CN107459352A - 铝电解危险废弃物的综合利用系统及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废物处理系统及工艺，尤其涉及一种铝电解危险废弃物的综合利用系统及工艺，属于电解铝技术领域。铝电解危险废弃物的综合利用系统，沥青脱桶通过管路与保温存储装置连接，沥青泵站与保温存储装置连接，沥青泵站与保温料斗连接，上料装置与保温料斗连接，保温料斗与原料混合机连接，原料混合机与定量给料装置连接，定量给料装置与成型机的料斗连接，成型机的与输送装置连接，输送装置与焙烧炉连接。本发明将电解铝和炭素生产过程中产生的沥青渣、废焦油、收尘粉、残极粉以及软残极等固、危废物资进行再利用，解决了资源浪费、处置危废物资污染环境的技术难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种废物处理系统及工艺，尤其涉及一种铝电解危险废弃物的综合利用系统及工艺，属于电解铝技术领域。
背景技术
2016年我国铝矿采选企业有15家，铝冶炼企业有225 家。铝工业每年产生的危险废物高达140万吨左右，其中软残阳极15万吨、废焦油3万吨。目前铝行业治理危废的商业模式分为企业自行处置和第三方治理，处置危废的主要方式是堆存或填埋，其次是燃烧，这几种方式均伴有次生危害和潜在危险，都不能从根本上解决危废的完全无害化、资源化处理的难题。受新环保政策出台和监管、处罚力度日趋加大的影响，电解铝行业废物处理技术尤其是危险废物的完全无害化，资源化综合处理技术的研发与应用迫在眉睫。
沥青熔化产生的废渣、沥青烟气收集产生的焦油、焙烧烟气净化处理产生的废渣焦油，均是危险废物，沥青焦油主要含有蒽、菲、芘等这些具有毒性的物质，处理方法是焚烧，焚烧产生的烟气还需净化，投资费用高，日常运行经济性差，大部分企业没有无害化处置设施。需要具备资质的厂家处置，处置费用较高。目前按规定交由第三方治理时，1吨危废需要缴纳3000～5000元不等的处置费。
一些炭素厂曾尝试在阳极炉火道内以“打点滴”方式燃烧焦油，这种方式存在以下技术问题：一是焦油添加后，燃烧剧烈，局部火道温度达到1500℃，严重影响火道墙寿命。二是存在焦油残渣阻塞火道空间的隐患。三是作业现场焦油受热产生的烟气四溢，作业环境恶劣。炭素残极清理、破碎所产生的残极收尘粉和劣质残极，由于灰分含量超标（2-5%），无法返回生产线使用，只能低价外卖（50~300元/吨)，造成企业资源流失，成本增加。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种铝电解危险废弃物的综合利用系统及工艺，目的是要将电解铝和炭素生产过程中产生的沥青渣、废焦油、收尘粉、残极粉以及软残极等固、危废物资进行再利用，它解决了资源浪费、处置危废物资污染环境的技术难题。
为达上述目的，本发明是通过下述技术方案实现的：
铝电解危险废弃物的综合利用系统，其结构如下：沥青脱桶通过管路与保温存储装置连接，沥青泵站与保温存储装置连接，沥青泵站出料端与保温料斗入料口连接，上料装置的出料端与保温料斗入料口连接，保温料斗的出料端与原料混合机连接，原料混合机的出料端与定量给料装置连接，定量给料装置的出料端与成型机的料斗连接，成型机的出料端与输送装置连接，输送装置的炭块出口与焙烧炉的炭块入口连接。
上述的沥青脱桶和保温存储装置的入料端与第一存储场地连接，上料装置的入料端与第二存储场地连接，第一存储场地用于存储沥青渣和废焦气，第二存储场地用于存储收尘粉、残极粉、软残极和残极颗粒。
上述的沥青脱桶、保温存储装置、保温料斗、原料混合机和成型机中的烟气出口通过管路与烟气净化装置连接，沥青脱桶、保温存储装置、保温料斗、原料混合机和成型机与保温加热装置连接。
上述的保温存储装置上设有沥青除渣机，成型机上安装有对炭块进行降温除温的冷却装置。
铝电解危险废弃物的综合利用工艺，其步骤如下：沥青渣送到沥青脱桶中进行熔化，熔化后送到保温存储装置进行保温处理，将存储场地中的焦油直接送到保温存储装置进行保温处理，保温处理熔化好的沥青和焦油送到保温料斗；收尘粉、残极粉、软残极和残极颗粒送到上料装置中后再送到保温料斗，保温料斗中的沥青、焦油、收尘粉、残极粉、软残极和残极颗粒通过原料混合机进行混合后送到成型机，经过成型机成型后通过输送装置送到焙烧炉进行焙烧，得到碳砖。
上述的沥青脱桶中在熔化的温度为180℃-300℃，沥青和焦油通过沥青泵站送到保温料斗，用沥青除渣机是去除保温存储装置设备中的沥青渣滓，保温存储装置的温度为150℃。
上述的保温料斗的保温温度为150℃，原料混合机将固料和液料充分搅拌混合均匀成糊状物料后通定量给料装置送到成型机，成型机为碳砖成型机，成型机上设有冷却循环装置。
上述的经过成型机成型的炭块先进行降温除温，再通过输送装置送到焙烧炉。
上述的沥青脱桶、保温存储装置、保温料斗、原料混合机和成型机中的烟气通过管路排到烟气净化装置；沥青脱桶、保温存储装置、保温料斗、原料混合机和成型机与保温加热装置连接。
上述的原料混合机中各原料的组成如下：2-8mm的残极粉覆盖料占7-13质量份；2mm以下的残极粉和残极颗粒占质量份；0.074mm的收尘粉占质量份；沥青占5-8质量份、焦油占16-19质量份。
由于采用上述技术方案，使得本发明具有如下优点和效果：
本发明将电解铝和炭素生产过程中产生的沥青渣、废焦油、收尘粉、残极粉以及软残极等固、危废物资同部分残极颗粒掺配生产新型炭素制品---焦油炭块，建设工期短，项目投资费用低，能耗低，运行成本低，工艺流程短，安全环保，可实现全自动化操作，为解决电解铝企业部分固废、危废污染综合治理难的问题从根本上找到科学有效的解决途径和方法。在固废、危废的完全无害化处理的同时，实现资源化再生循环利用的目标。本发明在加热、保温、成型过程中产生的烟气进入到烟气收集净化装置中进行烟气净化，达标排放。
附图说明
图1是本发明铝电解危险废弃物的综合利用系统的结构方框图。
图中：1、第一存储场地；2、沥青脱桶；3、保温存储装置；4、上料装置；5、沥青泵站；6、保温料斗；7、原料混合机；8、定量给料装置；9、成型机；10、冷却装置；11、输送装置；12、第二存储场地；13、烟气净化装置；14、焙烧炉；15、保温加热装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
下述实施例中的方法和设备，如无特别说明，均为常规方法和现有设备。
下述的实施例中的百分含量如无特别说明，均为质量百分含量。
如图1所示，本发明铝电解危险废弃物的综合利用系统，结构如下：沥青脱桶2通过管路与保温存储装置3连接，在保温存储装置3上设有沥青除渣机，沥青泵站5与保温存储装置3连接，沥青泵站5出料端与保温料斗6入料口连接，上料装置4的出料端与保温料斗6入料口连接，保温料斗6的出料端与原料混合机7连接，原料混合机7的出料端与定量给料装置8连接，定量给料装置8的出料端与成型机9的料斗连接，成型机9上安装有对炭块进行降温除温的冷却装置10，成型机9的出料端与输送装置11连接，输送装置11的炭块出口与焙烧炉14的炭块入口连接。
上述沥青脱桶2和保温存储装置3的入料端与第一存储场地1出料端连接，上料装置4的入料端与第二存储场地12连接。第一存储场地1用于存储沥青渣和废焦气，第二存储场地12用于存储收尘粉、残极粉、软残极和残极颗粒。
沥青脱桶2、保温存储装置3、保温料斗6、原料混合机7和成型机9中的烟气出口通过管路与烟气净化装置13连接。
所述的沥青脱桶2、保温存储装置3、保温料斗6、原料混合机7和成型机9与保温加热装置15连接。
本发明铝电解危险废弃物的综合利用工艺，步骤如下：第一存储场地1的沥青渣送到沥青脱桶2中熔化，熔化后送到保温存储装置3进行保温处理，将存储场地中的焦油直接送到保温存储装置3进行保温处理，保温处理熔化好的沥青和焦油送到保温料斗6；第二存储场地12中的收尘粉、残极粉、软残极和残极颗粒经过上料装置4送到保温料斗6，保温料斗6中的沥青、焦油、收尘粉、残极粉、软残极和残极颗粒通过原料混合机7进行混合后送到成型机9，经过成型机9成型后通过输送装置11送到焙烧炉14进行焙烧，得到碳砖。沥青脱桶、保温存储装置、保温料斗、原料混合机和成型机中产生的烟气通过管路排到烟气净化装置13，沥青脱桶、保温存储装置、保温料斗、原料混合机和成型机与保温加热装置15连接；原料混合机7中各原料的组成如下：2-8mm的残极粉覆盖料占7-13质量份；2mm以下的残极粉和残极颗粒占质量份；0.074mm的收尘粉占质量份；沥青占5-8质量份、焦油占16-19质量份。
沥青脱桶2中熔化的温度为180℃-300℃，沥青和焦油通过沥青泵站5送到保温料斗6，用沥青除渣机是去除保温存储装置3设备中的沥青渣滓，保温存储装置3的温度为150℃。所述的保温料斗6的保温温度为150℃，原料混合机7将固料和液料充分搅拌混合均匀成糊状物料后通定量给料装置送到成型机9，成型机9为碳砖成型机，成型机上设有冷却循环装置，成型机是将定量供给的糊状物料压制成型。所述的经过成型机9成型的炭块先进行降温除温，再通过输送装置11送到焙烧炉14，焙烧炉将炭砖内有毒物质高温裂解成无害化烟气并去除炭砖内的水份，烧结成形。
Claims (10)
1.铝电解危险废弃物的综合利用系统，其特征在于结构如下：沥青脱桶（2）通过管路与保温存储装置（3）连接，沥青泵站（5）与保温存储装置（3）连接，沥青泵站（5）出料端与保温料斗（6）入料口连接，上料装置（4）的出料端与保温料斗（6）入料口连接，保温料斗（6）的出料端与原料混合机（7）连接，原料混合机（7）的出料端与定量给料装置（8）连接，定量给料装置（8）的出料端与成型机（9）的料斗连接，成型机（9）的出料端与输送装置（11）连接，输送装置（11）的炭块出口与焙烧炉（14）的炭块入口连接。
2.根据权利要求1所述的铝电解危险废弃物的综合利用系统，其特征在于所述的沥青脱桶（2）和保温存储装置（3）的入料端与第一存储场地（1）连接，上料装置（4）的入料端与第二存储场地（12）连接，第一存储场地（1）用于存储沥青渣和废焦气，第二存储场地（12）用于存储收尘粉、残极粉、软残极和残极颗粒。
3.根据权利要求1所述的铝电解危险废弃物的综合利用系统，其特征在于所述的沥青脱桶（2）、保温存储装置（3）、保温料斗（6）、原料混合机（7）和成型机（9）中的烟气出口通过管路与烟气净化装置（13）连接，沥青脱桶（2）、保温存储装置（3）、保温料斗（6）、原料混合机（7）和成型机（9）与保温加热装置（15）连接。
4.根据权利要求1所述的铝电解危险废弃物的综合利用系统，其特征在于所述的保温存储装置（3）上设有沥青除渣机，成型机（9）上安装有对炭块进行降温除温的冷却装置（10）。
5.根据权利要求1所述的铝电解危险废弃物的综合利用工艺，其特征在于步骤如下：沥青渣送到沥青脱桶中进行熔化，熔化后送到保温存储装置进行保温处理，将存储场地中的焦油直接送到保温存储装置进行保温处理，保温处理熔化好的沥青和焦油送到保温料斗；收尘粉、残极粉、软残极和残极颗粒送到上料装置中后再送到保温料斗，保温料斗中的沥青、焦油、收尘粉、残极粉、软残极和残极颗粒通过原料混合机进行混合后送到成型机，经过成型机成型后通过输送装置送到焙烧炉进行焙烧，得到碳砖。
6.根据权利要求5所述的铝电解危险废弃物的综合利用工艺，其特征在于沥青脱桶中在熔化的温度为180℃-300℃，沥青和焦油通过沥青泵站送到保温料斗，用沥青除渣机是去除保温存储装置设备中的沥青渣滓，保温存储装置的温度为150℃。
7.根据权利要求5所述的铝电解危险废弃物的综合利用工艺，其特征在于保温料斗的保温温度为150℃，原料混合机将固料和液料充分搅拌混合均匀成糊状物料后通定量给料装置送到成型机，成型机为碳砖成型机，成型机上设有冷却循环装置。
8.根据权利要求5所述的铝电解危险废弃物的综合利用方法，其特征在于经过成型机成型的炭块先进行降温除温，再通过输送装置送到焙烧炉。
9.根据权利要求5所述的铝电解危险废弃物的综合利用工艺，其特征在于所述沥青脱桶、保温存储装置、保温料斗、原料混合机和成型机中的烟气通过管路排到烟气净化装置；沥青脱桶、保温存储装置、保温料斗、原料混合机和成型机与保温加热装置连接。
10.根据权利要求5所述的铝电解危险废弃物的综合利用工艺，其特征在于所述原料混合机中各原料的组成如下：2-8mm的残极粉覆盖料占7-13质量份；2mm以下的残极粉和残极颗粒占质量份；0.074mm的收尘粉占质量份；沥青占5-8质量份、焦油占16-19质量份。
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