CN108167842A - 一种利用热解气化炉处理转运废桶并回收利用系统及其工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用热解气化炉处理转运废桶并回收利用系统及其工艺，将废铁桶破碎成铁片后送入热解气化炉(即AB炉)，残留在铁桶上的废溶剂和油漆等被气化，混合烟气送入原焚烧系统二燃室进一步燃烧，尾气通过原有烟气净化系统处理后送入烟囱排放。AB炉的气化热风采用从原焚烧系统空气预热器换热出来的热空气，铁片经热处理后直接从气化炉底部的刮板输送机排出，金属可回收利用。该工艺在结合原焚烧系统的基础上，通过新增一套热解气化装置可彻底解决危废行业转运废桶不能洁净处理的问题，同时具有较好的环保效益和经济效益。

Description

一种利用热解气化炉处理转运废桶并回收利用系统及其工艺

技术领域

本发明涉及气化炉焚烧技术，尤其涉及一种利用热解气化炉处理转运废桶并回收利用系统及其工艺。

背景技术

危废行业转运废桶主要来自于各种石油和化工行业，即属于化学包装桶，化学包装桶泛指各类桶装包装容器，贮存固体、液态和半液态粘稠化学品，涉及有机、无机化工原料、产品，其中有机类数量大，种类繁多。使用后包装桶的回收利用符合国家循环经济要求，但长期以来大量包装桶多由企业自发收集，清洗出售，由于缺乏基本知识和污染防治措施和设施，含各种化学品的废水被随意排放，一些容器中残存化学物质被倾倒、丢弃，由此造成污染事故时常发生，污染水体，威胁到生态环境的安全。

环保部《国家危险废物名录》将“含有或直接沾染危险废物的废弃包装物、容器、清洗杂物”定义为危险废弃物(HW49，危废代码900-041-49)，由于涉及危废也危险化学品范围广，大部分化学包装桶被视为危险废弃物，包装桶的处理处置和再生利用可以被归类到危废管理和处置的范畴。

目前，对于产生的废油漆桶，部分企业随意倾倒或者堆积，严重造成了环境污染；如废油墨桶存在非法焚烧的现象，其气味刺激，给周围环境和民众造成了严重危害；私自售卖也出现在废桶处置过程中，但是由于对废桶存放过废液危险性的未知，该行为属于非法转移；甚至有企业无证处置危废收集桶，仅对废铁桶进行简单清洗后再次出售，对环境造成了严重污染。

发明内容

针对上述不足，本发明提供一种利用热解气化炉处理转运废桶并回收利用系统及其工艺，解决现有技术对转运废桶处理不当或处置不彻底的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种利用热解气化炉处理转运废桶并回收利用系统，该系统包括废桶预处理系统、进料系统、热解系统、出渣系统和原焚烧系统，废桶预处理系统包括链板上料机和铁桶破碎机，进料系统包括皮带出料机和斗式提升机，热解系统包括热解气化炉，出渣系统包括铁片输送机，所述的链板上料机设置在铁桶破碎机进料口正上方，将废桶输送至铁桶破碎机中进行破碎；所述铁桶破碎机破碎后的铁片通过皮带出料机送入斗式提升机，铁片经过斗提不断翻转上料直至热解气化炉，原焚烧系统的空气预热器置换的热空气通过热空气管道送入热解气化炉热风入口，热解气化炉排出的混合烟气通过高温烟气管道和高温风机送入原焚烧系统的二燃室；铁片输送机设置在热解气化炉底部的出料口下方。

进一步的，所述热解气化炉具有A炉和B炉，所述热空气管道呈三叉状，具有一个总管和两个支管，三叉处设置有用于切换两个支管开闭的第一风门挡板，总管与原焚烧系统空气预热器置换的热空气出口端相连通，一支管与A炉的热风入口相连通，另一支管与B炉的热风入口相连通；所述温烟气管道也呈三叉状，具有一个总管和两个支管，三叉处设置有用于切换两个支管开闭的第二风门挡板，一支管与A炉的混合烟气排出口相连通，另一支管与B炉的混合烟气排出口相连通，总管连通至原焚烧系统的二燃室进口烟道。

进一步的，所述进料系统有两套，其中一套进料至A炉，另一套进料至B炉。

进一步的，所述铁通破碎机采用四轴铁通破碎机，四轴采用不同的刀具结构互相配合。

进一步的，所述铁桶破碎机破碎后的铁片的长度控制在200～300mm之间，宽度控制在50～70mm之间。

进一步的，所述铁桶破碎机需要配置氮气保护系统。

进一步的，原焚烧系统必须配置空气预热器，且置换的热风温度需在400-450℃之间。

进一步的，原焚烧系统的二燃室内温度为950-1100℃。

进一步的，所述高温风机采用防爆电机，电机主轴材质采用310S不锈钢，叶轮做耐磨处理。

一种热解气化炉处理转运废桶并回收利用工艺，该工艺在上述的系统中实现，该工艺包括如下步骤：

步骤1：链板上料机将废桶运输至铁桶破碎机中进行破碎；

步骤2：将破碎后的铁片通过皮带出料机送入斗式提升机，铁片经过斗提不断翻转上料直至热解气化炉的A炉中；

步骤3：盖上A炉的顶盖和底盖，即A炉处于热解气化的情况时，打开A炉侧的第一风门挡板和第二风门挡板，使原焚烧系统的空气预热器置换的热空气通过热空气管道送入A炉热风入口，A炉排出的混合烟气通过高温烟气管道和高温风机送入原焚烧系统的二燃室，构成A炉的循环，此时B炉热风入口和B炉的混合烟气排出口均关闭；

步骤4：在步骤3进行的同时，破碎后的铁片通过另一个皮带出料机送入另一个斗式提升机，铁片经过斗提不断翻转上料直至热解气化炉的B炉中；

步骤5：完成步骤3的热解处理后，关闭A炉侧的第一风门挡板和第二风门挡板，打开A炉的顶盖和底盖，将热解处理后铁片通过铁片输送机送出；

步骤6：完成步骤5的A炉侧的第一风门挡板和第二风门挡板的操作后，即时开启B炉侧的第一风门挡板和第二风门挡板，使原焚烧系统的空气预热器置换的热空气通过热空气管道送入B炉热风入口，B炉排出的混合烟气通过高温烟气管道和高温风机送入原焚烧系统的二燃室，构成B炉的循环，此时A炉热风入口和A炉的混合烟气排出口均关闭；

步骤7：完成步骤6的热解处理后，关闭B炉侧的第一风门挡板和第二风门挡板，打开B炉的顶盖和底盖，将热解处理后铁片通过铁片输送机送出；

步骤8：通过步骤2到步骤7完成一个废铁桶热解气化循环。

本发明具有的有益效果是：

1、危废铁桶通过破碎后，可以一次性投入较多，同时增大了高温空气与残留废液的接触时间和接触面积，提高了作业效率和工作环境的安全性。

2、该工艺的操作形式为AB炉切换进料、排料及气化热解，即A炉在热解气化的时候B炉进行排料和上料，该操作可以进一步减少时间成本。

3、AB炉切换操作的形式，首先保证了原焚烧系统空气预热器的热空气可以持续不断的通入，通过切换第一风门挡板的开向即可实现；其次在高温风机的作用下，AB炉气化产生的混合烟气走向可以通过切换第二风门挡板的开向来实现。

4、在持续送入高温空气和连续排出烟气的情况下，可以确保热解气化炉一直处于一个高温的状态，保证残留废液能够完全气化，同时保证所有气相介质在整个循环中的顺畅进行。

4、高温风机的设定起到了增压的作用，避免原焚烧系统出现正压回火的情况；同时也有利于原焚烧系统的控制和操作，不至于工况负荷变动太大。

5、利用原焚烧系统的尾部热量(即高温空气400℃～450℃)进行热解气化，不需要添加多余的辅助燃料；气化后的废液可在原焚烧系统的二燃室实现真正完全的燃烧，即可满足《危险废物焚烧污染物控制标准》中对焚烧温度1100℃、烟气停留时间＞2s的规范要求；同时，尾气处理采用原烟气净化系统，不会产生二次有害气体污染。

6、经过热解气化后的铁片可经再利用，变废为宝，节约了资源和能源，具有一定的经济效益。

该系统由废桶预处理系统、进料系统、热解系统、出渣系统、原焚烧系统组成。整个系统的控制，可以通过自动控制，也可以就地手动运行和停止，还可以设置时间，按时间周期定期启动。同时预留接口，可接入DCS，实现远程的操作。

整个系统结构简单，成本低；相对于其他方法，该方法不需要花费大量人力和物力，节省大量的时间。

附图说明

图1是本发明利用热解气化炉处理转运废桶并回收利用系统结构图；

图2是热空气温度为350℃时废铁桶TGA热重分析图；

图3是热空气温度为400℃时废铁桶TGA热重分析图；

图4是热空气温度为450℃时废铁桶TGA热重分析图；

图5是热空气温度为500℃时废铁桶TGA热重分析图；

图中：链板上料机1、铁桶破碎机2、皮带出料机3、斗式提升机4、热解气化炉5、铁片输送机6、高温风机7、热空气管道8、高温烟气管道9、废料桶运车10。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步的说明。

如图1所示，本发明提供的一种利用热解气化炉处理转运废桶并回收利用系统，该系统包括废桶预处理系统、进料系统、热解系统、出渣系统和原焚烧系统。

所述废桶预处理系统包括链板上料机1和铁桶破碎机2，所述进料系统包括皮带出料机3和斗式提升机4，所述热解系统包括热解气化炉5，所述出渣系统包括铁片输送机6，所述的链板上料机1设置在铁桶破碎机2进料口正上方，将废桶输送至铁桶破碎机2中进行破碎；所述铁桶破碎机2破碎后的铁片通过皮带出料机3送入斗式提升机4，铁片经过斗提不断翻转上料直至热解气化炉5，原焚烧系统必须配置空气预热器，且置换的热风温度需在400-450℃之间；原焚烧系统的空气预热器置换的热空气通过热空气管道8送入热解气化炉5热风入口，热解气化炉5排出的混合烟气通过高温烟气管道9和高温风机7送入原焚烧系统的二燃室，原焚烧系统的二燃室内温度为950-1100℃；铁片输送机6设置在热解气化炉5底部的出料口下方。

链板上料机1设计的时候需要结合废桶桶径设计合理的链条间距，以保证废桶的连续输送。铁通破碎机2采用四轴铁通破碎机，四轴采用不同的刀具结构互相配合，保证切削效率高，破碎后物料尺寸均匀而且易控制，破碎后的铁片尺寸不宜太大，最佳长度控制在200～300mm，宽度控制在50～70mm，铁桶破碎机2需要配置氮气保护系统。

为了满足烟风的持续循环，即高温风机7无需间断工作，同时可定期批次处理废铁桶，工艺考虑2个进料系统、2个热解系统和2个出渣系统，所述热解气化炉5具有A炉和B炉，所述热空气管道8呈三叉状，具有一个总管和两个支管。三叉处设置有用于切换两个支管开闭的第一风门挡板，总管与原焚烧系统的空气预热器的热空气出口端相连通，一支管与A炉的热风入口相连通，另一支管与B炉的热风入口相连通；所述温烟气管道9也呈三叉状，具有一个总管和两个支管，三叉处设置有用于切换两个支管开闭的第二风门挡板，一支管与A炉的混合烟气排出口相连通，另一支管与B炉的混合烟气排出口相连通，总管连通至原焚烧系统的二燃室进口烟道。即A炉完成上料并满足热解气化的条件后，打开A炉侧的第一风门挡板和第二风门挡板，使原焚烧系统的空气预热器置换的热空气通过热空气管道8送入A炉热风入口，A炉排出的混合烟气通过高温烟气管道9和高温风机7送入原焚烧系统的二燃室，构成A炉的循环，此时B炉热风入口和B炉的混合烟气排出口均关闭；反之，B炉完成上料并满足热解气化的条件后，打开B炉侧的第一风门挡板和第二风门挡板，使原焚烧系统的空气预热器置换的热空气通过热空气管道8送入B炉热风入口，B炉排出的混合烟气通过高温烟气管道9和高温风机7送入原焚烧系统的二燃室，构成B炉的循环，此时A炉热风入口和A炉的混合烟气排出口均关闭。

相应的，所述进料系统有两套，其中一套进料至A炉，另一套进料至B炉，从而实现热解气化炉5的单条线进料，即A炉、B炉可实现独立上料。单条线的皮带出料机3和斗式提升机4设计连续操作，保证热解气化炉5能快速完成上料。若A炉处于上料状态时，B炉侧的上料装置处于停止状态，反之。

所述热解气化炉5进料口在顶部，出料口在底部，热风进口在侧面上部，烟气出口在侧面下部。排渣时要保证热解气化炉5进料口和出料口同时开启，其热风进口和混合烟气出口必须关闭，此时热解气化炉5是出于一个自然通风的状态。无论是A炉还是B炉处于热解气化的工况，必须保证该炉的进料口和出料口均处于关闭位置，但其热风进口和混合烟气出口必须均开启，即有热空气进，必须有置换的烟气输出，此时热解气化炉5处于一个烟风循环的状态。

该技术的核心工艺是在热解气化炉5内实现，即完成废液和油漆的气化，热空气(400-450℃)在高温风机7的抽吸下，从高温空气管道8进入热解气化炉5。在持续通入热空气的情况下，气化的液体被不断携带走，通过高温风机7送入原焚烧系统二燃室进行高温热解(950-1100℃)。经气化处理后的铁片已去除掉表面的残留物，通过铁片输送机6即可完成连续出渣。

所述高温风机7采用防爆电机，电机主轴材质采用310S不锈钢，叶轮做耐磨处理。

通过TGA热重分析可知，高温空气持续通入30分钟后铁桶的质量将不再减少，即weight曲线趋于平缓，可认作废液、油漆等物质已完全气化。本工艺设计热空气持续通入1小时，进一步保证废液、油漆等液体的气化，达到废铁桶失重率维持基本不变的目的。

如图2-5所示，通过TGA热重分析可知，350℃时，DTA(Differential ThermalAnalysis)曲线增长缓慢，即放热慢于其他温度；500℃时，DTA曲线存在下降段，即出现吸热的情况。综上，本工艺将热空气的温度选取在400-450℃之间，从图上可以看出，在该温度区间操作30分钟后，DTA增长速度最快，即残留废液均呈现极快的放热状态，失重率在13％左右。

本发明提出一种热解气化炉处理转运废桶并回收利用工艺，该工艺在上述的系统中实现，该工艺包括如下步骤：

步骤1：通过废料桶运车10将废料桶运送至链板上料机1上，链板上料机1将废桶运输至铁桶破碎机2中进行破碎；

步骤2：将破碎后的铁片通过皮带出料机3送入斗式提升机4，铁片经过斗提不断翻转上料直至热解气化炉5的A炉中；

步骤3：盖上A炉的顶盖和底盖，即A炉处于热解气化的情况时，打开A炉侧的第一风门挡板和第二风门挡板，使原焚烧系统的空气预热器置换的热空气通过热空气管道8送入A炉热风入口，A炉排出的混合烟气通过高温烟气管道9和高温风机7送入原焚烧系统的二燃室，构成A炉的循环，此时B炉热风入口和B炉的混合烟气排出口均关闭；

步骤4：在步骤3进行的同时，破碎后的铁片通过另一个皮带出料机3送入另一个斗式提升机4，铁片经过斗提不断翻转上料直至热解气化炉5的B炉中；

步骤5：完成步骤3的热解处理后，关闭A炉侧的第一风门挡板和第二风门挡板，打开A炉的顶盖和底盖，将热解处理后铁片通过铁片输送机6送出；

步骤6：完成步骤5的A炉侧的第一风门挡板和第二风门挡板的操作后，即时开启B炉侧的第一风门挡板和第二风门挡板，使原焚烧系统的空气预热器置换的热空气通过热空气管道8送入B炉热风入口，B炉排出的混合烟气通过高温烟气管道9和高温风机7送入原焚烧系统的二燃室，构成B炉的循环，此时A炉热风入口和A炉的混合烟气排出口均关闭；

步骤7：完成步骤6的热解处理后，关闭B炉侧的第一风门挡板和第二风门挡板，打开B炉的顶盖和底盖，将热解处理后铁片通过铁片输送机6送出；

步骤8：通过步骤2到步骤7完成一个废铁桶热解气化循环。

面对危废转运废桶不断产生且处置方法不正确的背景下，本技术可以从根本上将残留的废液和油漆去除，实现铁桶的无害化再利用。本工艺和装置可以在定量、定时的控制下，通过系统的PLC控制和原焚烧系统DCS监控实现全自动运行。

本发明在设计上考虑了操作连动化，设备运行低故障化，余热利用化，工艺简单化等设计理念，并对整个系统的散热，封闭等环节均有考量，是一套安全可靠的处理系统。

Claims (10)

1.一种利用热解气化炉处理转运废桶并回收利用系统，其特征在于，该系统包括废桶预处理系统、进料系统、热解系统、出渣系统和原焚烧系统等，废桶预处理系统包括链板上料机和铁桶破碎机，进料系统包括皮带出料机和斗式提升机，热解系统包括热解气化炉，出渣系统包括铁片输送机，所述的链板上料机设置在铁桶破碎机进料口正上方，将废桶输送至铁桶破碎机中进行破碎；所述铁桶破碎机破碎后的铁片通过皮带出料机送入斗式提升机，铁片经过斗提不断翻转上料直至热解气化炉，原焚烧系统的空气预热器置换的热空气通过热空气管道送入热解气化炉热风入口，热解气化炉排出的混合烟气通过高温烟气管道和高温风机送入原焚烧系统的二燃室；铁片输送机设置在热解气化炉底部的出料口下方。

2.根据权利要求1所述的一种利用热解气化炉处理转运废桶并回收利用系统，其特征在于，所述热解气化炉具有A炉和B炉，所述热空气管道呈三叉状，具有一个总管和两个支管，三叉处设置有用于切换两个支管开闭的第一风门挡板，总管与原焚烧系统空气预热器的热空气出口端相连通，一支管与A炉的热风入口相连通，另一支管与B炉的热风入口相连通；所述温烟气管道也呈三叉状，具有一个总管和两个支管，三叉处设置有用于切换两个支管开闭的第二风门挡板，一支管与A炉的混合烟气排出口相连通，另一支管与B炉的混合烟气排出口相连通，总管连通至原焚烧系统的二燃室进口烟道。

3.根据权利要求2所述的一种利用热解气化炉处理转运废桶并回收利用系统，其特征在于，所述进料系统有两套，其中一套进料至A炉，另一套进料至B炉。

4.根据权利要求2所述的一种利用热解气化炉处理转运废桶并回收利用系统，其特征在于，所述铁通破碎机采用四轴铁通破碎机，四轴采用不同的刀具结构互相配合。

5.根据权利要求1所述的一种利用热解气化炉处理转运废桶并回收利用系统，其特征在于，所述铁桶破碎机破碎后的铁片的长度控制在200～300mm之间，宽度控制在50～70mm之间。

6.根据权利要求1所述的一种利用热解气化炉处理转运废桶并回收利用系统，其特征在于，所述铁桶破碎机需要配置氮气保护系统。

7.根据权利要求1所述的一种利用热解气化炉处理转运废桶并回收利用系统，其特征在于，原焚烧系统必须配置空气预热器，且置换的热风温度需在400-450℃之间。

8.根据权利要求1所述的一种利用热解气化炉处理转运废桶并回收利用系统，其特征在于，原焚烧系统的二燃室内温度为950-1100℃。

9.根据权利要求1所述的一种利用热解气化炉处理转运废桶并回收利用系统，其特征在于，所述高温风机采用防爆电机，电机主轴材质采用310S不锈钢，叶轮做耐磨处理。

10.一种热解气化炉处理转运废桶并回收利用工艺，其特征在于，该工艺在权利要求3所述的系统中实现，该工艺包括如下步骤：

步骤1：链板上料机将废桶运输至铁桶破碎机中进行破碎；

步骤2：将破碎后的铁片通过皮带出料机送入斗式提升机，铁片经过斗提不断翻转上料直至热解气化炉的A炉中；

步骤3：盖上A炉的顶盖和底盖，即A炉处于热解气化的情况时，打开A炉侧的第一风门挡板和第二风门挡板，使原焚烧系统的空气预热器置换的热空气通过热空气管道送入A炉热风入口，A炉排出的混合烟气通过高温烟气管道和高温风机送入原焚烧系统的二燃室，构成A炉的循环，此时B炉热风入口和B炉的混合烟气排出口均关闭；

步骤4：在步骤3进行的同时，破碎后的铁片通过另一个皮带出料机送入另一个斗式提升机，铁片经过斗提不断翻转上料直至热解气化炉的B炉中；

步骤5：完成步骤3的热解处理后，关闭A炉侧的第一风门挡板和第二风门挡板，打开A炉的顶盖和底盖，将热解处理后铁片通过铁片输送机送出；

步骤6：完成步骤5的A炉侧的第一风门挡板和第二风门挡板的操作后，即时开启B炉侧的第一风门挡板和第二风门挡板，使原焚烧系统的空气预热器置换的热空气通过热空气管道送入B炉热风入口，B炉排出的混合烟气通过高温烟气管道和高温风机送入原焚烧系统的二燃室，构成B炉的循环，此时A炉热风入口和A炉的混合烟气排出口均关闭；

步骤7：完成步骤6的热解处理后，关闭B炉侧的第一风门挡板和第二风门挡板，打开B炉的顶盖和底盖，将热解处理后铁片通过铁片输送机送出；

步骤8：通过步骤2到步骤7完成一个废铁桶热解气化循环。