CN109967501A - 一种转动式加热含汞泥渣挥发脱汞设备 - Google Patents
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Abstract
一种转动式加热含汞泥渣挥发脱汞设备，包括可绕中心轴旋转的筒体和设置在筒体外侧的加热炉，所述筒体设有进料口和出料口，所述进料口和出料口分别与前部集气室和尾部集气室连通，所述前部集气室和尾部集气室通过管路与带负压的总的排气管连通，本装置设备结构设计简单、含汞泥渣在设备内的挥发脱汞处理过程是连续且密闭的，采用负压的方式控制，无含汞气体外排污染环境风险，汞挥发完全，挥发效率高，无二次污染，有利于后续的汞回收处理。
Description
技术领域
本发明涉及固废治理技术领域，特别是一种转动式加热含汞泥渣挥发脱汞设备。
背景技术
金属汞是一种对环境、生物包括人类在内的一种危害性很大的主要重金属污染物之一，能够在生物体内累积，人类除可直接受到其污染危害之外，还可通过食物链如食用受到汞染污的鱼类等生物间接受到汞污染中毒的危害，对人体的主要危害是影响人体脑神经系统，因此对重金属汞污染的预防和治理，是一个重要的环保课题。
目前去除固废中重金属汞的方法主要采用箱式焙烧炉或管式焙烧管的方法，采用间歇式操作方式，即将含汞渣料在冷态时加入已降温的焙烧箱/管内，投料完成后关闭焙烧箱/管，然后进行加热升温，将其中含有的汞挥发出来，再进行冷凝回收；汞挥发完全后，降温，将余下的残渣取出后，再投入新料加热升温，依此循环操作，间歇式焙烧升温操作。该焙烧的方法主要缺陷在于首先投入的物料在焙烧箱/管内呈固定状态，无法翻滚搅动，导致受热不均匀，尤其是物料内部的汞很难在操作时间周期内完全挥发出来，余下的残渣中剩下部分未挥发完全的汞，造成汞资源的浪费，汞回收率降低；其次只能是间歇式操作，焙烧箱/管随着生产周期的进行须不断的进行升温、降温变化，造成部分热量的浪费，能源利用率相对较低，能耗较高；再次因需周期性的间歇投入新料、排出渣料，生产环境较差，且由于汞挥发不完全，易污染周边环境，尤其是对人员操作环境污染影响较大，其操作过程也相对繁琐复杂等。
发明内容
针对现有技术的不足本发明提出一种设备结构设计简单、含汞泥渣在设备内的挥发脱汞处理过程是连续且密闭的，采用负压的方式控制，无含汞气体外排污染环境风险，汞挥发完全，挥发效率高，无二次污染，利于后续的汞回收操作的转动式加热含汞泥渣挥发脱汞设备。
本发明的目的通过采用下述技术方案予以实现：
一种转动式加热含汞泥渣挥发脱汞设备，包括可绕中心轴旋转的筒体和设置在筒体外侧的加热炉，所述筒体设有进料口和出料口，所述进料口和出料口分别与前部集气室和尾部集气室连通，所述前部集气室和尾部集气室通过管路与带负压的总的排气管连通。筒体连续转动将含汞泥渣不断往前推动，通过加热炉加热升温，汞受热升华或蒸发挥发成气态汞从尾部集气室与前部集气室逸出，通过排气管进入后续的汞冷凝器冷凝成液态汞产品。在筒体的转动下，含汞泥渣在受热挥发汞的同时不断向筒体尾端移动，汞挥发完全的残渣不断进入尾部集气室排出设备外。
进一步的，所述筒体的进料口设有用于进料的螺旋送料装置，所述螺旋送料装置的加料端设置在前部集气室外部、出料端穿过集气室与筒体的进料口连接。螺旋送料装置采用可拆卸式结构，所述螺旋送料装置可采用但不限于电机驱动，所述螺旋送料装置的运转采用可变转速的方式。
进一步的，所述筒体的进料口的内壁上设有内螺旋结构。该内螺旋结构可确保进入筒体的含汞泥渣在筒体转动时只往筒体后端尾部集气室移动，而不会从筒体进料口返向漏出进入前部集气室而直接漏出设备外。
进一步的，所述筒体的进料口的水平高度高于出料口的水平高度。
进一步的，所述筒体在加热炉所在区域内壁上设有沿轴向布设的、以筒体中心轴为中心环形阵列排布的凸起作为用于将物料带动扬起的扬料板。
进一步的，所述筒体内部靠近出料口设有圆环形挡板，圆环形挡板可确保筒体内始终保持有一定的热渣料与所述筒体内部的扬料板配合，可保持筒体内的含汞泥渣不停的翻转搅动，利于筒体内物料与热量缓冲，保持筒体内物料较恒定的温度。
进一步的，所述加热炉从内到外依次包括加热装置和保温层，所述加热炉内沿筒体布设有多个用于检测温度的测温装置。
进一步的，所述前部集气室的底部设有前部排渣口、侧面设有前部观察孔，所述尾部集气室的底部设有尾部排渣口、侧面设有尾部观察孔。
进一步的，所述筒体的两端部周向设有环形的导轨，所述筒体通过导轨安装在所述支撑轨道上，所述筒体外侧安装有与筒体同轴布设的转动齿轮或皮带轮，所述转动齿轮或皮带轮通过驱动装置带动旋转，转动齿轮或皮带轮确保筒体沿着一定转速连续旋转，所述筒体的旋转转速允许在一定范围内变速调节。
进一步的，所述支撑轨道上设有导轮，筒体通过导轨与支撑轨道滚动连接，从而确保筒体具有优良的转动性的同时具有良好的动态支撑。
相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益技术效果：
1)本发明提供的设备结构设计简单，可连续加料与排渣，可连续运转操作，与常规的需周期性的加料、排渣的间歇式运行情况相比，可节约加料、排渣过程的温度下降的热量损失，提高热能利用率，有利于降低能耗。
2)本发明提供的设备在连续运转过程中，可实现自动翻转搅动物料，使物料受热更加均匀，汞挥发更加完全彻底，有利于提高的汞的回收率，同时将排出渣的残汞率降至最低，避免排出渣造成二次汞污染。
3)本发明提供的设备在连续运转过程中，可采用负压操作，可有效避免自动连续排渣口往设备外泄漏出含汞气体，污染操作与周边环境，减少环境污染风险。
综上所述，本发明具有很好的经济价值和社会价值，且易于推广应用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1、尾部排渣口，2、尾部观察孔，3、尾部集气室，4、排气管，5、圆环形挡板，6、导轮，7、导轨，8、保温层，9、加热装置，10、测温装置，11、扬料板，12、筒体，13、驱动装置，14、转动齿轮或皮带轮，15、内螺旋结构，16、前部集气室，17、加料斗，18、螺旋送料装置，19、前部观察孔，20、前部排渣口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实例，来详细说明一种转动式加热含汞泥渣挥发脱汞设备的具体实施方式。
如图1所示，一种转动式加热含汞泥渣挥发脱汞设备，包括筒体12、螺旋送料装置18、前部集气室16、尾部集气室3、及转动齿轮或皮带轮14、驱动装置13、导轮6、支撑导轨7与加热装置9等组成。
所述螺旋送料装置18贯穿前部集气室16后与筒体12前端相连，前部集气室16与筒体12前端相连，尾部集气室3与筒体12尾端相连，转动齿轮或皮带轮14、支撑导轨7均与筒体12相连。
所述螺旋送料装置18前端设有加料斗17，所述含汞泥渣从加料斗17进入螺旋送料装置18，通过螺旋的旋转不断将含汞泥渣送入筒体12，筒体12在转动齿轮或皮带轮14及驱动装置13的联合作用下连续转动，同时将含汞泥渣不断往前推动，通过加热装置9加热升温，汞受热升华或蒸发挥发成气态汞从尾部集气室3与前部集气室16逸出，通过排气管4进入后续的汞冷凝器冷凝成液态汞产品。在筒体12的转动下，含汞泥渣在受热挥发汞的同时不断向筒体尾端移动，汞挥发完全的残渣不断进入尾部集气室3，从尾部排渣口1排出设备外。
所述螺旋送料装置18前端设有加料斗7，所述螺旋送料装置18设有支撑轴18-1，采用可拆卸式结构，所述螺旋送料装置18可采用但不限于电机驱动，所述螺旋送料装置的运转采用可变转速的方式。
所述前部集气室16上端设有排气口，与排气管4相连；下端设有前部排渣口20，侧面设有前部观察孔19。
所述筒体12内部前端与尾端均设有圆环形挡板5，沿螺旋进料方向在筒体内部前端圆环形挡板5的后侧设有内螺旋结构15，该内螺旋结构15可确保进入筒体12的含汞泥渣在筒体转动时只往筒体后端尾部集气室3移动，而不会从筒体12前端返向漏出进入前部集气室16而直接漏出设备外；所述筒体12内部尾端设有的圆环形挡板5，可确保筒体内始终保持有一定的热渣料；所述筒体12内部中段设有扬料板11，可保持筒体内的含汞泥渣不停的翻转搅动，利于筒体内物料与热量缓冲，保持筒体内物料较恒定的温度。
所述筒体12外部的前、后侧沿筒体径向设有导轨7；所述导轨7与相对应的导轮6配合动作，确保筒体12具有优良的转动性的同时具有良好的动态支撑。
所述筒体12外部前端沿筒体径向设有转动齿轮或皮带轮14，所述转动齿轮或皮带轮14固定在筒体12外周，并与驱动装置13配合动作，确保筒体12沿着一定转速连续旋转。所述筒体12的旋转转速允许在一定范围内变速调节。
所述筒体12中段外侧设有加热装置9，筒体及其加热装置均设有保温层8，所述保温层8所用材料为石棉或聚氨脂泡沫材质；所述加热装置9与筒体12外部之间设置若干测温装置10。
所述尾部集气室3上端设有排气口，与排气管4相连；下端设有尾部排渣口1，侧面设有尾部观察孔2。
前部集气室16和尾部集气室3内的含汞烟气合并后通过后续的冷凝装置回收金属汞。
实施例1
本实施例以含汞泥渣为主要原料，具体包括以下步骤：
(1)将含汞量约5％的含汞泥渣经过预处理，用提升机将含汞泥渣倒入螺旋送料装置的加料斗内，螺旋送料装置转速为35r/min。
(2)通过螺旋送料装置的运转，将含汞泥渣均匀推送至转动式加热挥发脱汞的设备筒体内。
(3)脱汞设备筒体在转动齿轮装置及导轮的联合作用下，不停旋转，旋转速度控制在9r/min，并不断将含汞泥渣推向加热区，加热温度设定为780℃，使泥渣内含有的汞受热挥发或蒸发成气态汞随烟气一同进入前部集气室与尾部集气室，并通过连接的排气管送往后续的汞冷凝器冷凝成液态汞产品。
(4)脱汞完全后的泥渣不断被推送至尾部集气室，通过尾部排渣口排出设备外。
(5)整个转动式加热挥发脱汞的设备采用负压控制，负压控制在－1000Pa±200Pa区间，确保设备内含汞烟气不会从排渣口泄漏出设备外。
实施例2
本实施例以含汞泥渣为主要原料，具体包括以下步骤：
(1)将含汞量约8％的含汞泥渣经过预处理，用提升机将含汞泥渣倒入螺旋送料装置的加料斗内，螺旋送料装置转速为35r/min。
(2)通过螺旋送料装置的运转，将含汞泥渣均匀推送至转动式加热挥发脱汞的设备筒体内。
(3)脱汞设备筒体在转动齿轮装置及导轮的联合作用下，不停旋转，旋转速度控制在8r/min，并不断将含汞泥渣推向加热区，加热温度设定为900℃，使泥渣内含有的汞受热挥发或蒸发成气态汞随烟气一同进入前部集气室与尾部集气室，并通过连接的排气管送往后续的汞冷凝器冷凝成液态汞产品。
(4)脱汞完全后的泥渣不断被推送至尾部集气室，通过尾部排渣口排出设备外。
(5)整个转动式加热挥发脱汞的设备采用负压控制，负压控制在－700Pa±100Pa区间，确保设备内含汞烟气不会从排渣口泄漏出设备外。
上述为本发明的优选实施方式，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式和细节上对本发明所作出的各种变化，都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种转动式加热含汞泥渣挥发脱汞设备，其特征在于：包括可绕中心轴旋转的筒体(12)和设置在筒体(12)外侧的加热炉，所述筒体(12)设有进料口和出料口，所述进料口和出料口分别与前部集气室(16)和尾部集气室(3)连通，所述前部集气室(16)和尾部集气室(3)通过管路与带负压的总的排气管(4)连通。
2.根据权利要求1所述的转动式加热含汞泥渣挥发脱汞设备，其特征在于：所述筒体(12)的进料口设有用于进料的螺旋送料装置，所述螺旋送料装置的加料端设置在前部集气室(16)外部、出料端穿过集气室与筒体(12)的进料口连接。
3.根据权利要求1所述的转动式加热含汞泥渣挥发脱汞设备，其特征在于：所述筒体(12)的进料口的内壁上设有防止泥渣在筒体(12)转动时从进料口返回前部集气室(16)的内螺旋结构(15)。
4.根据权利要求3所述的转动式加热含汞泥渣挥发脱汞设备，其特征在于：所述筒体(12)的进料口的水平高度高于出料口的水平高度。
5.根据权利要求1所述的转动式加热含汞泥渣挥发脱汞设备，其特征在于：所述筒体(12)在加热炉所在区域内壁上设有沿轴向布设的、以筒体(12)中心轴为中心环形阵列排布的凸起作为用于将物料带动扬起的扬料板(11)。
6.根据权利要求5所述的转动式加热含汞泥渣挥发脱汞设备，其特征在于：所述筒体(12)内部靠近出料口设有圆环形挡板(5)。
7.根据权利要求1所述的转动式加热含汞泥渣挥发脱汞设备，其特征在于：所述加热炉从内到外依次包括加热装置(9)和保温层(8)，所述加热炉内沿筒体(12)布设有多个用于检测温度的温度检测装置。
8.根据权利要求1所述的转动式加热含汞泥渣挥发脱汞设备，其特征在于：所述前部集气室(16)的底部设有前部排渣口(20)、侧面设有前部观察孔(19)，所述尾部集气室(3)的底部设有尾部排渣口(1)、侧面设有尾部观察孔(2)。
9.根据权利要求1所述的转动式加热含汞泥渣挥发脱汞设备，其特征在于：所述筒体(12)的两端部周向设有环形的导轨(7)，所述筒体(12)通过导轨(7)安装在所述支撑轨道上，所述筒体(12)外侧安装有与筒体(12)同轴布设的转动齿轮(14)，所述转动齿轮(14)通过驱动装置(13)带动旋转。
10.根据权利要求9所述的转动式加热含汞泥渣挥发脱汞设备，其特征在于：所述支撑轨道上设有导轮(6)，筒体(12)通过导轨(7)与支撑轨道滚动连接。
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