CN113154400B - 一种危废灰渣熔融玻璃化装置及包括该装置的高温熔融系统 - Google Patents

一种危废灰渣熔融玻璃化装置及包括该装置的高温熔融系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种危废灰渣熔融玻璃化装置及包括该装置的高温熔融系统。装置包括：过渡段、熔融/分离段、出渣段和冷却造粒段，本申请在原有高温熔融系统出渣口处直接增设一套危废灰渣熔融装置，可以直接将灰渣熔融、玻璃化，无需再进行协同处置或者固化，可以直接进行填埋或作为相应的建筑材料，降低了残渣的处置费用。具有较大的经济性。

Description

一种危废灰渣熔融玻璃化装置及包括该装置的高温熔融系统
技术领域
本发明属于危废处置技术领域，尤其涉及一种危废灰渣熔融玻璃化装置及包括该装置的高温熔融系统。
背景介绍
危废焚烧领域，采用的固态排渣的方式，危废最终残渣依旧作为危废，需要进行协同处置或者固化。处理厂需要额外花费大量的费用外委处置危废处置后续产生的灰/渣。原有危废焚烧产生的灰渣一则采用固化填埋的方式，该方式污染环境，且处置费用较高；二则采用等离子炉进行熔融处理，该方式能耗较高，部件更换频繁。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种危废灰渣熔融玻璃化装置及包括该装置的高温熔融系统。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种危废灰渣熔融玻璃化装置，其特征在于包括：过渡段、熔融/分离段、出渣段和冷却造粒段；
其中所述过渡段的底部依次连接熔融/分离段、出渣段和冷却造粒段，过渡段、熔融/分离段与出渣段两两之间通过法兰连接；
所述过渡段用于将落入过渡段的燃尽后的危废残渣加热，使残渣开始融化；
所述熔融/分离段用于将开始融化的残渣加热到完全融化为液态残渣并进行分层；
所述出渣段用于将液态残渣导入冷却造粒段；
所述冷却造粒段用于将液态残渣进行造粒、激冷后被水淬、冷却，形成粒径在8～30mm的颗粒状残渣，残渣的玻璃体质量含量大于90％。
进一步的，装置在过渡段、熔融/分离段和出渣段采用水冷夹套的外壳，外壳的内壁设置有耐火材料层，所述耐火材料层采用具有抗氧化气氛的耐火材料，耐火温度为1750～2000℃；所述外壳在过渡段的内壁固定有铜冷却元件，所述冷却元件内部采用循环冷却水将热量带走。
进一步的，过渡段为立式内腔，均匀设置有一圈伸入内腔的过渡段烧嘴，烧嘴采用富氧空气和天然气，富氧体积浓度范围为25％～45％，且富氧空气被加热到150～350℃后再进行燃烧。
进一步的，熔融/分离段为水平设置的内腔通道，内腔通道截面呈拱门型结构，在顶部均匀设置有伸入内腔的熔融分离段烧嘴，烧嘴之间的间距为200～1000mm，并且烧嘴火焰朝向与熔融物流动方向相反，烧嘴轴线与水平线呈20°～55°夹角，烧嘴采用富氧空气和天然气，富氧体积浓度范围为25％～45％，且富氧空气被加热到150～350℃后再进行燃烧。
进一步的，熔融/分离段的底部设置有支撑支座，所述支撑支座采用滚轮加蝶簧的结构形式。
进一步的，出渣段的底部设置有出渣口，所述出渣口的底部为锥形，底锥出口的尺寸为20～200mm，在出渣口的上部设置有伸入内腔的出渣段烧嘴，烧嘴采用富氧空气和天然气，富氧体积浓度范围为25％～45％，且富氧空气被加热到150～350℃后再进行燃烧。
进一步的，冷却造粒段包括水冷壁段、水封段和渣池；所述水冷壁段上端连接出渣口的两侧，下端连接水封段，所述水封段的下部插入渣池冷却液中，插入深度为300～3000mm，所述水封段上部设置有伸入内腔的激冷造粒喷头，对液态熔渣进行喷雾激冷、造粒。
进一步的，水冷壁段上部设置有伸入内腔的水冷壁段烧嘴，烧嘴采用富氧空气和天然气，富氧体积浓度范围为25％～45％，且富氧空气被加热到150～350℃后再进行燃烧；并在出渣口高度设置有观察口，用于观察出渣口的流渣情况。
进一步的，装置还包括联通段，设置在过渡段和熔融/分离段之间，将过渡段内腔和熔融/分离段内腔联通，所述联通段内设置远传压差检测装置；联通段外部设置有耐火材料层，所述耐火材料层采用具有抗氧化气氛的耐火材料，耐火温度为1750～2000℃。
一种高温熔融系统，用于对危废进行高温熔融处理，包括上面任一所述的危废灰渣熔融玻璃化装置，所述高温熔融系统还包括进料系统、回转窑、二燃室、余热回收/尾气处理单元、捞渣机、除铁单元和出渣单元，所述过渡段的上端设置在二燃室的底部，采用法兰连接。
本申请在原有危废回转窑+二燃室焚烧系统出渣口处直接增设一套高温熔融玻璃化装置，可以将原系统中1000～1200℃的危废处理残渣直接进行高温熔融，有效利用了残渣本身的热能，最大化的立旧采用原有设备和系统，同时采用富氧烧嘴进行加热相比等离子技术而言其运行更为稳定，系统整体更加紧凑节省投资。经过熔融处置后的危废残渣中玻璃体高达90％以上可以达标排放，为危废处置企业节省约30％～40％的费用。
附图说明
图1是实施例1危废灰渣熔融玻璃化装置的结构示意图。
图2是实施例2高温熔融系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
如图1所示的危废灰渣熔融玻璃化装置包括：过渡段1、熔融/分离段2、联通段3、出渣段4和冷却造粒段。
其中过渡段的底部依次连接熔融/分离段、出渣段和冷却造粒段，过渡段、熔融/分离段与出渣段两两之间通过法兰连接。装置在过渡段、熔融/分离段、联通段和出渣段采用水冷夹套的外壳(钢壳)，外壳的内壁设置有耐火材料层5，耐火材料层采用具有抗氧化气氛的耐火材料，耐火温度为1750～2000℃。外壳在过渡段的内壁固定有铜冷却元件，冷却元件内部采用循环冷却水将热量带走。
过渡段为立式内腔，均匀设置有一圈伸入内腔的过渡段烧嘴6。
熔融/分离段为水平设置的内腔通道，内腔通道截面呈拱门型结构，在顶部均匀设置有伸入内腔的熔融分离段烧嘴7，烧嘴之间的间距为200～1000mm，并且烧嘴火焰朝向与熔融物流动方向相反，烧嘴轴线与水平线呈20°～55°夹角。
熔融/分离段的底部设置有支撑支座，支撑支座采用滚轮加蝶簧的结构形式，便于拆卸和安装、维护、更换。
出渣段的底部设置有出渣口8，出渣口的底部为锥形，底锥出口的尺寸为20～200mm，实际大小根据液态渣量大小进行设置。在出渣口的上部设置有伸入内腔的出渣段烧嘴9，
冷却造粒段包括水冷壁段10、水封段11和渣池12。水冷壁段上端连接出渣口的两侧，下端连接水封段，水封段筒体材质为S316L，水封段的下部插入渣池冷却液中，插入深度为300～3000mm，水封段上部设置有伸入内腔的激冷造粒喷头，对液态熔渣进行喷雾激冷、造粒。
水冷壁段上部设置有伸入内腔的水冷壁段烧嘴13，并在出渣口高度设置有观察口。烧嘴为可调式烧嘴，根据出渣口堵塞情况进行调节天然气的负荷，同时在出渣口高度上开设观察口，观察出渣口的堵塞情况。
所有的烧嘴采用富氧空气和天然气，富氧体积浓度范围为25％～45％，且富氧空气被加热到150～350℃后再进行燃烧。
最后得到的固态玻璃渣通过捞渣机输送至指定的仓库进行储存和后续处置，所得小颗粒渣中玻璃体含量大于90％，满足相应标准要求。
实施例2
如图2所示的高温熔融系统，包括进料系统14、回转窑15、二燃室16、危废灰渣熔融玻璃化装置17、余热回收/尾气处理单元18、捞渣机19、除铁单元20和出渣单元21。危废灰渣熔融玻璃化装置和实施例1的结构相同。过渡段的上端设置在二燃室的底部，采用法兰连接。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的精神所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种危废灰渣熔融玻璃化装置，其特征在于包括：过渡段、熔融/分离段、出渣段和冷却造粒段；
其中所述过渡段的底部依次连接熔融/分离段、出渣段和冷却造粒段，过渡段、熔融/分离段与出渣段两两之间通过法兰连接；
所述过渡段用于将落入过渡段的燃尽后的危废残渣加热，使残渣开始融化；
所述熔融/分离段用于将开始融化的残渣加热到完全融化为液态残渣并进行分层；
所述出渣段用于将液态残渣导入冷却造粒段；
所述冷却造粒段用于将液态残渣进行造粒、激冷后被水淬、冷却，形成粒径在8～30mm的颗粒状残渣，残渣的玻璃体质量含量大于90%；
所述过渡段为立式内腔，均匀设置有一圈伸入内腔的过渡段烧嘴，烧嘴采用富氧空气和天然气，富氧体积浓度范围为25%～45%，且富氧空气被加热到150～350℃后再进行燃烧；
所述熔融/分离段为水平设置的内腔通道，内腔通道截面呈拱门型结构，在顶部均匀设置有伸入内腔的熔融分离段烧嘴，烧嘴之间的间距为200～1000mm，并且烧嘴火焰朝向与熔融物流动方向相反，烧嘴轴线与水平线呈20°～55°夹角，烧嘴采用富氧空气和天然气，富氧体积浓度范围为25%～45%，且富氧空气被加热到150～350℃后再进行燃烧；
所述出渣段的底部设置有出渣口，所述出渣口的底部为锥形，底锥出口的尺寸为20～200mm，在出渣口的上部设置有伸入内腔的出渣段烧嘴，烧嘴采用富氧空气和天然气，富氧体积浓度范围为25%～45%，且富氧空气被加热到150～350℃后再进行燃烧；
所述冷却造粒段包括水冷壁段、水封段和渣池；所述水冷壁段上端连接出渣口的两侧，下端连接水封段，所述水封段的下部插入渣池冷却液中，插入深度为300～3000mm，所述水封段上部设置有伸入内腔的激冷造粒喷头，对液态熔渣进行喷雾激冷、造粒。
2.根据权利要求1所述的危废灰渣熔融玻璃化装置，其特征在于：所述装置在过渡段、熔融/分离段和出渣段采用水冷夹套的外壳，外壳的内壁设置有耐火材料层，所述耐火材料层采用具有抗氧化气氛的耐火材料，耐火温度为1750～2000℃；所述外壳在过渡段的内壁固定有铜冷却元件，所述冷却元件内部采用循环冷却水将热量带走。
3.根据权利要求1所述的危废灰渣熔融玻璃化装置，其特征在于：所述熔融/分离段的底部设置有支撑支座，所述支撑支座采用滚轮加蝶簧的结构形式。
4.根据权利要求1所述的危废灰渣熔融玻璃化装置，其特征在于：所述水冷壁段上部设置有伸入内腔的水冷壁段烧嘴，烧嘴采用富氧空气和天然气，富氧体积浓度范围为25%～45%，且富氧空气被加热到150～350℃后再进行燃烧；并在出渣口高度设置有观察口，用于观察出渣口的流渣情况。
5.根据权利要求1所述的危废灰渣熔融玻璃化装置，其特征在于：所述装置还包括联通段，设置在过渡段和熔融/分离段之间，将过渡段内腔和熔融/分离段内腔联通，所述联通段内设置远传压差检测装置；联通段外部设置有耐火材料层，所述耐火材料层采用具有抗氧化气氛的耐火材料，耐火温度为1750～2000℃。
6.一种高温熔融系统，用于对危废进行高温熔融处理，其特征在于：包括权利要求1至5任一所述的危废灰渣熔融玻璃化装置，所述高温熔融系统还包括进料系统、回转窑、二燃室、余热回收/尾气处理单元、捞渣机、除铁单元和出渣单元，所述过渡段的上端设置在二燃室的底部，采用法兰连接。
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