CN112845501B - 一种含金属污染物无害化处置资源化利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含金属污染物无害化处置资源化利用方法，包括以下步骤：将含金属污染物送入预处理单元，经预处理后，再通过进料单元将其送入热解析单元，在热解析单元进行热解，热解后的高温油气进入冷凝分离单元，热解后的固渣进入熔分单元，在熔分单元中采用熔分炉继续将固渣加热至1200～1800℃，产出的金属单质融化为液态漂浮在上层，通过熔融金属出口排出熔分炉外，冷却后获得金属；下部的固渣通过渣出口排出熔分炉外，经冷却破碎后，作为建材原料使用。本发明方法通过两步热解和熔分手段等的结合，能够对不同特性的含金属污染物进行充分处理，可获得金属资源、油品资源等高附加值产品，实现无害化处置和资源化综合利用。

Description

一种含金属污染物无害化处置资源化利用方法
技术领域
本发明涉及含金属污染物处理领域，具体地说是涉及一种含金属污染物无害化处置资源化利用方法。
背景技术
随着国民经济的发展，我们面临着越来越多的环境问题。其中，含金属污染物(如轧钢油泥、酸洗污泥、废催化剂等)，若不经处置直接排放，会对我国生态环境造成极大破坏，威胁着人类健康。同时，也会造成金属资源等的浪费。
目前，对含金属污染物的处理也有许多文献报道。如专利申请号为202010393785.9的中国发明专利公开了一种壁刮式推进的轧钢油泥热解碳化处理装置及方法，专利申请号为201910646367.3的中国发明专利公开了一种用于轧钢油泥处理的热解炭化装置及方法等等。以上装置及方法虽都是采用热解手段对轧钢油泥进行处理，但大都着重于对装置结构等方面进行改进，并不能针对含金属污染物的复杂特性等进行综合处理，实现含金属污染物无害化处置资源化利用。
发明内容
基于上述技术问题，本发明提出一种含金属污染物无害化处置资源化利用方法。
本发明所采用的技术解决方案是：
一种含金属污染物无害化处置资源化利用方法，包括以下步骤：
(1)将含金属污染物分成固态含金属污染物和液态含金属污染物，将固态含金属污染物送入干式预处理单元，经干式预处理单元中的振动筛进行筛分，筛下物送入干式进料单元，筛上物送入破碎机破碎后继续筛分，直至筛分完毕；
将液态含金属污染物送入湿式预处理单元中的进料池，先经进料池上方设置的进料筛进行筛分，筛出杂物，将杂物送入破碎机中破碎后，送入干式进料单元；进料池中经筛分后物料，进入湿式进料单元；
(2)经干式进料单元，固态含金属污染物的筛下物被送入热解析单元；经湿式进料单元，进料池中物料被送入热解析单元；
(3)将热解析单元分为预热解段和热解析段，在预热解段和热解析段中均设置有输送装置，所述输送装置为炉排、履带或链板，含金属污染物平铺在输送装置上，随着输送装置移动；在预热解段和热解析段中还设置有加热装置，所述加热装置采用辐射管、加热棒或加热板为热源；
在预热解段内将含金属污染物加热至300～500℃，使得含金属污染物中的水分蒸发，部分有机质热解析，产出的高温油气经顶部第一高温油气出口进入冷凝分离单元；经预热解段处理后的物料进入热解析段，在热解析段将含金属污染物加热至550～700℃，使得含金属污染物中的金属氧化物和还原性物质发生还原反应，同时大分子有机物受热分解，产出的高温油气经顶部第二高温油气出口进入冷凝分离单元；经热解析段处理后的固体物料送入熔分单元；
(4)冷凝分离单元分为上下两部分，上部为喷淋冷却部分，下部为油水分离部分；来自热解析单元的高温油气，通过喷淋冷却水直接喷淋降温，降温至60～80℃，水和少量油冷凝为液体，形成油水混合物，并流入下部进入油水分离部分；在油水分离部分中经重力沉降分离后，上部油品送入油罐，下部污水送入污水沉降单元；经冷凝分离单元处理后的不凝气进入不凝气处理单元；
(5)在熔分单元中采用熔分炉继续将热解析段处理后的固体物料加热至1200～1800℃，固体物料中铁的氧化物继续与还原性物质发生还原反应，产出的金属单质融化为液态漂浮在上层，通过熔融金属出口排出熔分炉外，冷却后获得金属；下部的固渣通过渣出口排出熔分炉外，经冷却破碎后，作为建材原料使用。
优选的，所述含金属污染物为轧钢油泥、酸洗污泥或废催化剂。
优选的，所述干式进料单元包括倾斜皮带和固体进料仓，固态含金属污染物的筛下物通过干式进料单元中的倾斜皮带送入顶部固体进料仓，固体进料仓底部设置干式出料口，筛下物经干式出料口送入干式布料器内，经均匀布料后进入热解析单元；
所述湿式进料单元包括进料泵，进料池中经筛分后物料通过进料泵输送至液体进料仓，液体进料仓底部连通湿式布料器，液体进料仓中的物料经湿式布料器均匀布料后进入热解析单元。
优选的，在固体进料仓设置高低位料位报警，当高料位报警后，停止上料；当低料位报警时，启动上料直至高料位报警后停止；
在液体进料仓中设置高低位液位报警，当低液位报警时，暂停进料泵，以确保进料仓中始终有料，实现料封，防止空气进入热解析单元内；当高料位报警时，停止向液体进料仓内进料，防止含金属污染物冒漏，造成环境污染。
优选的，若含金属污染物中有机质含量小于20％，则还需向干式进料单元或湿式进料单元中添加碳材料作为还原性物质，所述碳材料采用烟煤或褐煤。
优选的，在不凝气处理单元中，来自冷凝分离单元的不凝气经分液、脱硫、增压后，输送至熔分炉中作为补充燃料使用。
优选的，在污水沉降单元中，来自冷凝分离单元的污水继续进行重力沉降分离，分离后上部清水作为冷凝分离单元的喷淋用循环冷却水，中间污水排入污水罐，送至污水处理厂处置，底部含尘废水，循环送入湿式预处理单元中的进料池，继续处置。
优选的，在熔分单元中，烟气从熔分炉顶部的烟气管路排出，并且将烟气与待进入熔分炉的助燃空气进行充分热交换。
优选的，所述热解析单元中采用热解析炉，热解析炉的炉体分为相连通的预热解段炉体和热解析段炉体，控制热解析炉的炉体内部为微正压，压力范围为表压50～200Pa。
优选的，所述筛上物为大于或等于10mm的块状物料；所述筛下物为小于10mm的物料。
本发明的有益技术效果是：
本发明方法对含金属污染物进行处理，不受含金属污染物本身特性区别的限制，适用性强；而且本发明方法通过两步热解和熔分手段等的结合，能够对不同特性的含金属污染物进行充分处理，可获得金属资源、油品资源等高附加值产品，实现无害化处置和资源化综合利用。
本发明方法尤其适用于轧钢油泥和不锈钢酸洗污泥等的综合处理。
具体地，本发明方法还具有以下优势：
1.为含金属污染物的无害化处置资源化利用提供一种全新方法，而且对固态、液态等不同特性的含金属污染物均能够充分处理；
2.将含金属污染物变废为宝，从其中回收大量高价值金属，并能同时回收油品资源，即实现了资源化综合利用，又降低了环境污染；
3.含金属污染物采用分步热解析处理，并且将热解析工艺和熔分工艺等相结合，不但能实现含金属污染物的逐步完善处理，而且热解析剩余的高温固体产物直接送入熔分工序，充分利用其显热，通过合理的有机耦合，实现系统性节能，降低运行成本；
4.采用板带式输送方式，物料随板带移动，相对静止，无粉尘产生，极大避免了金属随着高温油气排出炉外，提高金属收集率；
5.采用辐射传热为主的传热方式，加热装置与物料无直接接触，极大减少结焦，避免了氯、硫、氟等对金属腐蚀，确保本方法长周期连续稳定运行。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1为本发明方法的工艺流程图；
图2为本发明方法所涉及系统的结构原理示意图；
图3为本发明方法所采用干式布料器的结构原理示意图；
图4为本发明方法所采用湿式布料器的结构原理示意图；
图5为本发明方法中所涉及热解析炉的侧式结构原理示意图；
图6为本发明方法中所涉及冷凝分离装置的侧视结构原理示意图；
图7为本发明方法中所涉及熔分炉的侧视结构简图；
图8为本发明方法中所涉及熔分炉的正视结构简图。
图2中：Ⅰ-干式预处理单元、Ⅱ-干式进料单元、Ⅲ-湿式预处理单元、Ⅳ-湿式进料单元；Ⅴ-热解析单元；Ⅵ-冷凝分离单元；Ⅶ-污水沉降单元；Ⅷ-不凝气处理单元；Ⅸ-熔分单元；
1-振动筛、2-出料口；3-干式进料口、4-干式出料口、5-干式布料器；6-进料池；7-泵进口、8-泵出口、9-湿式布料器；10-高温油气出口、11-下料口、12-出渣口；13-高温油气进口、14-喷淋水进口、15-不凝气出口、16-渣水出口、17-油品出口；18-不凝气进口、19-不凝气出口、20-填料；21-污水进口、22-净水出口、23-含尘污水出口；24-固渣进口、25-烟气出口、26-金属出口、27-渣出口。
图3中：301-叶片；302-轴一；303-轴二。
图4中：401-进料口；402-布料器横管；403-吹扫气进口；404-物料出口；
图5中：501-干式物料进口；502-湿式物料进口；503-预热解段；504-上层链板；505-上层辐射板；506-犁耙；10-高温油气出口；508-上层滑料板；11-下料口；5010-下层链板；5011-下层辐射板；5012-热解析段；5013-下层滑料板；5014-出料轴。
图6中：13-高温油气进口；14-喷淋水进口；603-折流板；15-不凝气出口；605-油水混合物下落口；606-破乳剂进口；607-搅拌器；16-渣水出口；609-液位计；17-油品出口；6011-污水出口；6012-第一挡板，6013-阻流板，6014-第二挡板。
图7-图8中：24-固渣进口；701-烟气管路；702-熔分炉；703-烧嘴；25-烟气出口；26-金属出口；27-渣出口；704-助燃空气管路，705-燃气进口，706-助燃空气进口。
具体实施方式
结合附图，一种含金属污染物无害化处置资源化利用方法，包括以下步骤：
(1)将含金属污染物分成固态含金属污染物和液态含金属污染物，将固态含金属污染物送入干式预处理单元，经干式预处理单元中的振动筛1进行筛分，筛下物送入干式进料单元，筛上物送入破碎机破碎后继续筛分，直至筛分完毕。
将液态含金属污染物送入湿式预处理单元中的进料池6，先经进料池6上方设置的进料筛进行筛分，筛出杂物，将杂物送入破碎机中破碎后，送入干式进料单元Ⅱ；进料池中经筛分后物料，进入湿式进料单元Ⅳ。
(2)经干式进料单元，固态含金属污染物的筛下物被送入热解析单元Ⅴ；经湿式进料单元，进料池中物料被送入热解析单元Ⅴ。
(3)将热解析单元分为预热解段和热解析段，在预热解段和热解析段中均设置有输送装置，所述输送装置为炉排、履带或链板，含金属污染物平铺在输送装置上，随着输送装置移动；在预热解段和热解析段中还设置有加热装置，所述加热装置采用辐射管、加热棒或加热板为热源。
在预热解段内将含金属污染物加热至300～500℃，使得含金属污染物中的水分蒸发，部分有机质热解析，产出的高温油气经顶部第一高温油气出口进入冷凝分离单元；经预热解段处理后的物料进入热解析段，在热解析段将含金属污染物加热至550～700℃，使得含金属污染物中的金属氧化物和还原性物质(如物料中的碳和/或不凝气中的H2和CO等还原性物质)发生还原反应，同时大分子有机物受热分解，产出的高温油气经顶部第二高温油气出口进入冷凝分离单元；经热解析段处理后的固体物料送入熔分单元。
(4)冷凝分离单元分为上下两部分，上部为喷淋冷却部分，下部为油水分离部分；来自热解析单元的高温油气，通过喷淋冷却水直接喷淋降温，降温至60～80℃，水和少量油冷凝为液体，形成油水混合物，并流入下部进入油水分离部分；在油水分离部分中经重力沉降分离后，上部油品送入油罐，下部污水送入污水沉降单元；经冷凝分离单元处理后的不凝气进入不凝气处理单元。
(5)在熔分单元中采用熔分炉继续将热解析段处理后的固体物料加热至1200～1800℃，固体物料中铁的氧化物继续与还原性物质发生还原反应，产出的金属单质融化为液态漂浮在上层，通过熔融金属出口排出熔分炉外，冷却后获得金属；下部的固渣通过渣出口排出熔分炉外，经冷却破碎后，作为建材原料使用。
上述含金属污染物可为轧钢油泥、酸洗污泥或废催化剂等。
作为对本发明的进一步设计，所述干式进料单元包括倾斜皮带和固体进料仓，固态含金属污染物的筛下物通过干式进料单元中的倾斜皮带送入顶部固体进料仓，固体进料仓底部设置干式出料口，筛下物经干式出料口送入干式布料器内，经均匀布料后进入热解析单元。
所述湿式进料单元包括进料泵，进料池中经筛分后物料通过进料泵输送至液体进料仓，液体进料仓底部连通湿式布料器，液体进料仓中的物料经湿式布料器均匀布料后进入热解析单元。
通过干式进料单元和湿式进料单元可将干式预处理单元和湿式预处理单元中的物料送至热解析单元。在干式进料单元和湿式进料单元中分别设置干式布料器和湿式布料器，可进一步使物料均匀进入热解析单元。
更进一步的，在固体进料仓设置高低位料位报警，当高料位报警后，停止上料；当低料位报警时，启动上料直至高料位报警后停止；
在液体进料仓中设置高低位液位报警，当低液位报警时，暂停进料泵，以确保进料仓中始终有料，实现料封，防止空气进入热解析单元内；当高料位报警时，停止向液体进料仓内进料，防止含金属污染物冒漏，造成环境污染。
进一步的，若含金属污染物中有机质含量小于20％，则还需向干式进料单元或湿式进料单元中添加碳材料作为还原性物质，所述碳材料可采用烟煤或褐煤，碳材料可直接加入固体进料仓或液体进料仓中，当然也可采用其他添加方式。
更进一步的，在不凝气处理单元中，来自冷凝分离单元的不凝气经分液、脱硫、增压后，输送至熔分炉中作为补充燃料使用。熔分单元采用天然气和不凝气处理单元净化后的不凝气为燃料气，将热解后固渣加热至一定温度。
进一步的，在污水沉降单元中，来自冷凝分离单元的污水继续进行重力沉降分离，分离后上部清水作为冷凝分离单元的喷淋用循环冷却水，中间污水排入污水罐，送至污水处理厂处置，底部含尘废水，循环送入湿式预处理单元中的进料池，继续处置。
更进一步的，在熔分单元中，烟气从熔分炉顶部的烟气管路排出，并且将烟气与待进入熔分炉的助燃空气进行充分热交换，尽可能防止热量流失，降低能耗。
上述热解析单元中采用热解析炉，热解析炉的炉体分为相连通的预热解段炉体和热解析段炉体，控制热解析炉的炉体内部为微正压，压力范围为表压50～200Pa。
上述筛上物为大于或等于10mm的块状物料；筛下物为小于10mm的物料。
下面通过各个单元对本发明方法中所涉及到的相应装置进行更为具体的说明。
(1)预处理单元：针对于含金属污染物存在固态和液体等特点，本发明设置干式预处理单元和湿式预处理单元。
①干式预处理单元：将固态含金属污染物筛分，筛下物送入干式进料单元料仓，筛上物送入破碎机破碎后继续筛分，直至筛分完毕。
②湿式预处理单元：将液态含金属污染物送入进料池，在进料池上面设置进料筛，筛出石头、砖块等杂物，将其送入破碎机中破碎后，送入干式进料单元；进料池中经筛分后物料，进入湿式进料单元。
所述筛上物为大于10mm的块状物料；所述筛下物为小于10mm的物料。
本发明将干式预处理单元和湿式预处理联合起来，能够实现对固体/液体物料的处置，扩展了工艺对物料的适应范围。
(2)进料单元：将进料单元划分为干式进料单元和湿式进料单元。若含金属污染物中有机质含量较少，需在进料单元适当添加烟煤、褐煤等碳材，作为后续处理的还原剂。
上述有机质含量较少指含量＜20％。
①干式进料单元：来自干式预处理单元的固态含金属污染物，通过大倾角皮带送入顶部料仓，料仓设置高低位料位报警，当高料位报警后，停止上料；当低料位报警时，启动上料直至高料位报警后停止。料仓底部设置倾斜输送装置，将物料送入干式布料器内，经均匀布料后进入热解析炉内。
如图3为干式布料器的俯视结构原理示意图，干式布料器从中间进料，然后向两边均匀布料。
②湿式进料单元：进料池中物料采用泵送方式送入液体进料仓，在热解析炉顶部设置湿式布料器，液体进料仓设置在湿式布料器的进料口处。通过湿式布料器使得液态含金属污染物能够均匀进料，在进料仓中设置高低位液位报警，当低液位报警时，暂停进料泵，以确保进料仓中始终有料，实现料封，防止空气进入热解析炉内；当高料位报警时，停止向进料仓内进料，防止含金属污染物冒漏，造成环境污染。
所述泵为柱塞泵或混凝土泵。
图4为湿式布料器的正视结构原理示意图，经进料口401进入的液体物料通过布料器横管402和其上均匀布置的物料出口404，进行均匀布料。
(3)热解析单元：经进料单元输送进热解析单元中，含金属污染物平铺在热解析炉内的输送装置上，含金属污染物随着输送装置移动，不翻滚无挤压，在处理过程中几乎无粉尘产生，解决了堵塞问题。在热解析炉内使用加热装置将含金属污染物升温至300～800℃，使得含金属污染物中的水分蒸发，大分子有机物受热分解，产出的高温油气，进入冷凝分离单元。热解产出的固渣送入熔分单元；炉内操作压力为微正压。
所述热解析炉为箱式热解析炉；所述输送装置为履带、炉排或链板等；所述加热装置为辐射管、加热棒、加热板等。
图5为热解析炉的侧视结构原理示意图，如图所示，所述热解析炉包括预热解段503和热解析段5012，热解析段5012处于预热解段503的一侧下方。在预热解段503的一端上部设置有干式物料进口501和湿式物料进口502，在预热解段503的内部设置有第一输送装置和第一加热装置。在预热解段的另一端下部设置有下料口11。预热解段通过下料口11与热解析段相连通，在热解析段的内部设置有第二输送装置和第二加热装置，在热解析段的中间顶部设置有高温油气出口10，在热解析段的一端底部设置有出料轴5014，在出料轴5014的下方设置有出渣口。
进一步的，上述第一输送装置和第二输送装置均采用链板，当然也可采用炉排或履带；所述第一加热装置和第二加热装置均采用辐射板或辐射管。具体地，在预热解段101的内部设置有上层链板504和上层辐射板505，经预处理后的含金属污染物随上层链板504输送，并在输送过程中通过上层辐射板505进行无接触辐射加热。在上层链板504的尾端设置有上层滑料板508，经预热解段处理后的物料通过上层滑料板508和下料口11进入热解析段5012。在热解析段5012的内部设置有下层链板5010和下层辐射板5011，在下层链板106的尾端设置有下层滑料板5013和出料轴5014，经预热解后的物料落入下层链板5010，并随下层链板5010输送，在输送过程中通过下层辐射板5011进行加热，加热分解后经过下层滑料板5013、出料轴5014和出渣口排出。在预热解段和热解析段的内部上方均设置有用于翻动物料的犁耙506，方便物料受热均匀。
(4)冷凝分离单元：本单元装置分为上下两部分，上部为喷淋冷却部分、下部为油水分离部分；来自预热解段的高温气体，通过喷淋冷却水直接喷淋降温，降温至60～80℃，水和少量油冷凝为液体，油水混合物流入装置下部进入油水分离部分，在油水分离部分中经重力沉降分离后，上部油品送入油罐，实现资源化回收；下部污水送入污水沉降单元；不凝气从装置顶部进入不凝气处理单元。
如图6所示，冷凝分离单元包括壳体，该壳体呈卧式布置，在壳体的内部设置有横向分隔板，所述分隔板将壳体的内部空间分隔成上下两层，上层为高温油气冷凝分离空间，下层为油水尘分离空间。在壳体的右侧上部设置有高温油气进口，高温油气进口与高温油气冷凝分离空间相连通，在高温油气冷凝分离空间的内部设置有若干个折流板603，折流板603的顶部与壳体连接，折流板603的底部与分隔板之间留有空隙。所述折流板603将高温油气冷凝分离空间分隔成多个喷淋仓，在每一喷淋仓的顶部均设置有喷头。在壳体的左侧顶部设置有不凝气出口15。所述分隔板的右端与壳体的右侧相连接，分隔板的左端与壳体的左侧之间留有空隙，形成油水混合物下落口605。该油水混合物下落口605处于不凝气出口15的下方位置处。
所述油水尘分离空间从壳体设置不凝气出口的左侧至壳体设置高温油气进口的右侧依次划分为混合仓、沉降仓和油水分离仓。所述混合仓处于油水混合物下落口605的下方。在壳体的左侧下部设置有与混合仓相连通的破乳剂进口606，在混合仓的内部设置有搅拌器607，在混合仓和沉降仓之间设置有第一挡板6012。第一挡板的底端与壳体底部连接，第一挡板的顶端与分隔板之间留有空隙。在混合仓的内部且靠近第一挡板位置处设置有阻流板6013，阻流板6013的顶端与分隔板连接，阻流板的底端与壳体底部之间留有空隙。所述沉降仓的底部设置有排污口16，沉降仓与油水分离仓之间设置有第二挡板6014，第二挡板6014的底端与壳体底部连接，第二挡板6014的顶端与分隔板之间留有空隙。在油水分离仓的内部设置有油水液位计609，在油水分离仓的底部也设置有排污口，在油水分离仓的一侧上部设置有油品出口17，在油水分离仓的一侧下部设置有污水出口6011。
(5)不凝气处理单元：来自喷淋冷凝单元和精馏单元的不凝气经分液、脱硫、增压后，可以作为补充燃料使用。
(6)污水沉降单元：来自油水分离单元的污水，在污水沉降单元中经重力沉降分离后，上部清水作为喷淋用循环冷却水，中间污水排入污水罐，送至污水处理厂处置；底部含尘废水，送入进料池，继续处置。
(7)熔分单元：采用天然气和不凝气处理单元净化后的不凝气为燃料气，将热解后固渣加热至一定温度后，从上部将熔融的金属排出炉外，下部将底部渣排出。
如图7-8所示，熔分单元包括熔分炉702，在熔分炉702的炉体顶部一端设置有固渣进口24，在熔分炉的一侧间隔设置有烧嘴703，所示烧嘴703连接燃气进口705和助燃空气进口706。在熔分炉的顶部设置有烟气出口25，烟气出口25与烟气管路701相连通，在烟气管路701的外侧设置有助燃空气管路704，如助燃空气管路704可围绕烟气管路701布设，也可助燃空气管路704和烟气管路701分别设置为管路的管层和壳层，从而实现烟气排放前与助燃空气的热交换。助燃空气管路704的一端与助燃空气进口706相连接。在熔分炉的一侧下部设置有金属出口26和渣出口27，金属出口26位于渣出口27的上方。
下面通过具体应用实例对本发明作进一步说明。
原料：某钢厂轧钢油泥；
组成：含水30％，含油40％，含固30％。
将轧钢油泥送入进料池，在进料池上面设置进料筛，筛网尺寸为10*10mm，筛出石头、砖块等杂物，将其送入破碎机中破碎后，送入干式进料单元。筛下物料采用泵送方式泵入进料仓中，在热解析炉顶部设置湿式布料器，使得轧钢油泥能够均匀进料。进料仓的底部出口与湿式布料器的进料口相连通。在进料仓中设置高低位液位报警，当低液位报警时，暂停进料泵，以确保进料仓中始终有料，实现料封，防止空气进入热解析炉内；当高料位报警时，停止向进料仓内进料，防止轧钢油泥冒漏，造成环境污染。热解析炉分为预热解段和热解析段两段，经进料单元输送进热解析炉中的轧钢油泥平铺在预热解段的炉排或履带或链板上，轧钢油泥随着输送装置移动，不翻滚无挤压，在处理过程中几乎无粉尘产生；在预热解段内采用辐射板或辐射管为热源，将轧钢油泥加热至400℃，使得轧钢油泥中的水分和油品热脱附出来，经顶部高温油气出口进入冷凝分离单元。首先进入上部的喷淋冷却部分，通过喷淋冷却水直接喷淋降温，降温至60～80℃，水和油冷凝为液体，油水混合物流入装置下部进入油水分离部分，在油水分离部分中经重力沉降分离后，上部油品送入油罐，实现资源化回收，不凝气从装置顶部进入不凝气处理单元，经分液、脱硫、增压后，可以作为燃气熔分炉补充燃料使用。下部污水送入污水沉降单元。在污水沉降单元中经重力沉降分离后，上部清水作为喷淋用循环冷却水，中间污水排入污水罐，送至污水处理厂处置；底部含尘废水，送入进料池，继续处置。经预热解处理后的物料进入热解析段，采用辐射板或辐射管为热源，将其升温至600℃，进一步热解析出轧钢油泥中油品，同时大分子有机物受热分解，产出高温油气，进入冷凝分离单元处理。而且，固渣中铁的氧化物进行部分还原反应。热解产出的高温固渣(600℃)直接热送入燃气熔分炉内，实现系统节能。燃气熔分炉以天然气为主要燃料气，以经净化处理后的不凝气为补充燃料气，将固渣加热至1600℃，固渣中铁的氧化物继续与其中的碳发生还原反应，产出的铁融化为铁水漂浮在上层，通过熔融金属出口排出炉外，冷却后获得金属铁。下部的固渣通过渣出口排出炉外，经冷却破碎后，可作为建材原料使用。燃气燃烧产生的高温烟气，通过顶部烟气出口排出，并在装置外设置换热管路结构，利用高温烟气显热将助燃空气加热，实现节能，排烟温度为300～500℃。
热解析炉内操作压力为微正压，炉膛压力0～200Pa左右，炉膛温度300～800℃，物料出口温度为600℃，轧钢油泥在炉内停留时间为40min，并可在20～150min范围内调节。燃气熔分炉，炉内温度为1600℃。
上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。
需要说明的是，在本说明书的教导下，本领域技术人员所作出的任何等同替代方式，或明显变形方式，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种含金属污染物无害化处置资源化利用方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将含金属污染物分成固态含金属污染物和液态含金属污染物，将固态含金属污染物送入干式预处理单元，经干式预处理单元中的振动筛进行筛分，筛下物送入干式进料单元，筛上物送入破碎机破碎后继续筛分，直至筛分完毕；
将液态含金属污染物送入湿式预处理单元中的进料池，先经进料池上方设置的进料筛进行筛分，筛出杂物，将杂物送入破碎机中破碎后，送入干式进料单元；进料池中经筛分后物料，进入湿式进料单元；
(2)经干式进料单元，固态含金属污染物的筛下物被送入热解析单元；经湿式进料单元，进料池中物料被送入热解析单元；
(3)将热解析单元分为预热解段和热解析段，在预热解段和热解析段中均设置有输送装置，所述输送装置为炉排、履带或链板，含金属污染物平铺在输送装置上，随着输送装置移动；在预热解段和热解析段中还设置有加热装置，所述加热装置采用辐射管、加热棒或加热板为热源；
在预热解段内将含金属污染物加热至300～500℃，使得含金属污染物中的水分蒸发，部分有机质热解析，产出的高温油气经顶部第一高温油气出口进入冷凝分离单元；经预热解段处理后的物料进入热解析段，在热解析段将含金属污染物加热至550～700℃，使得含金属污染物中的金属氧化物和还原性物质发生还原反应，同时大分子有机物受热分解，产出的高温油气经顶部第二高温油气出口进入冷凝分离单元；经热解析段处理后的固体物料送入熔分单元；
(4)冷凝分离单元分为上下两部分，上部为喷淋冷却部分，下部为油水分离部分；来自热解析单元的高温油气，通过喷淋冷却水直接喷淋降温，降温至60～80℃，水和少量油冷凝为液体，形成油水混合物，并流入下部进入油水分离部分；在油水分离部分中经重力沉降分离后，上部油品送入油罐，下部污水送入污水沉降单元；经冷凝分离单元处理后的不凝气进入不凝气处理单元；
(5)在熔分单元中采用熔分炉继续将热解析段处理后的固体物料加热至1200～1800℃，固体物料中铁的氧化物继续与还原性物质发生还原反应，产出的金属单质融化为液态漂浮在上层，通过熔融金属出口排出熔分炉外，冷却后获得金属；下部的固渣通过渣出口排出熔分炉外，经冷却破碎后，作为建材原料使用；
所述含金属污染物为轧钢油泥、酸洗污泥或废催化剂；
所述干式进料单元包括倾斜皮带和固体进料仓，固态含金属污染物的筛下物通过干式进料单元中的倾斜皮带送入顶部固体进料仓，固体进料仓底部设置干式出料口，筛下物经干式出料口送入干式布料器内，经均匀布料后进入热解析单元；
所述湿式进料单元包括进料泵，进料池中经筛分后物料通过进料泵输送至液体进料仓，液体进料仓底部连通湿式布料器，液体进料仓中的物料经湿式布料器均匀布料后进入热解析单元；
若含金属污染物中有机质含量小于20％，则还需向干式进料单元或湿式进料单元中添加碳材料作为还原性物质，所述碳材料采用烟煤或褐煤；
所述热解析单元中采用热解析炉，热解析炉的炉体分为相连通的预热解段炉体和热解析段炉体，控制热解析炉的炉体内部为微正压，压力范围为表压50～200Pa。
2.根据权利要求1所述的一种含金属污染物无害化处置资源化利用方法，其特征在于：在固体进料仓设置高低位料位报警，当高料位报警后，停止上料；当低料位报警时，启动上料直至高料位报警后停止；
在液体进料仓中设置高低位液位报警，当低液位报警时，暂停进料泵，以确保进料仓中始终有料，实现料封，防止空气进入热解析单元内；当高料位报警时，停止向液体进料仓内进料，防止含金属污染物冒漏，造成环境污染。
3.根据权利要求1所述的一种含金属污染物无害化处置资源化利用方法，其特征在于：在不凝气处理单元中，来自冷凝分离单元的不凝气经分液、脱硫、增压后，输送至熔分炉中作为补充燃料使用。
4.根据权利要求1所述的一种含金属污染物无害化处置资源化利用方法，其特征在于：在污水沉降单元中，来自冷凝分离单元的污水继续进行重力沉降分离，分离后上部清水作为冷凝分离单元的喷淋用循环冷却水，中间污水排入污水罐，送至污水处理厂处置，底部含尘废水，循环送入湿式预处理单元中的进料池，继续处置。
5.根据权利要求1所述的一种含金属污染物无害化处置资源化利用方法，其特征在于：在熔分单元中，烟气从熔分炉顶部的烟气管路排出，并且将烟气与待进入熔分炉的助燃空气进行充分热交换。
6.根据权利要求1所述的一种含金属污染物无害化处置资源化利用方法，其特征在于：所述筛上物为大于或等于10mm的块状物料；所述筛下物为小于10mm的物料。
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