CN115307156A - 一种小型回转窑模拟设备及工业模拟方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及回转窑焚烧处技术领域，尤其为一种小型回转窑模拟设备及工业模拟方法，包括安装台，所述安装台的端面上并且沿着安装台的长度方向设置有右支撑板、左支撑板，其中右支撑板、左支撑板相对的侧壁之间连接有回转炉体，本发明通过设计一种小型回转窑模拟设备功能更齐全，固废、液废、废气均具备进料口，因此使用范围广，并且有效的实现了温度、负压等参数可调控；结构形式更合理，采用金属管道，外套电炉加热保温的形式，可实现快拆快换，各部分螺纹连接，拆卸移动方便，从而达到方便维修的效果；连锁保护保证安全，自动化程度高，有预吹扫，负压调控连锁等安全设置，从而保证了工作安全性能；系统简单，使用方便：简单培训可独立操作。

Description

一种小型回转窑模拟设备及工业模拟方法

技术领域

本发明涉及回转窑焚烧处技术领域，具体为一种小型回转窑模拟设备及工业模拟方法。

背景技术

随着社会的发展和人类生活水平的提高，工业废弃物尤其是危险废物的产生量也逐年增多，回转窑焚烧处理技术仍是工业废弃物处理的主要手段。回转窑焚烧通过高温，将危险的废弃物减量化、无害化处理，目前也出现了多种结构形式的回转焚烧系统，例如专利CN209944342U公开了一种回转热解炉，通过控制入炉氧含量实现物料分解，可燃气燃烧的手段处理危险废物，专利CN114234200A公开了一种回转窑和等离子体熔融复合炉，将回转窑的炉渣进一步通过等离子体炉熔融为玻璃体，实现残渣无害化；然而随着环保行业的发展，各地回转窑焚烧企业盲目上马焚烧线，不仅造成企业间的恶性竞争，还导致某些企业为争夺资源铤而走险，强行入炉焚烧处理某些高危物料，既有可能造成烟气、废水等排放指标异常，更可能损坏设备，造成安全事故。

针对危废焚烧处理企业调研发现，大都缺乏物料焚烧预前模拟，为避免上述隐患，本发明设计开发一种小型回转模拟设备，对成分复杂、燃烧不稳定的物料提前模拟焚烧，不仅为企业提供直观焚烧结果，获得包括物料焚烧难易、烟气排放数据、结焦结渣倾向、对耐材腐蚀程度、入炉最大量、配伍比例等参数，也能有效寻求安全高效的焚烧手段。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小型回转窑模拟设备及工业模拟方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种小型回转窑模拟设备，包括安装台，所述安装台的端面上并且沿着安装台的长度方向设置有右支撑板、左支撑板，其中右支撑板、左支撑板相对的侧壁之间连接有回转炉体，其中回转炉体的一端贯穿至右支撑板的另一侧连通在燃室电热炉的炉体上，所述左支撑板的左侧壁并与回转炉体的左端对应设置有进料螺旋输送机、等离子点火器，并且开有液体进料口、气体进料口，所述进料螺旋输送机上设置有固体进料斗，所述回转炉体的外壁固定套接有从动链轮，其中从动链轮通过链条连接在主动链轮上，所述主动链轮的轴心处固定连接在炉体旋转链轮电机的驱动轴上，所述回转炉体的端部连通有烟气收集排放管路，其中回转炉体的底部连通在出料螺旋输送机的进料口上。

作为本发明优选的方案，所述回转炉体为金属外壳，内衬耐火材料，外部包有电加热炉，所述进料螺旋输送机的下料端贯穿左支撑板并且延伸至回转炉体的内部。

作为本发明优选的方案，所述进料螺旋输送机、等离子点火器与左支撑板之间通过密封罩相连接，其中等离子点火器采用直流电弧放电的方式产生等离子体，其中等离子点火器的点火端贯穿左支撑板并且延伸至回转炉体的内部。

作为本发明优选的方案，所述回转炉体与右支撑板的连接方式为转动连接，所述回转炉体的两端分别通过密封罩与左支撑板、燃室电热炉上，其中回转炉体的两端分别与密封罩之间通过动态密封环实现动态密封，并且采用填料密封、石墨盘根或鱼鳞/迷宫密封。

作为本发明优选的方案，所述烟气收集排放管路后端连接负压抽吸装置，所述烟气收集排放管路为不锈钢材质，外包保温棉保温，所述进料螺旋输送机、出料螺旋输送机均匀电动式螺旋输送机，其中进料螺旋输送机、出料螺旋输送机、等离子点火器、炉体旋转链轮电机分别通过导线电性连接在PLC控制器上，所述出料螺旋输送机上并且远离燃室电热炉一端的底部固定设置有排料口。

作为本发明优选的方案，所述燃室电热炉采用特制材质管道，由电加热炉保温，其中特制材质管道采用但不仅限石英管道、特制不锈钢、刚玉，所述燃室电热炉固定安装在安装台上，其中燃室电热炉的底部为锥形结构。

作为本发明优选的方案，所述燃室电热炉采用高位闸板控制残渣量，利用螺旋输送，螺旋为中空结构，水冷出料，所述炉体旋转链轮电机通过支撑座连接在安装台底部的支撑板上，所述进料螺旋输送机的输送壳体的外壁通过支撑架支撑在工作底面上。

作为本发明优选的方案，所述安装台的端面上并且位于回转炉体的底部中心处设置有支撑滚轮安装座，所述支撑滚轮安装座的端面上并且基于回转炉体为轴线分别通过转轴转动连接有两组支撑滚轮，其中两组支撑滚轮分别与回转炉体的外壁滑动连接。

作为本发明优选的方案，所述进料螺旋输送机、等离子点火器、进料螺旋输送机、等离子点火器、液体进料口和气体进料口组成进料单元，所述出料螺旋输送机出渣单元，所述燃室电热炉为二燃室单元，所述烟气收集排放管路以及负压抽吸装置组成烟气收集单元，所述回转炉体、从动链轮、链条和主动链轮组成转炉体单元。

一种小型回转窑模拟设备的工业模拟方法，其步骤具体如下：

步骤1，启动系统开启预热，达到运行设定条件后，系统提示允许进料，将固废、液废、废气分别通过固体进料斗、液体进料口、气体进料口送入，此时在进料螺旋输送机、出料螺旋输送机、等离子点火器、炉体旋转链轮电机分别通过导线电性连接在PLC控制器上的作用下，进料螺旋输送机启动旋转，从而将固废螺旋输送至回转炉体，其中其中废液、废气直接通过泵体连接在液体进料口、气体进料口上输送至回转炉体的内部，不需要启动进料螺旋输送机；

步骤2，当需要处理的固废、液废、废气进入回转炉体内部后，在回转炉体为金属外壳，内衬耐火材料，外部包有电加热炉的条件下，启动电加热炉对回转炉体进行保温或者加热，同时，在所述回转炉体与右支撑板的连接方式为转动连接，所述回转炉体的两端分别通过密封罩与左支撑板、燃室电热炉上，其中回转炉体的两端分别与密封罩之间通过动态密封环实现动态密封的条件下，启动等离子点火器直流电弧放电的方式产生等离子体，对回转炉体的内部进行作用，与此同时，炉体旋转链轮电机启动，带动主动链轮旋转，主动链轮旋转通过链条带动从动链轮旋转，此时在组支撑滚轮分别与回转炉体的外壁滑动连接的条件下，带动回转炉体旋转；

步骤3，经过回转炉体旋转加热后，固废、液废或者气废其中的一种进入燃室电热炉进行燃烧，此时在所述燃室电热炉采用高位闸板控制残渣量，利用螺旋输送，螺旋为中空结构，水冷出料以及所述烟气收集排放管路后端连接负压抽吸装置的条件下，利用负压抽吸装置将降温后的烟气经废气处理设施处理后排放，以及利用出料螺旋输送机螺旋出料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中，通过设计一种小型回转窑模拟设备与现有的回转焚烧设备相比，具有下述优点：

1)功能更齐全，固废、液废、废气均具备进料口，从而达到适用范围广使用性能更强的效果，并且有效的实现了温度、负压等参数可调控；

2)结构形式更合理，采用金属管道，外套电炉加热保温的形式，可实现快拆快换，各部分螺纹连接，拆卸移动方便，从而达到方便维修的效果；

3)连锁保护保证安全，自动化程度高，有预吹扫，负压调控连锁等安全设置，从而保证了工作安全性能；

4)系统简单，使用方便：简单培训可独立操作。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图中：1、安装台；2、右支撑板；3、左支撑板；4、回转炉体；5、燃室电热炉；6、进料螺旋输送机；7、等离子点火器；8、固体进料斗；9、从动链轮；10、链条；11、主动链轮；12、炉体旋转链轮电机；13、烟气收集排放管路；14、出料螺旋输送机；15、支撑滚轮安装座；16、支撑滚轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述,给出了本发明的若干实施例,但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例,相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件,当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件,本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同,本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明,本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例，请参阅图1，本发明提供一种技术方案：

一种小型回转窑模拟设备，包括安装台1，安装台1的端面上并且沿着安装台1的长度方向设置有右支撑板2、左支撑板3，其中右支撑板2、左支撑板3相对的侧壁之间连接有回转炉体4，其中回转炉体4的一端贯穿至右支撑板2的另一侧连通在燃室电热炉5的炉体上，左支撑板3的左侧壁并与回转炉体4的左端对应设置有进料螺旋输送机6、等离子点火器7，并且开有液体进料口、气体进料口，进料螺旋输送机6上设置有固体进料斗8，回转炉体4的外壁固定套接有从动链轮9，其中从动链轮9通过链条10连接在主动链轮11上，主动链轮11的轴心处固定连接在炉体旋转链轮电机12的驱动轴上，回转炉体4的端部连通有烟气收集排放管路13，其中回转炉体4的底部连通在出料螺旋输送机14的进料口上。

作为本发明优选的方案，回转炉体4为金属外壳，内衬耐火材料，外部包有电加热炉，进料螺旋输送机6的下料端贯穿左支撑板3并且延伸至回转炉体4的内部。

作为本发明优选的方案，进料螺旋输送机6、等离子点火器7与左支撑板3之间通过密封罩相连接，其中等离子点火器7采用直流电弧放电的方式产生等离子体，其中等离子点火器7的点火端贯穿左支撑板3并且延伸至回转炉体4的内部。

作为本发明优选的方案，回转炉体4与右支撑板2的连接方式为转动连接，回转炉体4的两端分别通过密封罩与左支撑板3、燃室电热炉5上，其中回转炉体4的两端分别与密封罩之间通过动态密封环实现动态密封，并且采用填料密封、石墨盘根或鱼鳞/迷宫密封。

作为本发明优选的方案，烟气收集排放管路13后端连接负压抽吸装置，烟气收集排放管路13为不锈钢材质，外包保温棉保温，进料螺旋输送机6、出料螺旋输送机14均匀电动式螺旋输送机，其中进料螺旋输送机6、出料螺旋输送机14、等离子点火器7、炉体旋转链轮电机12分别通过导线电性连接在PLC控制器上，出料螺旋输送机14上并且远离燃室电热炉5一端的底部固定设置有排料口。

作为本发明优选的方案，燃室电热炉5采用特制材质管道，由电加热炉保温，其中特制材质管道采用但不仅限石英管道、特制不锈钢、刚玉，燃室电热炉5固定安装在安装台1上，其中燃室电热炉5的底部为锥形结构。

作为本发明优选的方案，燃室电热炉5采用高位闸板控制残渣量，利用螺旋输送，螺旋为中空结构，水冷出料，炉体旋转链轮电机12通过支撑座连接在安装台1底部的支撑板上，进料螺旋输送机6的输送壳体的外壁通过支撑架支撑在工作底面上。

作为本发明优选的方案，安装台1的端面上并且位于回转炉体4的底部中心处设置有支撑滚轮安装座15，支撑滚轮安装座15的端面上并且基于回转炉体4为轴线分别通过转轴转动连接有两组支撑滚轮16，其中两组支撑滚轮16分别与回转炉体4的外壁滑动连接。

作为本发明优选的方案，进料螺旋输送机6、等离子点火器7、固体进料斗8、液废进料口和废气进料口组成进料单元，出料螺旋输送机14出渣单元，燃室电热炉5为二燃室单元，烟气收集排放管路13以及负压抽吸装置组成烟气收集单元，回转炉体4、从动链轮9、链条10和主动链轮11组成转炉体单元。

本发明工作流程：使用本方案设计的小型回转窑模拟设备在工作时，将固废、液废、废气分别通过固体进料斗8送入，此时在进料螺旋输送机6、出料螺旋输送机14、等离子点火器7、炉体旋转链轮电机12分别通过导线电性连接在PLC控制器上的作用下，进料螺旋输送机6启动旋转，从而将固废螺旋输送至回转炉体4，其中其中废液、废气直接通过泵体连接在液体进料口、气体进料口上直接输送至回转炉体4内部，不需要启动进料螺旋输送机6，进入回转炉体4内部后，在回转炉体4为金属外壳，内衬耐火材料，外部包有电加热炉的条件下，启动电加热炉对回转炉体4进行保温或者加热，同时，在回转炉体4与右支撑板2的连接方式为转动连接，回转炉体4的两端分别通过密封罩与左支撑板3、燃室电热炉5上，其中回转炉体4的两端分别与密封罩之间通过动态密封环实现动态密封的条件下，启动等离子点火器7直流电弧放电的方式产生等离子体，对回转炉体4的内部进行作用，与此同时，炉体旋转链轮电机12启动，带动主动链轮11旋转，主动链轮11旋转通过链条10带动从动链轮9旋转，此时在组支撑滚轮16分别与回转炉体4的外壁滑动连接的条件下，带动回转炉体4旋转，经过回转炉体4旋转加热后，固废、液废或者气废其中的一种进入燃室电热炉5进行燃烧，此时在燃室电热炉5采用高位闸板控制残渣量，利用螺旋输送，螺旋为中空结构，水冷出料以及烟气收集排放管路13后端连接负压抽吸装置的条件下，利用负压抽吸装置将降温后的烟气经废气处理设施处理后排放，以及利用出料螺旋输送机14螺旋出料；

从而此过程通过设计一种小型回转窑模拟设备与现有的回转焚烧设备相比，具有下述优点：

1)功能更齐全，固废、液废、废气均具备进料口，并且有效的实现了温度、负压等参数可调控；

2)结构形式更合理，采用金属管道，外套电炉加热保温的形式，可实现快拆快换，各部分螺纹连接，拆卸移动方便，从而达到方便维修的效果；

3)连锁保护保证安全，自动化程度高，有预吹扫，负压调控连锁等安全设置，从而保证了工作安全性能；

4)系统简单，使用方便：简单培训可独立操作。

应用实例一：

一种高含氟污泥物料的模拟处理，将此种高含氟物料通过加料斗螺旋输送至窑内，设置各工艺参数符合工业窑炉，采用等离子体加热和外部热炉，维持窑内一定温度650℃，进料一天后停炉观测耐材腐蚀情况，另外通过控量和混拌消石灰共同进料，采用相同工艺参数，对比腐蚀情况，通过前后对比，可以得到此类高含氟污泥的处理方式，在优选条件下，可明显提高窑炉寿命；

应用实例二：

一种高含盐有机废液的模拟处理，废液过滤后通过废液输送口输送至窑内喷烧，模拟工业窑炉内条件，在烟气收集区，通过急冷降温收集烟气，取样检测烟气参数，以及盐分冷凝量；后续通过控制炉内温度及急冷温度考察相同烟气参数，确定此类物料专项处置时的工艺参数；优选条件下，此类高含盐物料可显著减小对工业余热利用系统的影响；

应用实例三：

一种含贵重金属废弃物的模拟处理，贵重金属废弃物经回转炉，控制炉温下分析烟气和灰渣中该重金属的含量，通过调整炉温、氧含量等增大其在炉渣中的富集程度，从而实现贵金属回收的目的。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种小型回转窑模拟设备，包括安装台(1)，其特征在于：所述安装台(1)的端面上并且沿着安装台(1)的长度方向设置有右支撑板(2)、左支撑板(3)，其中右支撑板(2)、左支撑板(3)相对的侧壁之间连接有回转炉体(4)，其中回转炉体(4)的一端贯穿至右支撑板(2)的另一侧连通在燃室电热炉(5)的炉体上，所述左支撑板(3)的左侧壁并与回转炉体(4)的左端对应设置有进料螺旋输送机(6)、等离子点火器(7)，并且开有液体进料口、气体进料口，所述进料螺旋输送机(6)上设置有固体进料斗(8)，所述回转炉体(4)的外壁固定套接有从动链轮(9)，其中从动链轮(9)通过链条(10)连接在主动链轮(11)上，所述主动链轮(11)的轴心处固定连接在炉体旋转链轮电机(12)的驱动轴上，所述回转炉体(4)的端部连通有烟气收集排放管路(13)，其中回转炉体(4)的底部连通在出料螺旋输送机(14)的进料口上。

2.根据权利要求1所述的一种小型回转窑模拟设备，其特征在于：所述回转炉体(4)为金属外壳，内衬耐火材料，外部包有电加热炉，所述进料螺旋输送机(6)的下料端贯穿左支撑板(3)并且延伸至回转炉体(4)的内部。

3.根据权利要求2所述的一种小型回转窑模拟设备，其特征在于：所述进料螺旋输送机(6)、等离子点火器(7)与左支撑板(3)之间通过密封罩相连接，其中等离子点火器(7)采用直流电弧放电的方式产生等离子体，其中等离子点火器(7)的点火端贯穿左支撑板(3)并且延伸至回转炉体(4)的内部。

4.根据权利要求3所述的一种小型回转窑模拟设备，其特征在于：所述回转炉体(4)与右支撑板(2)的连接方式为转动连接，所述回转炉体(4)的两端分别通过密封罩与左支撑板(3)、燃室电热炉(5)上，其中回转炉体(4)的两端分别与密封罩之间通过动态密封环实现动态密封，并且采用填料密封、石墨盘根或鱼鳞/迷宫密封。

5.根据权利要求4所述的一种小型回转窑模拟设备，其特征在于：所述烟气收集排放管路(13)后端连接负压抽吸装置，所述烟气收集排放管路(13)为不锈钢材质，外包保温棉保温，所述进料螺旋输送机(6)、出料螺旋输送机(14)均匀电动式螺旋输送机，其中进料螺旋输送机(6)、出料螺旋输送机(14)、等离子点火器(7)、炉体旋转链轮电机(12)分别通过导线电性连接在PLC控制器上，所述出料螺旋输送机(14)上并且远离燃室电热炉(5)一端的底部固定设置有排料口。

6.根据权利要求5所述的一种小型回转窑模拟设备，其特征在于：所述燃室电热炉(5)采用特制材质管道，由电加热炉保温，其中特制材质管道采用但不仅限石英管道、特制不锈钢、刚玉，所述燃室电热炉(5)固定安装在安装台(1)上，其中燃室电热炉(5)的底部为锥形结构。

7.根据权利要求6所述的一种小型回转窑模拟设备，其特征在于：所述燃室电热炉(5)采用高位闸板控制残渣量，利用螺旋输送，螺旋为中空结构，水冷出料，所述炉体旋转链轮电机(12)通过支撑座连接在安装台(1)底部的支撑板上，所述进料螺旋输送机(6)的输送壳体的外壁通过支撑架支撑在工作底面上。

8.根据权利要求7所述的一种小型回转窑模拟设备，其特征在于：所述安装台(1)的端面上并且位于回转炉体(4)的底部中心处设置有支撑滚轮安装座(15)，所述支撑滚轮安装座(15)的端面上并且基于回转炉体(4)为轴线分别通过转轴转动连接有两组支撑滚轮(16)，其中两组支撑滚轮(16)分别与回转炉体(4)的外壁滑动连接。

9.根据权利要求8所述的一种小型回转窑模拟设备，其特征在于：所述进料螺旋输送机(6)、等离子点火器(7)、进料螺旋输送机(6)、等离子点火器(7)、液体进料口和气体进料口组成进料单元，所述出料螺旋输送机(14)出渣单元，所述燃室电热炉(5)为二燃室单元，所述烟气收集排放管路(13)以及负压抽吸装置组成烟气收集单元，所述回转炉体(4)、从动链轮(9)、链条(10)和主动链轮(11)组成转炉体单元。

10.根据权利要求9所述的一种小型回转窑模拟设备的工业模拟方法，其步骤具体如下：

步骤1，启动系统开启预热，达到运行设定条件后，系统提示允许进料，将固废、液废、废气分别通过固体进料斗(8)、液体进料口、气体进料口送入，此时在进料螺旋输送机(6)、出料螺旋输送机(14)、等离子点火器(7)、炉体旋转链轮电机(12)分别通过导线电性连接在PLC控制器上的作用下，进料螺旋输送机(6)启动旋转，从而将固废螺旋输送至回转炉体(4)，其中废液、废气直接通过泵体连接在液体进料口、气体进料口上输送至回转炉体(4)的内部，不需要启动进料螺旋输送机(6)；

步骤2，当需要处理的固废、液废、废气进入回转炉体(4)内部后，在回转炉体(4)为金属外壳，内衬耐火材料，外部包有电加热炉的条件下，启动电加热炉对回转炉体(4)进行保温或者加热，同时，在所述回转炉体(4)与右支撑板(2)的连接方式为转动连接，所述回转炉体(4)的两端分别通过密封罩与左支撑板(3)、燃室电热炉(5)上，其中回转炉体(4)的两端分别与密封罩之间通过动态密封环实现动态密封的条件下，启动等离子点火器(7)直流电弧放电的方式产生等离子体，对回转炉体(4)的内部进行作用，与此同时，炉体旋转链轮电机(12)启动，带动主动链轮(11)旋转，主动链轮(11)旋转通过链条(10)带动从动链轮(9)旋转，此时在组支撑滚轮(16)分别与回转炉体(4)的外壁滑动连接的条件下，带动回转炉体(4)旋转；

步骤3，经过回转炉体(4)旋转加热后，固废、液废或者气废其中的一种进入燃室电热炉(5)进行燃烧，此时在所述燃室电热炉(5)采用高位闸板控制残渣量，利用螺旋输送，螺旋为中空结构，水冷出料以及所述烟气收集排放管路(13)后端连接负压抽吸装置的条件下，利用负压抽吸装置将降温后的烟气经废气处理设施处理后排放，以及利用出料螺旋输送机(14)螺旋出料。

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