循環(huán)冷卻水上水，冷卻水管束出口接エ廠循環(huán)冷卻水回水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含氯含硅廢棄物懸浮態(tài)流化焚燒水解系統(tǒng)，其特征在于所述的多級(jí)錯(cuò)流沸騰冷卻床(16)內(nèi)部設(shè)置有直立隔墻，限制物料的返混；隔墻間底部為在同ー個(gè)水平高度的布風(fēng)板，布風(fēng)板下為相互獨(dú)立的流化風(fēng)風(fēng)室結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種含氯含硅廢棄物懸浮態(tài)流化焚燒水解系統(tǒng)，其特征在于 所述的燃燒器(I)為燃?xì)馊紵鳌⑷加腿紵骰蛴蜌饴?lián)合燃燒器； 所述的含硅含氯廢棄物給入裝置(4)，當(dāng)廢棄物為固態(tài)時(shí)為抗腐蝕螺旋給料裝置或氣力輸送給料裝置，當(dāng)廢棄物為液態(tài)時(shí)為噴槍形式，當(dāng)廢棄物為氣態(tài)時(shí)為噴ロ形式； 所述的流化床焚燒爐(5)為帶有錐頂和錐底的直立設(shè)備，外形上為單臺(tái)圓形或方形設(shè)備，爐墻為全爐襯的絕熱爐墻或帶有水冷壁的水冷爐墻；所述的余熱鍋爐(7)為水管鍋爐或火管鍋爐，產(chǎn)生中低壓飽和蒸汽； 所述的高效除塵器(8)為耐酸材質(zhì)布袋除塵器或電除塵器。
5.ー種采用權(quán)利要求I至4所述的任意一種系統(tǒng)的含氯含硅廢棄物懸浮態(tài)流化焚燒水解方法，其特征在干 一次風(fēng)和燃料進(jìn)入燃燒器(I)內(nèi)混合，燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔?，然后進(jìn)入濕熱煙氣發(fā)生爐(2);該高溫?zé)煔庠跐駸釤煔獍l(fā)生爐(2)內(nèi)與通過(guò)エ業(yè)水噴槍(3)噴入的エ業(yè)水混合，形成.1000 1200°C高溫濕熱煙氣，然后高溫濕熱煙氣與二次風(fēng)混合形成流化高溫濕熱煙氣；從濕熱煙氣發(fā)生爐(2)出來(lái)的流化高溫濕熱煙氣進(jìn)入流化床焚燒爐(5)內(nèi)，含硅含氯廢棄物通過(guò)含硅含氯廢棄物給入裝置(4)也進(jìn)入流化床焚燒爐(5)內(nèi)，與流化高溫濕熱煙氣接觸發(fā)生水解反應(yīng)；從煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)(14)來(lái)的循環(huán)冷煙氣從流化床焚燒爐(5)下部給入，與水解反應(yīng)后生成的高溫水解煙氣混合，降低水解煙氣溫度，實(shí)現(xiàn)流化床焚燒爐(5)的頂部出ロ處煙氣溫度為1100-1200°C ;生成的固態(tài)顆粒被水解煙氣流化成懸浮狀態(tài)，通過(guò)流化床焚燒爐(5)的頂部出口進(jìn)入高溫旋風(fēng)分離器(6)內(nèi)進(jìn)行氣固分離； 在高溫旋風(fēng)分離器(6)分離后的SiO2粉料送至緩沖料倉(cāng)(15)，除塵煙氣從高溫旋風(fēng)分離器(6)的頂部出來(lái)后進(jìn)入余熱鍋爐(7)換熱降溫至250-400°C，余熱鍋爐(7)產(chǎn)生的低壓蒸汽供エ廠其他単元使用，余熱鍋爐(7)底部收集的SiO2粉料送至緩沖料倉(cāng)(15)； 從余熱鍋爐(7)降溫后出來(lái)的煙氣進(jìn)入高效除塵器(8)進(jìn)ー步除塵后經(jīng)第一引風(fēng)機(jī)(9)分為兩路，一路經(jīng)煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)(14)給入流化床焚燒爐(5)內(nèi)冷卻煙氣；一路迸入HCl回收系統(tǒng)(10)洗滌回收煙氣中HCl氣體，制成15 31wt%的成品鹽酸溶液； 在HCl回收系統(tǒng)(10)洗滌后的煙氣經(jīng)過(guò)堿洗塔(11)堿洗后通過(guò)第二引風(fēng)機(jī)(12)進(jìn)入煙囪(13)排放至大氣； 自高溫旋風(fēng)分離器(6)、余熱鍋爐(7)和高效除塵器(8)底部收集的SiO2粉料經(jīng)緩沖料倉(cāng)(15)進(jìn)入多級(jí)錯(cuò)流冷卻床(16)冷卻；其中，熱物料在多級(jí)錯(cuò)流冷卻床(16)內(nèi)通過(guò)換熱管將熱量傳遞給管內(nèi)的助燃空氣，熱物料在多級(jí)錯(cuò)流冷卻床(16)內(nèi)呈流態(tài)化狀態(tài)，流化空氣流化物料的同時(shí)冷卻物料；在最后ー級(jí)床內(nèi)布置循環(huán)冷卻水換熱管使物料溫度冷卻至.80°C以下，冷卻后的SiO2粉料送去包裝系統(tǒng)(14)包裝成袋；助燃風(fēng)機(jī)(19)增壓的環(huán)境空氣經(jīng)多級(jí)錯(cuò)流冷卻床(16)預(yù)熱至25(T300°C作為一次助燃風(fēng)供給燃燒器(1)，同時(shí)還作為調(diào)整流化床焚燒爐(5)出ロ煙氣氧濃度的二次風(fēng)使用；流化風(fēng)機(jī)(18)增壓環(huán)境空氣流化多級(jí)錯(cuò)流冷卻床(16)內(nèi)高溫SiO2粉料，同時(shí)冷卻SiO2粉料，換熱后的流化風(fēng)從多級(jí)錯(cuò)流冷卻床(16)頂部排出至煙囪(13)排放。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種含氯含硅廢棄物懸浮態(tài)流化焚燒水解方法，其特征在于所述的含硅含氯廢棄物通過(guò)含硅含氯廢棄物給入裝置(4)從流化床焚燒爐(5)下部圓周上幾點(diǎn)同時(shí)噴入爐內(nèi)，與流化床焚燒爐(5)下部來(lái)的流化高溫濕熱煙氣順流接觸并發(fā)生水解反應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種含氯含硅廢棄物懸浮態(tài)流化焚燒水解方法，其特征在于所述的從煙氣循環(huán)風(fēng)機(jī)(14)來(lái)的循環(huán)冷煙氣從流化床焚燒爐(5)下部圓周上幾點(diǎn)同時(shí)給入，與爐膛內(nèi)水解反應(yīng)后生成的高溫水解煙氣混合，降低水解煙氣溫度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種含氯含硅廢棄物懸浮態(tài)流化焚燒水解系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括依次連接的燃燒器、濕熱煙氣發(fā)生爐、含硅含氯廢棄物給入裝置、流化床焚燒爐、高溫旋風(fēng)分離器、余熱鍋爐、高效除塵器、第一引風(fēng)機(jī)、HCl回收系統(tǒng)、堿洗塔、第二引風(fēng)機(jī)、煙囪等。該方法先用濕熱煙氣發(fā)生爐產(chǎn)生富含水蒸氣的熱風(fēng)，然后該濕熱風(fēng)進(jìn)入流化床焚燒爐同含硅氯廢棄物直接接觸，由于含硅氯廢棄物的易水解特性，在流化床焚燒爐內(nèi)迅速發(fā)生水解，實(shí)現(xiàn)含氯硅廢棄物的無(wú)害化處理。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，大大降低了整體設(shè)備的尺寸，合理的能量梯級(jí)利用使輸入工藝系統(tǒng)中的能量最大限度地轉(zhuǎn)化為有效能量。
文檔編號(hào)B01D53/78GK102679368SQ201210151259
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者姜振華, 李永勝, 李超 申請(qǐng)人:北京航天動(dòng)力研究所