CN104801531A - 等离子体熔融裂解工业污泥系统及其处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种等离子体熔融裂解工业污泥系统及其处理工艺，该等离子体熔融裂解工业污泥系统包括通过管道依次连接的物料预烘装置、等离子体熔融裂解炉、等离子体二次燃烧炉、热能交换器，所述等离子体熔融裂解炉的熔池内设有熔体磁力搅拌分层装置，所述熔池上部开设有玻璃熔体排出口、底部开设有金属熔体排出口，所述玻璃熔体排出口通过管道与玻璃熔体水淬制粒装置连通，所述金属熔体排出口通过管道与金属熔体雾化气淬制粉装置连通。本发明通过等离子体熔融裂解炉的熔池内的熔体磁力搅拌分层装置可有效快速地将玻璃熔体和金属熔体分层分别排出，再通过玻璃熔体水淬制粒装置和金属熔体雾化气淬制粉装置可实现对玻璃体和金属体的精细化处理以满足后续的工业化应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业污泥处理设备，特别是涉及一种等离子体熔融裂解工业污泥系统及其处理工艺。
背景技术
工业污泥如电子污泥、电子浆料、石油污泥等因其特性若直接排放会对环境造成严重影响，因此通常需要对其进行无害化回收处理。
而目前的工业污泥处理设备和工艺，均难以对其进行彻底的分类处理和有效回收利用，这样使得其经济价值未被完全开发。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能克服现有等离子体裂解熔融设备处理工业污泥时产生的玻璃渣及金属熔体均不易直接作为原料使用，且能耗高，后续处理流程长、不易工业化的缺陷，而实现能充分利用裂解热能、综合处理能耗低、运行成本低、运行稳定、自动化程度高、操作简单，适合于处理工业污泥的等离子体熔融裂解工业污泥系统及其处理工艺。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种等离子体熔融裂解工业污泥系统，包括通过管道依次连接的物料预烘装置、等离子体熔融裂解炉、等离子体二次燃烧炉、热能交换器，所述等离子体熔融裂解炉的熔池内设有熔体磁力搅拌分层装置，所述熔池上部开设有玻璃熔体排出口、底部开设有金属熔体排出口，所述玻璃熔体排出口通过管道与玻璃熔体水淬制粒装置连通，所述金属熔体排出口通过管道与金属熔体雾化气淬制粉装置连通。通过等离子体熔融裂解炉的熔池内的熔体磁力搅拌分层装置可有效快速地将玻璃熔体和金属熔体分层分别排出，再通过玻璃熔体水淬制粒装置和金属熔体雾化气淬制粉装置可实现对玻璃体和金属体的精细化处理以满足后续的工业化应用。
作为优选，所述玻璃熔体水淬制粒装置包括玻璃存池，所述玻璃存池的侧壁上部设置有管状进料斜槽，所述玻璃存池的上端连接有蒸汽排出管，所述玻璃存池的下部设置有排料管，所述进料斜槽的入口处设置有高压水淬喷嘴，所述进料斜槽的管内壁上设置有若干冷却水喷嘴。通过高压水淬喷嘴和冷却水喷嘴可快速将进入进料斜槽的玻璃熔体水淬炸裂，从而形成细小的玻璃颗粒，这样得到的玻璃颗粒可直接作为建筑材料或者辅材使用。
作为优选，所述蒸汽排出管的进气端设置有球形凸部，所述蒸汽排出管的排气端与物料预烘装置连通。可充分利用系统热能，从而有效节能。
作为优选，所述金属熔体雾化气淬制粉装置包括坩埚和与坩埚底部连通的竖直环状导流管，所述导流管外壁上设置有雾化装置，所述雾化装置包括依次连通的进气管、喷嘴气室、若干喷嘴，所述若干喷嘴环形设置在导流管管壁上并与导流管连通。通过在导流管上设置雾化装置可快速将流过导流管的金属熔体在喷嘴气体的作用力下变成金属粉末，这样不需要再次冶炼和破碎即可直接进行萃取、浸取或电解分离和提纯。
作为优选，所述雾化装置设置有文丘里气隙，其开口分布于导流管出口处，所述文丘里气隙呈45度倾斜状。可有效避免金属粉末粘接。
一种采用如上述的等离子体熔融裂解工业污泥系统的处理工艺，包括以下步骤：A、先将含有重金属和有机物的工业污泥输送至物料预烘装置预烘至物料含水率在8%至40%；B、然后将物料送至等离子体熔融裂解炉内进行熔融裂解，并将有机物裂解产生的可燃气体输送至等离子体二次燃烧炉内使其充分燃烧，将可燃气体燃烧产生的热能通过热能交换器输出利用；C、再将等离子体熔融裂解炉熔池内的混合熔体通过熔体磁力搅拌分层装置分层为上部的玻璃熔体和下部的金属熔体并分别排出；D、最后将从等离子体熔融裂解炉熔池排出的玻璃熔体通过玻璃熔体水淬制粒装置制成玻璃碎粒，将从等离子体熔融裂解炉熔池排出的金属熔体通过金属熔体雾化气淬制粉装置制成金属粉末。
作为优选，所述金属熔体雾化气淬制粉装置制成的金属粉末目数为30至100目。
与现有技术相比，本发明一种等离子体熔融裂解工业污泥系统及其处理工艺的有益效果：可将电子污泥、电子浆料及其他含重金属及有害有机物的工业污泥经等离子体熔融裂解，无机物熔融成玻璃熔体且水淬成玻璃颗粒作建材原料，而金属熔体经雾化气淬成金属粉末，可直接用于淬取、浸取、电解提纯而分离回收，实现资源充分利用，同时有机物裂解后充分燃烧，其热能经热交换器转换成热能充分利用，最大限度减少了二次污染。本发明一种等离子体熔融裂解工业污泥系统具有有机物裂解彻底、资源充分利用、能耗最低的优点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明等离子体熔融裂解工业污泥系统的结构示意图。
图2是本发明等离子体熔融裂解工业污泥系统中的等离子体熔融裂解炉的局部结构示意图。
图3是本发明等离子体熔融裂解工业污泥系统中的玻璃熔体水淬制粒装置结构示意图。
图4是本发明等离子体熔融裂解工业污泥系统中的金属熔体雾化气淬制粉装置结构示意图。
其中，附图标记：1为物料预烘装置，2为等离子体熔融裂解炉，3为等离子体二次燃烧炉，4为热能交换器，5为熔池，6为磁力搅拌分层装置，7为玻璃熔体排出口，8为金属熔体排出口，9为玻璃熔体水淬制粒装置，10为金属熔体雾化气淬制粉装置，11为玻璃存池，12为进料斜槽，13为蒸汽排出管，14为排料管，15为高压水淬喷嘴，16为冷却水喷嘴，17为球形凸部，18为坩埚，19为导流管，20为进气管，21为喷嘴气室，22为喷嘴，23为文丘里气隙。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1和图2所示，本发明等离子体熔融裂解工业污泥系统，，包括通过管道依次连接的物料预烘装置1、等离子体熔融裂解炉2、等离子体二次燃烧炉3、热能交换器4，所述等离子体熔融裂解炉2的熔池5内设有熔体磁力搅拌分层装置6，所述熔池5上部开设有玻璃熔体排出口7、底部开设有金属熔体排出口8，所述玻璃熔体排出口7通过管道与玻璃熔体水淬制粒装置9连通，所述金属熔体排出口8通过管道与金属熔体雾化气淬制粉装置10连通。
如图1、图2、图3和图4所示，本发明等离子体熔融裂解工业污泥系统中，所述玻璃熔体水淬制粒装置9包括玻璃存池11，所述玻璃存池的侧壁上部设置有管状进料斜槽12，所述玻璃存池的上端连接有蒸汽排出管13，所述玻璃存池的下部设置有排料管14，所述进料斜槽的入口处设置有高压水淬喷嘴15，所述进料斜槽的管内壁上设置有若干冷却水喷嘴16。所述蒸汽排出管的进气端设置有球形凸部17，所述蒸汽排出管13的排气端与物料预烘装置1连通。所述金属熔体雾化气淬制粉装置10包括坩埚18和与坩埚底部连通的竖直环状导流管19，所述导流管外壁上设置有雾化装置，所述雾化装置包括依次连通的进气管20、喷嘴气室21、若干喷嘴22，所述若干喷嘴22环形设置在导流管管壁上并与导流管19连通。所述雾化装置设置有文丘里气隙23，其开口分布于导流管出口处，所述文丘里气隙23呈45度倾斜状。
如图1、图2、图3和图4所示，本发明一种等离子体熔融裂解工业污泥系统的处理工艺包括以下步骤：先将含有重金属和有机物的工业污泥输送至物料预烘装置预烘至物料含水率在8%至40%；然后将物料送至等离子体熔融裂解炉内进行熔融裂解，并将有机物裂解产生的可燃气体输送至等离子体二次燃烧炉内使其充分燃烧，将可燃气体燃烧产生的热能通过热能交换器输出利用；再将等离子体熔融裂解炉熔池内的混合熔体通过熔体磁力搅拌分层装置分层为上部的玻璃熔体和下部的金属熔体并分别排出；最后将从等离子体熔融裂解炉熔池排出的玻璃熔体通过玻璃熔体水淬制粒装置制成玻璃碎粒，将从等离子体熔融裂解炉熔池排出的金属熔体通过金属熔体雾化气淬制粉装置制成金属粉末，所述金属熔体雾化气淬制粉装置制成的金属粉末目数为30至100目。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种等离子体熔融裂解工业污泥系统，包括通过管道依次连接的物料预烘装置、等离子体熔融裂解炉、等离子体二次燃烧炉、热能交换器，其特征在于：所述等离子体熔融裂解炉的熔池内设有熔体磁力搅拌分层装置，所述熔池上部开设有玻璃熔体排出口、底部开设有金属熔体排出口，所述玻璃熔体排出口通过管道与玻璃熔体水淬制粒装置连通，所述金属熔体排出口通过管道与金属熔体雾化气淬制粉装置连通。
2.根据权利要求1所述的等离子体熔融裂解工业污泥系统，其特征在于：所述玻璃熔体水淬制粒装置包括玻璃存池，所述玻璃存池的侧壁上部设置有管状进料斜槽，所述玻璃存池的上端连接有蒸汽排出管，所述玻璃存池的下部设置有排料管，所述进料斜槽的入口处设置有高压水淬喷嘴，所述进料斜槽的管内壁上设置有若干冷却水喷嘴。
3.根据权利要求2所述的等离子体熔融裂解工业污泥系统，其特征在于：所述蒸汽排出管的进气端设置有球形凸部，所述蒸汽排出管的排气端与物料预烘装置连通。
4.根据权利要求1所述的等离子体熔融裂解工业污泥系统，其特征在于：所述金属熔体雾化气淬制粉装置包括坩埚和与坩埚底部连通的竖直环状导流管，所述导流管外壁上设置有雾化装置，所述雾化装置包括依次连通的进气管、喷嘴气室、若干喷嘴，所述若干喷嘴环形设置在导流管管壁上并与导流管连通。
5.根据权利要求4所述的等离子体熔融裂解工业污泥系统，其特征在于：所述雾化装置设置有文丘里气隙，其开口分布于导流管出口处，所述文丘里气隙呈45度倾斜状。
6.一种采用如权利要求1至5任意一项所述的等离子体熔融裂解工业污泥系统的处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、先将含有重金属和有机物的工业污泥输送至物料预烘装置预烘至物料含水率在8%至40%；
B、然后将物料送至等离子体熔融裂解炉内进行熔融裂解，并将有机物裂解产生的可燃气体输送至等离子体二次燃烧炉内使其充分燃烧，将可燃气体燃烧产生的热能通过热能交换器输出利用；
C、再将等离子体熔融裂解炉熔池内的混合熔体通过熔体磁力搅拌分层装置分层为上部的玻璃熔体和下部的金属熔体并分别排出；
D、最后将从等离子体熔融裂解炉熔池排出的玻璃熔体通过玻璃熔体水淬制粒装置制成玻璃碎粒，将从等离子体熔融裂解炉熔池排出的金属熔体通过金属熔体雾化气淬制粉装置制成金属粉末。
7.根据权利要求6所述的等离子体熔融裂解工业污泥系统的处理工艺，其特征在于：所述金属熔体雾化气淬制粉装置制成的金属粉末目数为30至100目。
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