CN110681322B - 利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧设备、系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于环境科学领域，尤其涉及一种利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧设备、系统及工艺，所述利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧设备包括凝胶材料生成设备和脱硫设备，所述凝胶材料生成设备包括分解炉，所述脱硫设备包括脱硫反应器，所述分解炉通过脱硫剂输送管道与脱硫反应器相通。本发明提供一种能够在生产得到活性凝胶材料的同时，能够解决煅烧烟气SO₂排放问题以及降低煅烧系统内部有害成分含量，提升生产运行稳定性的利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧设备、系统及工艺。

Description

利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧设备、系统及工艺

技术领域

本发明属于环境科学领域，尤其涉及一种利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧设备、系统及工艺。

背景技术

现有技术和缺陷：

随着工业技术和生活水平的快速提升，固体废弃物如城市污泥、矿化垃圾、生活垃圾焚烧灰渣、赤泥、脱硫石膏、粉煤灰、煤矸石、矿渣等产量迅速上升，这对环境造成了很大的负担，因此这些大宗固废的无害化处理和综合利用已成为现在亟需解决的环保问题之一。

目前我国固体废弃物处理方式主要有堆肥处理、焚烧、垃圾填埋方法三种。固废处理是为了实现“无害化、减量化、资源化”。但是大宗固废存在成分复杂、物理性状多变等特性，这使固废处理难以非常完善。

大宗固废的资源化处理是固体废物处理的最终方式，这能实现能源的开发利用和废物资源的回收利用。如工业固废中的化学工业废渣、粉煤灰、废钢筋、高炉矿渣等，可以通过这些固废成分间的协同互补，反应生成高活性粉体，用于矿山、建筑等多个行业。但是大宗固废中含有硫、氯、碱等有害成分，直接利用或不进行后处理，反应将对系统设备和环境造成不利的影响。

解决上述技术问题的难度和意义：

因此，基于这些问题，提供一种能够在生产得到活性凝胶材料的同时，能够解决煅烧烟气SO₂排放问题以及降低煅烧系统内部有害成分含量，提升生产运行稳定性的利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧设备、系统及工艺具有重要的现实意义。

发明内容

本发明目的在于为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种能够在生产得到活性凝胶材料的同时，能够解决煅烧烟气SO₂排放问题以及降低煅烧系统内部有害成分含量，提升生产运行稳定性的利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧设备、系统及工艺。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧设备，所述利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧设备包括凝胶材料生成设备和脱硫设备，所述凝胶材料生成设备包括分解炉，所述脱硫设备包括脱硫反应器，所述分解炉通过脱硫剂输送管道与脱硫反应器相通。

所述脱硫输送管道与分解炉的上柱体相连，所述脱硫剂输送管道设置了阀门。生料在分解炉中高温分解生成的CaO具有脱硫活性，经脱硫剂输送管道喂入脱硫反应器内，吸收固废生料在预热器产生的二氧化硫，实现在线脱硫。

本发明还可以采用以下技术方案：

在上述的利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧设备中，进一步的，所述利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧设备还包括旁路放风设备，所述旁路放风设备包括骤冷器和收尘器，所述凝胶材料生成设备的烟室通过管道连接所述骤冷器入口，所述骤冷器出口通过管道连接所述收尘器入口，所述收尘器出口通过管道连接至所述脱硫反应器。

该旁路放风系统可以处理大宗固废生料中的硫、氯、碱等有害成分，缓解或消除有害成分对生产运行稳定性的影响。

一种利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧系统，所述利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧系统包括所述的利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧设备。

本发明为了实现利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧工艺，提供了配套的煅烧系统。

本发明还公开了为实现上述绿色煅烧工艺提供的配套煅烧系统，该系统包括凝胶材料生成设备、脱硫设备和旁路放风设备三个部分。凝胶材料生成设备包括预热器、分解炉、烟室、烧结窑、冷却机和三次风管；脱硫设备包括脱硫剂输送管道和脱硫反应器；旁路放风设备包括骤冷器和收尘器。本发明在制备得到活性凝胶材料的同时可以解决煅烧烟气中SO₂排放和固废中硫、氯、碱等成分含量高的问题，实现绿色生产。

在上述的利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧系统中，进一步的，所述凝胶材料生成设备还包括数级预热器、烧结窑、冷却机和三次风管，所述分解炉、烟室、烧结窑和冷却机依次连接，所述烧结窑包括窑尾、窑中和窑头三部分，所述窑尾与烟室直接相连，所述窑头与三次风管相连，所述三次风管是烧结窑与分解炉之间的连接管道，风向从烧结窑到分解炉。

所述分解炉的上部设置有两个带料气流出口，下部设置有物料入口、燃料入口和三次风入口。两个所述带料气流出口分别与末级旋风筒与脱硫反应器相连。所述物料入口与倒数第二级旋风筒的下料管相连。所述三次风入口连接所述三次风管。所述窑头上设置了入窑燃料燃烧器和窑头罩，为现有技术，不详细说明。所述三次风管上设置了阀门。所述冷却机为篦冷机。

在上述的利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧系统中，进一步的，所述数级预热器含3-5级旋风筒，各级旋风筒之间通过下料管和风管连接，所述下料管均设置锁风阀，所述数级预热器包括第一级旋风筒、第二级旋风筒、倒数第二级旋风筒和末级旋风筒，所述第一级旋风筒的进料口连接所述脱硫反应器，所述第一级旋风筒的出风口通过风机连接废气处理系统；所述倒数二级旋风筒下料管与分解炉相连，所述末级旋风筒进料口与分解炉上柱体相连，所述末级旋风筒下料管与窑尾烟室背部相连。

所述旋风筒之间通过下料管和风管连接。所述旋风筒下料管上均设置锁风阀。分解炉上设有上柱体，为现有技术，不详细说明。

在上述的利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧系统中，进一步的，所述脱硫反应器包括上柱体和下柱体，所述上柱体和下柱体之间设有缩口，所述下柱体底部安装有锥体，所述锥体底部设有反应器入口，所述反应器入口与第二级旋风筒出风口连接，所述下柱体的底部开有入撒料装置，所述入撒料装置是生料喂料口，所述下柱体的底部通过脱硫剂输送管道与分解炉的上柱体相连，所述上柱体顶部设有出口，所述出口与预热器的第一级旋风筒的进料口相连。

在上述的利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧系统中，进一步的，所述骤冷器上设置的冷空气管道，所述冷空气管道上设阀门，所述收尘器与脱硫反应器之间的管道上设有阀门。

所述收尘器的形式为旋风收尘器、袋收尘器或电收尘器。

一种利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧工艺，其特征在于：所述利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧工艺使用上述任一项所述的利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧系统，所述利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧工艺包括凝胶材料生成过程，所述凝胶材料生成过程如下：

步骤一：大宗固废生料经数级预热器气固分离后，喂入分解炉，所述分解炉的温度为800-1000℃；

通过控制入炉燃料的用量控制分解炉的温度为800-1000℃，物料中的碳酸盐分解得到CaO。

步骤二：经分解炉分解后的物料部分进入末级旋风筒；

经末级旋风筒气固分离出来的物料温度为800-900℃。

步骤三：经过末级旋风筒分离后的物料通过烟室喂入烧结窑中，经烧结窑中1200-1500℃高温烧结后生成凝胶材料；

步骤四：所述凝胶材料进入冷却机冷却至150℃以下，制备得到活性凝胶材料。

将大宗固废生料经数级预热器加热分离，经过分解炉分解、烧结窑中烧结、冷却得到活性凝胶材料。

在上述的利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧工艺中，进一步的，所述脱硫的过程如下：

步骤一：大宗固废生料喂入脱硫反应器内，与预热器第二级旋风筒出口烟气混合换热后随烟气一起进入第一级旋风筒，经数级预热器气固分离后，物料喂入分解炉内。大宗固废生料中含有的挥发硫在高温下预热器中氧化产生SO₂，含有SO₂的气体进入脱硫反应器；

步骤二：大宗固废生料在分解炉中高温分解生成具有脱硫活性的CaO，经脱硫剂输送管道喂入脱硫反应器内，将生料分解产生的SO₂脱除。

在上述的利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧工艺中，进一步的，所述旁路放风的过程如下：

步骤一：从烟室中抽取的900-1200℃高温烟气部分进入骤冷器；

与冷空气混合，烟气温度降至350-450℃，烟气中的有害成分含硫、氯、碱等凝固到粉尘上成为固态。

步骤二：经过收尘器将烟气中粉尘收集并外排，且收尘器产生的旁路风被引入脱硫反应器。

所述脱硫过程和所述旁路放风过程与凝胶材料生成过程同时发生，即在线脱硫和在线旁路放风，因此在制备得到活性凝胶材料的同时可以解决煅烧烟气中SO₂排放和固废中硫、氯、碱等成分含量高的问题，实现绿色生产。

综上所述，本发明具有以下优点和积极效果：

1、本发明利用大宗固废生产活性凝胶材料，大宗固废生料在经预热、预分解、烧结和冷却步骤制备生成凝胶材料，为绿色煅烧工艺。

2、本发明提供在线型脱硫反应器和在线型旁路放风流程，在利用大宗固废制备凝胶材料的同时，可以实现在线脱硫和在线旁路放风，解决大宗固废煅烧烟气SO₂排放问题以及处理大宗固废生料中的硫、氯、碱等有害成分，降低煅烧系统内部有害成分含量，缓解或消除有害成分对生产运行稳定性的影响，解决大宗固废煅烧烟气SO₂排放问题和生产线中易结皮堵塞的问题。

3、本发明将旁路风引入脱硫反应器，汇入废气处理系统，无需单独进行的烟气处理。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的脱硫反应器结构示意图。

图中：

带箭头虚线为气流方向，带箭头实线为料流方向。

1、生料，2、脱硫反应器，3、第一级旋风筒C1，4、第二级旋风筒C2，5、第三级旋风筒C3，6、分解炉，7、烟室，8、烧结窑，9、冷却机，10、冷却空气，11、活性凝胶材料，12、三次风管，13、入窑燃料，14、入炉燃料，15、骤冷器，16、空气，17、阀门A，18、收尘器，19、旁路灰，20、阀门B，21、脱硫剂输送管道，22、阀门C，23、风机，24、废气处理系统。

201、反应器入口，202、锥体，203、入撒料装置，204、下柱体，205、缩口，206、上柱体，207、出口，208、脱硫剂输送风管。

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧设备、系统及工艺的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。

将理解，当据称将部件“连接”到另一个部件时，它可以直接连接到另一个部件或可以存在中间部件。相反，当据称将部件“直接连接”到另一个部件时，则表示不存在中间部件。

图1给出了本发明的流程图，并且通过图2示出了本发明的脱硫反应器结构示意图，下面就结合图1至图2具体说明本发明。

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

大宗固废生料主要包括城市污泥、矿化垃圾、生活垃圾焚烧灰渣、赤泥、脱硫石膏、粉煤灰、煤矸石、矿渣等典型城市与工业大宗固废。原料的组成决定了生成二氧化硫气体的含量，可以通过调配原料成分来是实现在线脱硫的效果。

实施例一：

一种利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧设备，所述利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧设备包括凝胶材料生成设备和脱硫设备，所述凝胶材料生成设备包括分解炉6，所述脱硫设备包括脱硫反应器2，所述分解炉6通过脱硫剂输送管道21与脱硫反应器2相通。

所述脱硫输送管道21与分解炉6的上柱体相连，所述脱硫剂输送管道21设置了阀门C22。生料1在分解炉中高温分解生成的CaO具有脱硫活性，经脱硫剂输送管道21喂入脱硫反应器2内，吸收固废生料在预热器产生的二氧化硫，实现在线脱硫。

更进一步来讲，还可以在本发明中考虑，所述利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧设备还包括旁路放风设备，所述旁路放风设备包括骤冷器15和收尘器18，所述凝胶材料生成设备的烟室通过管道连接所述骤冷器15入口，所述骤冷器出口通过管道连接所述收尘器18入口，所述收尘器出口通过管道连接至所述脱硫反应器2。

该旁路放风系统可以处理大宗固废生料中的硫、氯、碱等有害成分，缓解或消除有害成分对生产运行稳定性的影响。

实施例二：

本发明还公开了为实现上述绿色煅烧工艺提供的配套煅烧系统，该系统包括凝胶材料生成设备、脱硫设备和旁路放风设备三个部分。凝胶材料生成设备包括预热器、分解炉6、烟室7、烧结窑8、冷却机9和三次风管12；脱硫设备包括脱硫剂输送管道和脱硫反应器；旁路放风设备包括骤冷器和收尘器。本发明在制备得到活性凝胶材料的同时可以解决煅烧烟气中SO₂排放和固废中硫、氯、碱等成分含量高的问题，实现绿色生产。

一种利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧系统，所述利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧系统包括所述的利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧设备。

本发明为了实现利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧工艺，提供了配套的煅烧系统。

更进一步来讲，还可以在本发明中考虑，所述凝胶材料生成设备还包括数级预热器、烧结窑、冷却机和三次风管，所述分解炉、烟室、烧结窑和冷却机依次连接，所述烧结窑包括窑尾、窑中和窑头三部分，所述窑尾与烟室直接相连，所述窑头与三次风管相连，所述三次风管是烧结窑与分解炉之间的连接管道，风向从烧结窑到分解炉。

所述分解炉的上部设置有两个带料气流出口，下部设置有物料入口、燃料入口和三次风入口。两个所述带料气流出口分别与第三级旋风筒C3与脱硫反应器相连。所述物料入口与第二级旋风筒C2的下料管相连。所述三次风入口连接所述三次风管。所述窑头上设置了入窑燃料燃烧器和窑头罩，为现有技术，不详细说明。所述三次风管上设置了阀门。所述冷却机为篦冷机。

在本实施例中，所述数级预热器含三级旋风筒，记为第一级旋风筒C1、第二级旋风筒C2和第三级旋风筒C3，其中，第一级旋风筒记为第一级旋风筒C1，倒数第二级旋风筒和第二级旋风筒记为第二级旋风筒C2，末级旋风筒记为第三级旋风筒C3。

所述第一级旋风筒C1的进料口连接所述脱硫反应器，所述第一级旋风筒C1的出风口通过风机连接废气处理系统，所述第一级旋风筒C1的下料管连接第三级旋风筒C3的出口管道；

所述第二级旋风筒C2的进料口连接所述第三级旋风筒C3出风口，所述第二级旋风筒C2出风口与脱硫反应器相连，所述第二级旋风筒C2的下料管与所述分解炉相连；

所述第三级旋风筒C3进料口与所述分解炉的上柱体相连，所述第三级旋风筒C3的下料管与烟室相连。

所述旋风筒之间通过下料管和风管连接。所述旋风筒下料管上均设置锁风阀。分解炉上设有上柱体，为现有技术，不详细说明。

更进一步来讲，还可以在本发明中考虑，所述脱硫反应器包括上柱体和下柱体，所述上柱体和下柱体之间设有缩口，所述下柱体底部安装有锥体，所述锥体底部设有反应器入口，所述反应器入口与第二级旋风筒C2出风口连接，所述下柱体的底部开有入撒料装置，所述入撒料装置是生料喂料口，所述下柱体的底部通过脱硫剂输送管道与分解炉的上柱体相连，所述上柱体顶部设有出口，所述出口与预热器的第一级旋风筒的进料口相连。

更进一步来讲，还可以在本发明中考虑，所述骤冷器上设置的冷空气管道，所述冷空气管道上设阀门A17，所述收尘器与脱硫反应器之间的管道上设有阀门B20。

所述收尘器的形式为旋风收尘器、袋收尘器或电收尘器。

工作过程：

一)凝胶材料生成系统：大宗固废生料1喂入脱硫反应器2内，与第二级旋风筒C2 4出口烟气混合换热后随烟气一起进入第一级旋风筒C1 3；经气固分离后，物料进入第三级旋风筒C3 5出口管道，并与第三级旋风筒C3 5出口烟气一起进入第二级旋风筒C2 4，经第二级旋风筒C2 4气固分离后，物料喂入分解炉6内，气体进入脱硫反应器2。各级旋风筒下料管均设有锁风阀，用于防止下级旋风筒或分解炉6中的气体从料管进入上级旋风筒。通过入炉燃料14的用量来控制分解炉6内温度保持在800-1000℃，物料中碳酸盐进行分解，CaCO₃分解为CaO。分解后的物料一部分进入第三级旋风筒C3 5，另一部分进入脱硫剂输送风管21。从第三级旋风筒C3 5分离出来的物料温度为800-900℃，此时物料中碳酸盐分解率达到85％以上。分解后的物料喂入烧结窑8中，入窑燃料13在窑内燃烧放热对物料进行烧结，物料经过1200-1500℃高温烧结后生成凝胶材料。出烧结窑8的凝胶材料温度为1250-1350℃，之后进入冷却机9冷却。冷却机9内采用风冷方式，冷却空气10将高温凝胶材料冷却至150℃以下。出冷却机的热风温度为800-1100℃，热风一部分入烧结窑8，另一部分通过三次风管12进入分解炉6，作为助燃风，高温助燃风有利于降低煅烧系统的热耗。制备出的活性凝胶材料11从冷却机9出口得到。

二)脱硫系统：脱硫剂输送管道21为分解炉6与脱硫反应器2之间的连接管道，管道上设阀门22以调节风量大小。采用大宗固废制备的生料往往含有挥发硫，挥发硫在高温下氧化产生SO₂，使烟气SO₂浓度超过大气污染物排放标准。物料在分解炉6内高温分解生成的CaO具有脱硫活性，经脱硫剂输送管道21将一部分活性生料喂入脱硫反应器2内，可将生料分解产生的SO₂脱除。

三)旁路放风系统：采用旁路放风方式处理大宗固废中硫、氯、碱等有害成分，是为了防止有害成分循环富集导致烟室、分解炉等部位结皮和窑内结圈的现象出现。在风机23的抽风作用下，部分高温烟气被抽出烟室进入旁路放风系统，该部分烟气被称为旁路烟气。出烟室7的烟气温度为900-1200℃。旁路烟气进入骤冷器15，采用空气16将烟尘骤冷，通过阀门A17调节空气量使出骤冷器15烟尘温度为350-450℃。该温度低于有害成分硫、氯、碱化合物的凝固温度，有害成分凝固到粉尘上成为固态，经过收尘器18将烟气中粉尘收集并外排，从而降低系统内部的有害成分含量，缓解或消除有害成分对生产运行稳定性的影响。旁路风会被引入脱硫反应器2，汇入废气处理系统24，从而无需单独进行烟气处理，简化工艺流程。

实施例三：

一种利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧工艺，其特征在于：所述利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧工艺使用上述任一项所述的利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧系统，所述利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧工艺包括凝胶材料生成过程，所述凝胶材料生成过程如下：

步骤一：大宗固废生料经数级预热器气固分离后，喂入分解炉，所述分解炉的温度为800-1000℃；

通过控制入炉燃料的用量控制分解炉的温度为800-1000℃，物料中的碳酸盐分解得到CaO。

步骤二：经分解炉分解后的物料部分进入第三级旋风筒C3；

经末级旋风筒气固分离出来的物料温度为800-900℃。

步骤三：经过第三级旋风筒C3分离后的物料通过烟室喂入烧结窑中，经烧结窑中1200-1500℃高温烧结后生成凝胶材料；

步骤四：所述凝胶材料进入冷却机冷却至150℃以下，制备得到活性凝胶材料。

将大宗固废生料经数级预热器加热分离，经过分解炉分解、烧结窑中烧结、冷却得到活性凝胶材料。

更进一步来讲，还可以在本发明中考虑，所述脱硫的过程如下：

步骤一：大宗固废生料喂入脱硫反应器内，与第二级旋风筒C2出口烟气混合换热后随烟气一起进入第一级旋风筒C1，经气固分离后物料进入第三级旋风筒C3的出口管道，并与第三级旋风筒C3出口烟气一起进入第二级旋风筒C2，经第二级旋风筒C2气固分离后，物料喂入分解炉内，含有SO₂的气体进入脱硫反应器；

大宗固废生料中含有的挥发硫在高温下预热器中氧化产生SO₂。

步骤二：大宗固废生料在分解炉中高温分解生成具有脱硫活性的CaO，经脱硫剂输送管道喂入脱硫反应器内，将生料分解产生的SO₂脱除。

更进一步来讲，还可以在本发明中考虑，所述旁路放风的过程如下：

步骤一：从烟室中抽取的900-1200℃高温烟气部分进入骤冷器；

与冷空气混合，烟气温度降至350-450℃，烟气中的有害成分含硫、氯、碱等凝固到粉尘上成为固态。

步骤二：经过收尘器将烟气中粉尘收集并外排，且收尘器产生的旁路风被引入脱硫反应器。

所述脱硫过程和所述旁路放风过程与凝胶材料生成过程同时发生，即在线脱硫和在线旁路放风，因此在制备得到活性凝胶材料的同时可以解决煅烧烟气中SO₂排放和固废中硫、氯、碱等成分含量高的问题，实现绿色生产。

工作过程：

一)凝胶材料生成：大宗固废生料1经三级预热器气固分离后，物料喂入分解炉6；分解炉6中的温度为800-1000℃，物料中的碳酸盐分解得到CaO；分解后的物料部分进入第三级旋风筒C3 5，经气固分离出来的物料温度为800-900℃；分解后的物料喂入烧结窑8中，经1200-1500℃高温烧结后生成凝胶材料；进入冷却机9冷却至150℃以下，得到活性凝胶材料11。

二)脱硫：大宗固废生料1中含有的挥发硫在高温下氧化产生SO₂进入脱硫反应器2；物料在分解炉6中高温分解生成的CaO具有脱硫活性，经脱硫剂输送管道21喂入脱硫反应器2内，可将生料分解产生的SO₂脱除。

三)旁路放风：从烟室7抽取的900-1200℃高温烟气部分进入骤冷器15；与冷空气16混合，烟气温度降至350-450℃，烟气中的有害成分凝固到粉尘上成为固态，经过收尘器18将烟气中粉尘收集并外排。与此同时，旁路风被引入脱硫反应器2，汇入废气处理系统24。

本发明的工作原理的技术关键在于：将凝胶材料生成设备中的分解炉通过脱硫剂输送管道连接到脱硫反应器，脱硫输送管道将分解炉中部分高温分解的活性生料喂入脱硫反应器中，活性物质CaO与生料预热时产生的SO₂反应；将凝胶材料生成设备中的烟室通过管道连接到旁路放风设备中的骤冷器，经出骤冷器的烟气经过收尘后汇入到脱硫反应器，再进入废气处理系统。从烟室中抽取的含硫、氯、碱的高温烟气经降温处理后，烟气中的有害成分冷凝为固态颗粒经收尘器收集外排，防止因有害成分循环富集引起的结皮堵塞，提高生产运行稳定性。因此，本发明提供了一种在利用大宗固废制备生成活性凝胶材料的过程中可以同时实现在线脱硫和在线旁路放风的绿色煅烧工艺。

综上所述，本发明可提供一种能够在生产得到活性凝胶材料的同时，能够解决煅烧烟气SO₂排放问题以及降低煅烧系统内部有害成分含量，提升生产运行稳定性的利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧设备、系统及工艺。

以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧设备，其特征在于：所述利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧设备包括凝胶材料生成设备和脱硫设备，所述凝胶材料生成设备包括分解炉，所述脱硫设备包括脱硫反应器，所述分解炉通过脱硫剂输送管道与脱硫反应器相通，所述脱硫反应器包括上柱体和下柱体，所述上柱体和下柱体之间设有缩口；

所述利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧设备还包括旁路放风设备，所述旁路放风设备包括骤冷器和收尘器，所述凝胶材料生成设备的烟室通过管道连接所述骤冷器入口，所述骤冷器出口通过管道连接所述收尘器入口，所述收尘器出口通过管道连接至所述脱硫反应器；

所述凝胶材料生成设备还包括数级预热器、烧结窑、冷却机和三次风管，所述分解炉、烟室、烧结窑和冷却机依次连接，所述烧结窑包括窑尾、窑中和窑头三部分，所述窑尾与烟室直接相连，所述窑头与三次风管相连，所述三次风管是烧结窑与分解炉之间的连接管道，风向从烧结窑到分解炉；

所述数级预热器含3-5级旋风筒，各级旋风筒之间通过下料管和风管连接，所述下料管均设置锁风阀，所述数级预热器包括第一级旋风筒、第二级旋风筒、倒数第二级旋风筒和末级旋风筒，所述第一级旋风筒的进料口连接所述脱硫反应器，所述第一级旋风筒的出风口通过风机连接废气处理系统；所述倒数二级旋风筒下料管与分解炉相连，所述末级旋风筒进料口与分解炉上柱体相连，所述末级旋风筒下料管与窑尾烟室背部相连；

所述下柱体底部安装有锥体，所述锥体底部设有反应器入口，所述反应器入口与第二级旋风筒出风口连接，所述下柱体的底部开有入撒料装置，所述入撒料装置是生料喂料口，所述下柱体的底部通过脱硫剂输送管道与分解炉的上柱体相连，所述上柱体顶部设有出口，所述出口与预热器的第一级旋风筒的进料口相连。

2.一种利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧系统，其特征在于：所述利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧系统包括权利要求1所述的利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧设备。

3.根据权利要求2所述的利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧系统，其特征在于：所述骤冷器上设置冷空气管道，所述冷空气管道上设阀门，所述收尘器与脱硫反应器之间的管道上设有阀门。

4.一种利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧工艺，其特征在于：所述利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧工艺使用权利要求2-3任一项所述的利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧系统，所述利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧工艺包括凝胶材料生成过程，所述凝胶材料生成过程如下：

步骤一：大宗固废生料经数级预热器气固分离后，喂入分解炉，所述分解炉的温度为800-1000℃；

步骤二：经分解炉分解后的物料部分进入末级旋风筒；

步骤三：经过末级旋风筒分离后的物料通过烟室喂入烧结窑中，经烧结窑中1200-1500℃高温烧结后生成凝胶材料；

步骤四：所述凝胶材料进入冷却机冷却至150℃以下，制备得到活性凝胶材料。

5.根据权利要求4所述的利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧工艺，其特征在于：所述脱硫的过程如下：

步骤一：大宗固废生料喂入脱硫反应器内，与预热器的第二级旋风筒出口烟气混合换热后随烟气一起进入第一级旋风筒，经数级预热器气固分离后，物料喂入分解炉内，含有SO₂的气体进入脱硫反应器；

步骤二：大宗固废生料在分解炉中高温分解生成具有脱硫活性的CaO，经脱硫剂输送管道喂入脱硫反应器内，将生料分解产生的SO₂脱除。

6.根据权利要求4所述的利用大宗固废生产凝胶材料的绿色煅烧工艺，其特征在于：所述旁路放风的过程如下：

步骤一：从烟室中抽取的900-1200℃高温烟气部分进入骤冷器；

步骤二：经过收尘器将烟气中粉尘收集并外排，且收尘器产生的旁路风被引入脱硫反应器。

Images