CN104421943A - 废电机以及带有机物的其它废料的环保处置工艺及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废电机以及带有机物的其它废料的环保处置工艺及其系统，包括：废电机的前期分离：废电机的热处理炉热解处理；烟气二次燃烧处理；余热回收处理；烟气骤冷处理；前置活性炭吸附处理；除尘处理；后置活性炭吸附处理；脱硫处理；最后则将烟气达标排放。本发明的有益效果是：真空加热有助于有机物的热解气化，通过燃具使得热解气体充分燃烧，尾气通过骤冷处理而减少二恶英生成，达到排放标准的同时可以节约能源，真正做到节能减排。

Description

废电机以及带有机物的其它废料的环保处置工艺及其系统

技术领域

本发明涉及一种废电机以及带有机物的其它废料的环保处置工艺及其系统。

背景技术

目前，台州再生金属产业每年拆解利用金属固废约300万吨，其中国外直接进口200多万吨，转港及国内回收约100万吨，经拆解加工获得再生铜约50万吨，再生铝约20万吨，再生钢铁约220万吨，以及再生铅、锌、镁、钼、金、银等各种资源，总体资源再生回收率达到约97%，成为一座取之不尽、用之不竭的“城市富矿”。大量物美价廉的再生金属资源为台州乃至浙江的制造业提供了明显的价格竞争优势，为促进区域经济的发展作出了巨大贡献。

然而，台州再生金属产业在创造巨大资源贡献的同时，一直处于被社会争论的状态，究其原因，就是在拆解回收过程中，还存在着部分污染环境的问题。自本世纪倡导循环经济以来，再生金属产业在宏观上的积极意义逐渐为人们所认识、所接受，与采掘冶炼金属相比，金属资源再生节能减排效益十分显著。但从微观角度而言，在金属资源再生过程中，如不能妥善处理二次污染问题，将污染水平控制在合理可接受范围之内，则也会严重影响金属资源再生产业的正常发展道路。

作为金属再生产业的领军企业，我公司一直以保护生态环境、促进行业升级转型为己任，为提高再生金属产业的绿色科技水平作出了不懈的努力。公司进口废旧电机、电线电缆和废五金等废旧金属，通过对这些混合废旧金属的拆解，获得铜、铝、钢铁等再生金属资源。其中在对废电机拆解过程中，由于定子铜线圈浸有树脂类物质而难以直接拆解，需要进行热解处理。早期普遍采用露天焚烧的方法，该方法主要存在以下问题：a、焚烧后产生大量的飞灰以及有害气体，没有后续环保设备加以控制，飞灰以及有害气体未能妥善处理,空气污染严重；b、焚烧操作现场环境较差，对一线操作人员的身体健康造成了不良影响；c、在焚烧回收的过程中,由于无法控制加热温度，存在未能烧好以及过烧问题，导致金属资源回收利用率下降，且能源浪费现象严重。后来逐步以焚烧炉取代露天焚烧，但废气污染问题一直不能得到有效解决。针对这个问题，公司投入大量人力财力，对焚烧热解炉技术进行多次研发改进。早在2003年，公司与某某设备有限公司合作，研制出一种“可控高温分解炉”，俗称“热洁炉”，使废气污染问题得到了一定程度的改善。但是热洁炉仍然存在许多不足，如：容量小，自动化程度低，工作效率不高，尤其是未能对排放烟气进行有效的净化处理。为了彻底解决这一问题，真正使再生金属回收利用成为现代化、环保型的产业，公司决定继续发扬创业创新的精神，与某某设计研究院等国内知名技术机构合作，在公司研发建设HTF-45型环保加热处理炉，使废旧电机加热处理工艺得到突破性的提升，妥善解决废气排放的污染问题，为推进金属再生产业技术进步再次做出表率。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种占地少、体积小、设备维修成本低、自动化程度高且废气排放量少的废电机以及带有机物的其它废料的环保处置工艺及其系统，其能够彻底解决本领域其它设备难以克服的废气排放不达标的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种废电机以及带有机物的其它废料的环保处置工艺，包括：

利用热处理炉具对无法在常态下分离出铜与钢片的废电机于真空条件下热解处理，废电机热解温度t0介于300℃-500℃；

利用二次燃烧室对来自热处理炉具的废气进行焚烧处理，焚烧温度t1介于950℃～1100℃之间，废气在二次燃烧室停留时间大于2秒，二次燃烧室入口配备副燃烧器而作为点火助燃设备，当用于监测二次燃烧室出口烟气温度的温度传感器探测到出口烟气温度t2低于950℃时，则温度传感器将此信号传递至副燃烧器控制设备，从而启动副燃烧器工作；

利用换热器对二次燃烧室的烟气排放通道中的热量进行回收并用于加热洁净空气而作为二次燃烧室的助燃风；

利用骤冷装置对二次燃烧室所排废气进行骤冷处理；

利用活性炭对经过骤冷处理的废气进行吸附；

利用除尘设备对经过活性炭吸附的废气进行除尘作业；

利用活性炭对经过除尘设备处理的废气进行二次吸附；

利用脱硫喷淋塔对经过活性炭二次吸附的废气进行脱硫处理；

废电机经过热处理炉具处理后进行铜与钢片的分离作业，经过脱硫喷淋塔处理的废气排入大气中。

一种用于废电机以及带有机物的其它废料的环保处置工艺的系统，其具有：

用于对待回收物中的有机物进行热解气化的真空加热单元，其具有可燃烧热解气体的排放口；

用于可燃烧废气燃烧的燃烧单元，其具有与排放口相通的燃烧室,该燃烧室设有排烟通道；

设于排烟通道且用于回收所排烟气热量的换热器，其具有作为冷流体的入口端以及经过换热后的换热流体出口端，换热流体出口端通向燃烧室；

对来自燃烧单元的排放废气进行骤冷处理的骤冷单元；

活性炭喷射系统，其具向进出骤冷单元的废气通道喷射活性炭的喷头；

处理来自骤冷单元所排含尘废气的除尘单元；

接收来自除尘单元所排废气的喷淋单元，其具有气体排出口。

进一步，所述真空加热单元为真空感应加热炉。

进一步，所述燃烧单元具有：燃烧室，其内设温度传感器，所述温度传感器信号输出端接于除尘单元的除尘风机；设于燃烧室入口处且作为点火助燃设备的副燃烧器；所述燃烧室设有焦炭/催化剂。

进一步，所述除尘单元具有：布袋除尘器；对除尘风机进行变频控制的除尘风机变频控制器；安装于布袋除尘器内的烟尘浓度传感器，其信号输出端接于除尘风机变频控制器。

进一步，所述冷却单元采用气体骤冷器。

进一步，所述喷淋单元采用喷淋塔。

进一步，所述换热器的换热通道安装有由变频控制器控制的风机。

进一步，所述真空感应加热炉为立式真空感应加热炉/卧式真空感应加热炉。

如本文所述的待回收物，其可以为废旧电机以及其它表面包裹有有机物的废旧五金器具。

对于颗粒污染物而言，其主要成分是在热解过程中产生的碳粒和灰粉；对于气体污染物及废气而言，其主要成分是CO、CO2、NOx、SO2、HC1、TSP、PM10以及其它易挥发的金属锌的氧化物。而对于烟尘的治理方案则是：采用高效布袋收尘设备，可以使烟气中大于2微米的颗粒得到回收，回收率可以达到99%，并可以使烟气含尘量达到国家标准，烟尘排放为林格曼黑度1级。

本发明的有益效果是：

（1）利用机械设备将废电机的铜与钢片在常态下分离，而后将未能分离的铜与钢片进行热解，热解后的铜线与钢片可以轻松实现分离。

（2）将废电机在热解炉内进行热解，使之温度达到300-500摄氏度左右，再惦记绝缘漆软化分离的条件下就可以实现铜与钢片分离，之后烟气进入燃烧单元充分燃烧，这样不仅避免浪费燃料，而且可以极大程度降低污染物排放，提高后续拆解回收效率，简化回收过程。

（3）整套设备维修成本低，自动化程度高，排放量少，能彻底解决其它炉具难以克服的废气排放不达标的问题。

附图说明

图1为废电机以及带有机物的其它废料的环保处置工艺流程图。

图2为废电机以及带有机物的其它废料的环保处置工艺的系统结构示意图一。

图3为废电机以及带有机物的其它废料的环保处置工艺的系统结构示意图二。

图中，1-真空加热单元；2-燃烧单元；3-换热器；4-骤冷单元；5-活性炭喷射系统；6-除尘单元；7-喷淋单元；8-轨道；9-感应加热室；10-运输工具；11-隔断门；12-燃料室；13-预热室；14-冷却室；15-进风管；16-风机。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1，一种废电机以及带有机物的其它废料的环保处置工艺，包括：

前期分离：利用机械设备将废电机的铜与钢片在常态下分离，前期分离有助于最大限度降低需要热解处理的废电机体量，对于能够直接分离的铜与钢片进行深加工获得铜线、铜杆、阳极铜等回收物。

热处理炉热解处理：利用热处理炉具对无法在常态下分离出铜与钢片的废电机于真空条件下热解处理，废电机绝缘漆软化分离的条件下，热解后的铜线与钢片可轻松实现分离，废电机热解温度t0介于300℃-500℃，之后烟气进入二次燃烧室充分燃烧，可以极大程度降低污染物排放。

烟气二次燃烧处理：利用二次燃烧室对来自热处理炉具的废气进行焚烧处理，采用“3T”技术，即保证废气在适宜的温度（1000℃-1100℃）下充分燃烧；保持废气在焚烧区停留时间大于2秒；保持二次燃烧室内充分的气流搅动，以抑制二恶英和氮氧化合物的生成。焚烧温度t1介于950℃-1100℃之间也是允许的，废气在二次燃烧室停留时间大于2秒，给予废气中可燃物充分的时间进行燃烧，二次燃烧室入口配备副燃烧器而作为点火助燃设备，当用于监测二次燃烧室出口烟气温度的温度传感器探测到出口烟气温度t2低于950℃时，则温度传感器将此信号传递至副燃烧器控制设备，从而启动副燃烧器工作。

余热回收处理：利用换热器对二次燃烧室的烟气排放通道中的热量进行回收并用于加热洁净空气而作为二次燃烧室的助燃风，利用二次燃烧室所排烟来预热洁净空气而作为助燃风进入二次燃烧室，可节约15%-20%的能源。

烟气骤冷处理：利用骤冷装置对二次燃烧室所排废气进行骤冷处理。

前置活性炭吸附处理：利用活性炭对经过骤冷处理的废气进行吸附。

除尘处理：利用除尘设备对经过活性炭吸附的废气进行除尘作业，可以使得烟气中大于2微米的颗粒得到回收。

后置活性炭吸附处理：利用活性炭对经过除尘设备处理的废气进行二次吸附。

脱硫处理：利用脱硫喷淋塔对经过活性炭二次吸附的废气进行脱硫处理；

废电机经过热处理炉具处理后进行铜与钢片的分离作业，可得到国内工业大量需求的废铜线、矽钢片等金属材料，其回收物经济价值较高，经过脱硫喷淋塔处理的废气排入大气中。

参见图2，一种用于废电机以及带有机物的其它废料的环保处置工艺的系统，其具有：

用于对待回收物中的有机物进行热解气化的真空加热单元1，其具有可燃烧热解气体的排放口，其中，有机物囊括诸如铜线表面包覆的绝缘线以及零部件之间的其它有机物；

用于可燃烧废气燃烧的燃烧单元2，其具有与排放口相通的燃烧室,该燃烧室设有排烟通道；

设于排烟通道且用于回收所排烟气热量的换热器3，其具有作为冷流体的入口端以及经过换热后的换热流体出口端，换热流体出口端通向燃烧室；

对来自燃烧单元的排放废气进行骤冷处理的骤冷单元4；

活性炭喷射系统5，其具向进出骤冷单元的废气通道喷射活性炭的喷头；

处理来自骤冷单元所排含尘废气的除尘单元6；

接收来自除尘单元所排废气的喷淋单元7，其具有气体排出口。

所述真空加热单元为真空感应加热炉。

所述燃烧单元具有：燃烧室，其内设温度传感器，所述温度传感器信号输出端接于除尘单元的除尘风机；设于燃烧室入口处且作为点火助燃设备的副燃烧器；所述燃烧室设有焦炭/催化剂。

所述除尘单元具有：布袋除尘器；对除尘风机进行变频控制的除尘风机变频控制器；安装于布袋除尘器内的烟尘浓度传感器，其信号输出端接于除尘风机变频控制器。

所述冷却单元采用气体骤冷器。

所述喷淋单元采用喷淋塔。

所述换热器的换热通道安装有由变频控制器控制的风机。

所述活性炭喷射系统具有喷射头、喷射泵、活性炭粉斗、活性炭粉仓。

所述真空感应加热炉为立式真空感应加热炉/卧式真空感应加热炉，卧式真空感应加热炉采用水平入料方式，而立式真空感应加热炉以吊装方式上部入料，二者在炉具的入料方式上稍显差异，根据不同的入料需求进行选择，由于采用真空感应加热炉，在热解过程中没有引入空气，故而所排废气体量大幅度降低，有助于减轻后续处理环节的处理量，做到处理的高效。

该废电机以及带有机物的其它废料的环保处置工艺及其系统解决生产工艺中的难题，在实现节能降耗的同时，可实现环保、绿色拆解，整套设备和技术可以使废电机在热解过程中回收率达到99.9%-99.98%。

参见图3，该图示出了真空感应加热炉采用卧式真空感应加热炉的系统结构图，通向感应加热室9的轨道8，输送废电机等物料的小车等运输工具10沿着轨道进入真空加热单元的感应加热室9内进行热解处理，所述感应加热室的进出位置设有隔断门11，热解处理后的可燃烟气则进入燃烧单元2的燃烧室，该燃烧室设有燃料室12，在燃烧室处理后的可燃烟气则进行烟气骤冷处理，骤冷处理之前则利用换热器3对烟气进行余热回收处理，换热器设于燃烧单元的烟气排放通道，所述感应加热室的进出口分别设置有预热室13和冷却室14，冷却室14由风机16经由进风管15将冷却空气送入冷却室，对于冷却室的可利用循环热风则进入燃烧室，对于经过骤冷处理后的处理工艺参见图1，对于经过换热器换热后的气体可用于预热室，对待处理的物料进行提前预热处理。

文中略去对公知技术的描述。

Claims (9)

1.一种废电机以及带有机物的其它废料的环保处置工艺，包括：

利用热处理炉具对无法在常态下分离出铜与钢片的废电机于真空条件下热解处理，废电机热解温度t0介于300℃-500℃；

利用二次燃烧室对来自热处理炉具的废气进行焚烧处理，焚烧温度t1介于950℃-1100℃之间，废气在二次燃烧室停留时间大于2秒，二次燃烧室入口配备副燃烧器而作为点火助燃设备，当用于监测二次燃烧室出口烟气温度的温度传感器探测到出口烟气温度t2低于950℃时，则温度传感器将此信号传递至副燃烧器控制设备，从而启动副燃烧器工作；

利用换热器对二次燃烧室的烟气排放通道中的热量进行回收并用于加热洁净空气而作为二次燃烧室的助燃风；

利用骤冷装置对二次燃烧室所排废气进行骤冷处理；

利用活性炭对经过骤冷处理的废气进行吸附；

利用除尘设备对经过活性炭吸附的废气进行除尘作业；

利用活性炭对经过除尘设备处理的废气进行二次吸附；

利用脱硫喷淋塔对经过活性炭二次吸附的废气进行脱硫处理；

废电机经过热处理炉具处理后进行铜与钢片的分离作业，经过脱硫喷淋塔处理的废气排入大气中。

2.一种用于废电机以及带有机物的其它废料的环保处置工艺的系统，其特征在于，具有：

用于对待回收物中的有机物进行热解气化的真空加热单元，其具有可燃烧热解气体的排放口；

用于可燃烧废气燃烧的燃烧单元，其具有与排放口相通的燃烧室,该燃烧室设有排烟通道；

设于排烟通道且用于回收所排烟气热量的换热器，其具有作为冷流体的入口端以及经过换热后的换热流体出口端，换热流体出口端通向燃烧室；

对来自燃烧单元的排放废气进行骤冷处理的骤冷单元；

活性炭喷射系统，其具向进出骤冷单元的废气通道喷射活性炭的喷头；

处理来自骤冷单元所排含尘废气的除尘单元；

接收来自除尘单元所排废气的喷淋单元，其具有气体排出口。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述真空加热单元为真空感应加热炉。

4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述燃烧单元具有：燃烧室，其内设温度传感器，所述温度传感器信号输出端接于除尘单元的除尘风机；设于燃烧室入口处且作为点火助燃设备的副燃烧器；所述燃烧室设有焦炭/催化剂。

5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述除尘单元具有：布袋除尘器；对除尘风机进行变频控制的除尘风机变频控制器；安装于布袋除尘器内的烟尘浓度传感器，其信号输出端接于除尘风机变频控制器。

6.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述冷却单元采用气体骤冷器。

7.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述喷淋单元采用喷淋塔。

8.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述换热器的换热通道安装有由变频控制器控制的风机。

9.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述真空感应加热炉为立式真空感应加热炉/卧式真空感应加热炉。