CN104525551A - 一种有害物质低温分解装置 - Google Patents

Abstract

本技术为一种有害物质低温分解装置，属于城市资源与环境工程领域，主要用于垃圾焚烧后的飞灰、医疗垃圾、有机垃圾、污染土壤等的有害物质(包含油分物质与氯分物质如重金属二噁英等)去除。技术方案的特点是：含有有害物质的被处理物被导入密闭环境的螺旋坩埚，在坩埚内通过被加热(低温240-800℃、负压10Pa-100Pa、氮气环境1cc/秒)完成分解，分解后的各无害气体由抽吸冷凝系统导出，再通过分类冷凝捕捉，集中收集起来，处理后无害的残渣自动导出。

Description

一种有害物质低温分解装置

一、技术领域：

城市资源与环境工程

本技术涉及有害物质去除的方法及其装置，包含油分物质与氯分物质如重金属二噁英等，将这些有害物质置于密闭坩埚内，进行热分解，使其排放量达到环境要求。

二、背景技术：

目前，国内除去含有有害物质(重金属、二噁英等)的垃圾焚烧飞灰、医疗垃圾、有机垃圾、污染土壤等的主要方式是采用在气化熔融炉进行高温焚烧。

已知的高温气化熔融炉装置是在有氧状态下加热处理有害物质，在处理过程中产生并向外部排放出大量的二氧化碳，同时又产生二次飞灰。此外，高温气化熔融炉设备高温处理被处理物，温度达1300-1400℃，很容易损坏炉内的耐火材料，运行成本很高，而且装置属于大型化，维修起来比较费时。

三、发明内容：

内容：一种有害物质去除的方法及其装置

含有有害物质的被处理物被导入密闭环境的螺旋坩埚，在坩埚内通过被加热(相对低温240-800℃、负压10Pa--100Pa、氮气环境1cc/秒)有害物质完成分解，分解后的无害气体由抽吸冷凝系统导出，并分类冷凝捕集，集中收集起来，处理后的残渣及排出气体无毒无害。

目的：进行重金属及二噁英的分解，同时消除传统有害物质高温热解过程中二次有害物质的排放。

效果：通过在低温热解系统的使用，重金属铅(Pb)、镉(Cd)、砷(As)、汞(Hg)挥发率均超过95％，二噁英的分解率可达99.8％以上。

四、附图说明：

图1、有害物质低温分解装置结构组成图

图2、有害物质低温分解装置结构说明图

图3、有害物质低温分解装置结构实例图

[01]炉体单元、[02]进料单元、[03]出料单元、[04]加热单元、[05]冷却循环水系统、[06]供氮气系统、[07]抽吸冷凝系统、[08]抽真空系统、[09]压缩空气系统、[11]螺旋坩埚、[12]外层空腔、[13]内层空腔、[14]外炉壳、[15]内炉壳、[16]刮板、[17]右端板、[18]左端板、[19]转炉电机、[21]自动进料斗、[22]上屏蔽阀、[23]真空校正室、[24]下屏蔽阀、[25]进料电机、[26]进料推进器、[31]出料电机、[32]出料推进器、[33]上屏蔽阀、[34]真空校正室、[35]下屏蔽阀、[36]收料斗、[41]供电环、[42]加热元件、[43]温度探测器、[51]冷却装置、[61]氮气瓶、[62]氮气瓶、[63]定量阀、[71]换向阀、[72]抽吸泵、[73]尾气处理器、[81]换向阀、[82]真空泵、[91]压缩机、[92]电磁阀

五、具体实施方式：

1、本技术产品主要工作原理：

含有有害物质的被处理物被导入密闭环境的螺旋坩埚，在坩埚内通过被加热(低温240-850℃、负压10Pa--100Pa、氮气环境1cc/秒)完成分解，分解后的各无害气体由抽吸系统导出，再通过分类冷凝捕捉，集中收集起来，处理后无害的残渣自动导出。

2、本技术产品工作结构及说明：

炉体单元：

1、螺旋坩埚[11]处于双层炉体正中心位置，用螺栓固定在炉体两侧端板[17]、[18]上，并形成放置被处理物的空间；内炉壳[15]与坩埚体外圆间和两侧端板[17]、[18]形成的内层空腔[13]用于布置加热元件[42]，并包裹隔热材料，还可补充氮气以防止加热元件氧化。

2、炉体的外炉壳[14]与内炉壳[15]和两侧端板[17]、[18]形成的外层空腔[12]用于通循环冷却水，以冷却炉体。

3、整个炉体在工作时是由转炉电机[19]带动旋转的，一可使被处理物沿螺旋坩埚[11]内螺旋槽向前输送，二可使被处理物加热均匀。炉体旋转速度可调，从而根据被处理物的特性，调节被处理物在螺旋坩埚[11]内腔的停留时间。

4、螺旋坩埚轴向中间位置、壁内埋有温度探测器[43]，用于检测并反馈螺旋坩埚内腔温度。

5、外炉壳[14]和内炉壳[15]均采用半圆对拼结构，用螺栓连接成整圆，再用螺栓与两侧端板[17]、[18]连接，形成封闭腔。此结构易拆卸，方便检修加热元件[42]及更换螺旋坩埚[11]。

进料单元：

6、进料单元安置在炉体的一端偏上方位置，进料单元设置有：电机控制自动进料斗[21]、上屏蔽阀[22]、真空校正室[23]、下屏蔽阀[24]、进料电机[25]、进料螺旋推进器[26]。

7、进料斗[21]处于进料单元最上方，有电机控制进料的量，接下依次是上屏蔽阀[22]、真空校正室[23]、下屏蔽阀[24]，下屏蔽阀[24]出的料落到进料螺旋推进器[26]上，由进料电机[25]带动旋转投入螺旋坩埚中。

8、进料过程中必须确保坩埚内不带入空气，以维护密闭、负压分解环境。其进料运行程序是：进料斗[21]落料--上屏蔽阀[22]打开，料入真空校正室[23]--上屏蔽阀[22]关闭--真空校正室[23]被抽气形成真空--下屏蔽阀[24]打开，料落入进料螺旋推进器[26]上--进料电机[25]带动进料螺旋推进器[26]旋转，料被投入螺旋坩埚中。

出料单元：

9、出料单元安置在进料单元相对侧的炉体偏下方，出料单元设置有：出料电机[31]、出料螺旋推进器[32]、上屏蔽阀[33]、真空校正室[34]、下屏蔽阀[35]，收料斗[36]。

10、出料过程中必须确保坩埚内不带入空气，以维护密闭、负压分解环境。其出料运行程序是：螺旋坩埚[11]内腔的料由刮板[16]刮落到出料螺旋推进器[32]上--出料电机[31]带动出料螺旋推进器[32]旋转--料落到出料上屏蔽阀[33]上--出料上屏蔽阀[33]打开，料落到真空校正室[34]--出料上屏蔽阀[33]关闭--出料下屏蔽阀[35]打开，料落入收料桶36]--出料下屏蔽阀[35]关闭--真空校正室[34]被抽气形成真空，一次出料过程完成。

压缩空气系统：

11、压缩空气系统设置一台空气压缩机[91]、四个电磁阀[92]，用于控制进料、出料单元的四个屏蔽阀的打开与关闭。

12、屏蔽阀的打开与关闭是通过气缸拉动实现的。

抽真空系统：

13、抽真空系统设置一台真空泵[82]、一个二位换向电磁阀[81]，用于控制进料、出料单元两个真空校正室[23]、[34]的抽真空。

冷却循环水系统：

14、冷却循环水系统设置一套循环冷却水装置[51]，用于冷却炉体外层腔体[12]，低温水从炉体外层腔体[12]的右侧端板[17]处进入，高温水从左侧端板[18]处流出，进入冷却塔降温形成循环。

供氮气系统：

15、供氮气系统设置2个氮气瓶[61]、[62]作为氮气源，一个手动定时供给炉体内空腔[13]以排除内部空气，防止或较少加热元件氧化。另一个通过定量阀[63]定时、定量供给螺旋坩埚腔内，维护无氧氮气气氛。

16、螺旋坩埚[11]腔内供氮气量约每1秒1毫升。

抽吸冷凝系统：

17、抽吸冷凝系统设置1台抽吸真空泵[72]、1个二位电磁换向阀[71]、二路冷却冷凝系统A、B、尾气处理器[73]。

18、根据被处理物的特性，每炉被处理物，可首先炉温控制为240-290℃，油分物质分解，抽吸经A路冷却冷凝，再使炉温达300-800℃，氯素物质气化，变换电磁阀[71]，抽吸经B路冷却冷凝。对不含油分物质的被处理物可只进行高温段(300-800℃)的处理。

19、分类搜集的意义在于：有效避免搜集物混合后，二次合成有害物。

Claims (9)

1.含有有害物质的被处理物被进料单元引入到密闭的螺旋坩埚中，加热装置对螺旋坩埚进行加热，有害物质在螺旋坩埚内气化，之后气体被抽吸冷凝系统抽取到螺旋坩埚外，进行冷却并分类冷凝搜集，从而达到除去有害物质的目的，残渣由出料单元导出。

2.如权利要求1所述的有害物质去除装置，其特征在于：螺旋坩埚内腔处于密闭、负压气氛；并可向螺旋坩埚中引入氮气。

3.如权利要求1所述的有害物质去除装置，其特征在于：螺旋坩埚内壁在旋转轴方向形成螺旋槽，螺旋槽内的被处理物随着螺旋坩埚的旋转而移动。

4.如权利要求1所述的有害物质去除装置，其特征在于：螺旋坩埚外围的炉体设计有双层空间，内层空间安置加热元件并可通入氮气，外层空间导入循环冷却水，冷却炉体。

5.如权利要求1所述的有害物质去除装置，其特征在于：装置包括加热单元，加热单元对放置含有有害物质的被处理物的螺旋坩埚进行加热，有害物质由此发生气化。

6.如权利要求1所述的有害物质去除装置，其特征在于：装置包括抽吸冷凝单元，抽吸冷凝单元产生吸力，抽吸螺旋坩埚内有害物气化后形成的无害气体，并将气体进行冷凝液化处理。

7.如权利要求6所述的抽吸冷凝单元，其特征在于：坩埚与抽吸冷凝装置之间设计有双路径的切换装置，用以捕集不同性质的气体，防止因不同的捕集物混合二次生成有害物。

8.如权利要求1所述的有害物质去除装置，其特征在于：设置有将被处理物投入螺旋坩埚中的进料单元以及在相对侧安装有出料单元，用以投入和取出被处理物；进料单元的上部进料构件和出料单元下部的排料构件用以防止外部气体进入螺旋坩埚，保证螺旋坩埚的气密状态。

9.如权利要求8所述的有害物质进料单元，其特征在于：进料推进器的内部是一空心轴，空心轴的一端连接螺旋坩埚，另一端连接供氮气系统。