CN110157897A - 一种城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺 - Google Patents

一种城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于废弃物处置领域，涉及一种城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺，城市固体废弃物处置工艺包括破碎、分选、干燥、加工成型形成垃圾衍生燃料；冶金固体废弃物处置工艺包括配料、混合、制粒、干燥、转底炉内高温焙烧、形成金属化产品球；城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺，包括将城市固体废弃物处置工艺中最后成型的垃圾衍生燃料用于冶金固体废弃物处置用转底炉的高温供热，同时将冶金固体废弃物处置工艺中经转底炉中焙烧后出来的烟气，经处理后用于城市固体废弃物工艺中垃圾衍生燃料制备过程中的干燥使用，本发明节省了能源，能够实现固体废弃物的集中处理，统筹规划，相辅相成，资源共享，节省建设成本和运行成本。

Description

一种城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺
技术领域
本发明属于废弃物处置领域，涉及一种城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺。
背景技术
城市固体废弃物主要指城市居民在日常生活中产生的固体废物，目前主要处置方式是填埋和焚烧，而以上两种处置方式均会导致固体废物中的有害成分通过不同途径对自然界(土壤、水体、大气)造成潜在危害。新的城市固体废弃物处置工艺趋势，是将城市固体废弃物中的有机固体废弃物单独实行分类处置，利用工艺制备垃圾衍生燃料(RDF)，该燃料具有热值高、燃烧稳定等优点，但新工艺处置过程中需要额外消耗热能进行物料干燥，产品垃圾衍生燃料(RDF)如何高效利用是新工艺推广的关键之处。
冶金固体废弃物主要指冶金企业在生产活动中产生的固体废弃物废物，目前主要处置方式是堆存和内部循环，堆存会造成土壤、水体、大气污染；内部循环会导致冶金固体废弃物中的锌及碱金属等有害元素的循环富集，影响生产顺行。新的业绩固体废弃物处置工艺趋势，是将冶金固体废弃物中的含锌尘泥单独分类处置，通过工艺焙烧后得到金属化球团(DRI)作为优质原料返回生产使用。转底炉工艺的高温焙烧需要消耗大量的煤气资源，导致运行成本增加，同时转底炉工艺采用单面加热工艺，生产效率较低，如何降低运行成本，提高生产效率是转底炉新工艺推广的关键之处。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种既保证了垃圾衍生燃料产品的高效利用，同时转底炉燃烧后的低温排放尾气用于垃圾衍生燃料产品制备过程中的干燥使用的城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺，包括以下步骤：
城市固体废弃物处置工艺；冶金固体废弃物处置工艺；城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺；
城市固体废弃物处置工艺包括预处理、一次磁选、一次破碎(粗破，一次破碎或分级破碎到小于100mm)、干燥、二次磁选、二次破碎、加工成型形成垃圾衍生燃料；
冶金固体废弃物处置工艺包括预处理、配料、混合、制粒、干燥、转底炉内高温焙烧、形成金属化产品球；
城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺，包括将城市固体废弃物处置工艺中最后成型的垃圾衍生燃料用于冶金固体废弃物处置用转底炉的高温供热，将冶金固体废弃物处置工艺中经转底炉中焙烧后出来的烟气，经处理后用于城市固体废弃物工艺中垃圾衍生燃料制备过程中的干燥使用。
可选的，城市固体废弃物处置工艺，具体包括分类收集城市有机固体废弃物，经预处理后，除去不燃物，一次磁选后的可燃物进行一次破碎，一次破碎成碎粒后进行干燥；干燥后的烟气经除尘后排出，干燥后的物料经二次磁选、铝分选后将不燃物除去后，进行二次破碎；将干燥后的可燃物料破碎至易成型的小颗粒，添加一定量的药剂后制出垃圾衍生燃料，经冷却后筛分送入成品漏斗，筛下物则返回重新成型。
可选的，冶金固体废弃物处置工艺，具体包括对污泥进行预处理，预处理后的污泥与配料仓内的材料按照转底炉生产线的配料要求，经按比例配料后进行混匀，混匀后物料进行压球，成型的生球经过筛分，不合格物料重新返回混匀；合格球进行脱水、烘干，烘干后生球送至转底炉振动布料器，将烘干生球均匀布到转底炉环形炉床上；进入转底炉内的生球利用炉内的高温及原料中的碳产生还原反应，还原后的金属化产品经高温出料螺旋从转底炉排出，然后进行冷却，冷却后的金属化产品温度降低至200℃以下，再经筛分，合格金属化产品球供高炉、转炉使用，筛下金属化产品粉料供烧结使用。
可选的，城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺中，将冶金固体废弃物中经焙烧后从转底炉出来的烟气，先通过沉降室之后经过余热锅炉进行余热回收，余热锅炉出来的烟气温度降低，由除尘器净化后用于城市固体废弃物处置工艺过程中的干燥使用，当干燥温度不够时，还设置有对干燥烟气进行升温的补热装置。
可选的，冶金固体废弃物内高温焙烧后脱出元素锌，在烟气流通至用于城市固体废弃物干燥的过程中进行捕集。
可选的，垃圾衍生燃料用于冶金固体废弃物中铺设于转底炉底，或与冶金固体废弃物混合后进入转底炉，又或者在转底炉中单独划分一段铺设该燃料。
可选的，干燥过程中，控制热风调整含水率，使物料水分降到8％以下，且避免物料因与热风直接接触而着火。
可选的，制粒工序分为压球工艺与造球工艺，采用压球工艺时，不合格物料最大投影长度小于8mm，合格物料最大投影长度大于等于8mm，采用造球工艺时，合格物料最大投影长度为6mm～16mm。
可选的，合格金属化产品球最大投影长度为大于等于5mm，金属化产品粉料最大投影长度小于5mm。
可选的，药剂为固硫，固氯剂和防腐剂。
本发明的有益效果在于：
1、本发明利用城市固体废弃物和冶金固体废弃物的联合处置工艺，既保证了城市固体废弃物处置所产生的垃圾衍生燃料产品的高效利用，冶金固体废弃物处置使用垃圾衍生燃料产品可提高生产效率、降低煤气消耗，同时转底炉燃烧后的低温排放尾气用于垃圾衍生燃料制备过程中的干燥使用，节省了能源，能够实现固体废弃物的集中处理，统筹规划，相辅相成，资源共享，节省建设成本和运行成本。
2、本发明利用本工艺能够实现城市固体废弃物和冶金固体废弃物优化的联合处置，实现资源共享、能源共享，为减少绿色、环保、协同发展的“城市钢厂”提供了新的思路。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明一种城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺的流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1，为一种城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺，包括以下步骤：
城市固体废弃物处置工艺包括破碎、分选、干燥、加工成型形成垃圾衍生燃料，具体包括分类收集城市有机固体废弃物，经预处理后，除去不燃物，处理后的可燃物进入一次破碎机，破碎成碎粒后通过输送机进入烘干机，在烘干机内自动滚下，控制热风调整含水率，使物料水分降到8％以下，干燥后的烟气经除尘器排出，干燥后的物料经二次磁选、铝分选后送入风选机，将不燃物除去后，送入二次破碎机，将干燥后的可燃物料破碎至易成型的小颗粒，添加一定量的药剂后送入成型机，成型机连续制出RDF燃料，经冷却后通过振动筛筛分送入成品漏斗，筛下物则返回重新成型；
冶金固体废弃物处置工艺包括配料、混合、制粒、干燥、转底炉内高温焙烧、形成金属化产品球，具体包括对污泥进行烘干、搅拌或者消解等预处理，预处理后的污泥送入配料间相应料仓存储，干灰、CDQ粉由密闭罐车运输入厂，气力输送进入配料间相应料仓存储，配料仓内的含铁尘泥、CDQ粉按照每条转底炉生产线的配料要求，经定量给料机按比例配料后送至强力混合机进行混匀，混匀后物料进入压球缓冲仓，经仓下定量给料机给至压球机进行压球，成型的生球经过筛分，不合格物料重新返回强力混合机进行重新混合，合格球进入生球烘干机脱水至约1％，单独设置热风炉燃烧产生高温烟气用于烘干，烘干后生球送至转底炉振动布料器，将烘干生球均匀布到转底炉环形炉床上，进入转底炉内的生球利用炉内的高温及原料中的碳产生还原反应，还原后的金属化产品经高温出料螺旋从转底炉排出，经螺旋出料溜槽进入圆筒冷却机，冷却后的金属化产品温度降低至200℃以下，再经筛分，合格金属化产品球(DRI)进入成品料仓储存供高炉、转炉使用，筛下金属化产品粉料进成品粉仓存储后供烧结使用；
城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺，包括将城市固体废弃物处置工艺中最后成型的垃圾衍生燃料用于冶金固体废弃物处置用转底炉的高温供热，同时将冶金固体废弃物中经焙烧后从转底炉出来的烟气，先通过沉降室之后经过余热锅炉进行余热回收，余热锅炉出来的烟气温度降低，由除尘器净化后用于城市固体废弃物处置工艺过程中的干燥使用；冶金固体废弃物中高温焙烧后脱出元素锌，在烟气流通至用于城市固体废弃物干燥的过程中进行捕集，达到城市固废处理工艺中，干燥温度达不到标准的情况下，还设置有补热装置对烟气进行加热，垃圾衍生燃料用于冶金固体废弃物中可铺设于转底炉底，或与冶金固体废弃物混合后进入转底炉，又或者在转底炉中单独划分一段铺设该燃料。
本实施例中，城市固废处置产生1万吨/年的RDF，与冶金固废配合使用，配套建设一座处理冶金固废20万吨/年的转底炉生产线，能够节省转底炉燃料消耗约40％，改变转底炉燃烧器布置，减少燃烧器数量约20％，既增加了产能，又节省了冶金处理中能源消耗。
本实施例中，原转底炉工艺采用单面加热，转底炉炉底强度较低，约60kg/m2.h～100kg/m2.h，采用RDF燃料供热时，RDF燃料在转底炉球团增加底部或内部供热，实现双面加热，能够大幅提高转底炉炉底强度约20％，增加转底炉处理量，同样的因为RDF燃料的辅助，在相同条件下，实际生产中可减少燃气喷嘴等设施的布置，节约了生产成本；
另一方面，相同处理量的情况下，通过双面加热，能够减少设备建设规模，节省投资；如传统工艺建设一座处理冶金固废20万吨/年的转底炉生产线，转底炉本体中经约23米，采用RDF燃料综合处置，双面加热，相同处理量的情况下，能够减小转底炉中经约为18米，减少投资约500万。
本发明利用城市固体废弃物和冶金固体废弃物的联合处置工艺，既保证了城市固体废弃物处置所产生的垃圾衍生燃料产品的高效利用，冶金固体废弃物处置使用垃圾衍生燃料产品可提高生产效率、降低煤气消耗，同时转底炉燃烧后的低温排放尾气用于垃圾衍生燃料制备过程中的干燥使用，节省了能源，能够实现固体废弃物的集中处理，统筹规划，相辅相成，资源共享，节省建设成本和运行成本。
本发明利用本工艺能够实现城市固体废弃物和冶金固体废弃物优化的联合处置，实现资源共享、能源共享，为减少绿色、环保、协同发展的“城市钢厂”提供了新的思路。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺，其特征在于，包括以下步骤：
城市固体废弃物处置工艺；冶金固体废弃物处置工艺；城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺；
所述城市固体废弃物处置工艺包括预处理、一次磁选、一次破碎、干燥、二次磁选、二次破碎、加工成型形成垃圾衍生燃料；
所述冶金固体废弃物处置工艺包括预处理、配料、混合、制粒、干燥、转底炉内高温焙烧、形成金属化产品球；
所述城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺，包括将城市固体废弃物处置工艺中最后成型的垃圾衍生燃料用于冶金固体废弃物处置用转底炉的高温供热，将冶金固体废弃物处置工艺中经转底炉中焙烧后出来的烟气，经处理后用于城市固体废弃物工艺中垃圾衍生燃料制备过程中的干燥使用。
2.根据权利要求1所述的一种城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺，其特征在于：城市固体废弃物处置工艺，具体包括分类收集城市有机固体废弃物，经预处理后，除去不燃物，一次磁选后的可燃物进行一次破碎，一次破碎成碎粒后进行干燥；干燥后的烟气经除尘后排出，干燥后的物料经二次磁选、铝分选后将不燃物除去后，进行二次破碎；将干燥后的可燃物料破碎至易成型的小颗粒，添加一定量的药剂后制出垃圾衍生燃料，经冷却后筛分送入成品漏斗，筛下物则返回重新成型。
3.根据权利要求1所述的一种城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺，其特征在于：冶金固体废弃物处置工艺，具体包括对污泥状的冶金固体废弃物进行预处理，预处理后的污泥与配料仓内的材料按照转底炉生产线的配料要求，经按比例配料后进行混匀，混匀后物料进行制粒，成型的生球经过筛分，不合格物料重新返回混匀；合格球进行脱水、烘干，烘干后生球送至转底炉振动布料器，将烘干生球均匀布到转底炉环形炉床上；进入转底炉内的生球利用炉内的高温及原料中的碳产生还原反应，还原后的金属化产品经高温出料螺旋从转底炉排出，然后进行冷却，冷却后的金属化产品温度降低至200℃以下，再经筛分，合格金属化产品球供高炉、转炉使用，筛下金属化产品粉料供烧结使用。
4.根据权利要求1所述的一种城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺，其特征在于：城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺中，将冶金固体废弃物中经焙烧后从转底炉出来的烟气，先通过沉降室之后经过余热锅炉进行余热回收，余热锅炉出来的烟气温度降低，由除尘器净化后用于城市固体废弃物处置工艺过程中的干燥使用，当干燥温度不够时，还设置有对干燥烟气进行升温的补热装置。
5.根据权利要求4所述的一种城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺，其特征在于：冶金固体废弃物中高温焙烧后脱出元素锌，在烟气流通至用于城市固体废弃物干燥的过程中进行捕集。
6.根据权利要求1所述的一种城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺，其特征在于：垃圾衍生燃料用于冶金固体废弃物中铺设于转底炉底，或与冶金固体废弃物混合后进入转底炉，又或者在转底炉中单独划分一段铺设该燃料。
7.根据权利要求2所述的一种城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺，其特征在于：干燥过程中，控制热风调整含水率，使物料水分降到8％以下，且避免物料因与热风直接接触而着火。
8.根据权利要求3所述的一种城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺，其特征在于：制粒工序分为压球工艺与造球工艺，采用压球工艺时，不合格物料最大投影长度小于8mm，合格物料最大投影长度大于等于8mm，采用造球工艺时，合格物料最大投影长度为6mm～16mm。
9.根据权利要求3所述的一种城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺，其特征在于：合格金属化产品球最大投影长度为大于等于5mm，金属化产品粉料最大投影长度小于5mm。
10.根据权利要求2所述的一种城市固体废弃物和冶金固体废弃物联合处置工艺，其特征在于：所述药剂为固硫，固氯剂和防腐剂。
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