CN208183040U - 废旧线路板和含铜污泥焚烧冶炼一体炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及焚烧冶炼设备领域，公开废旧线路板和含铜污泥焚烧冶炼一体炉，包括主体炉、熔池体和加料口，熔池体侧部设置了排渣口和排铜口，主体炉外部套设一层熔融段水套，并一同与熔池体采用拆装形式相连接，并且在主体炉与熔池体之间的连接区域侧部设有侧吹喷枪加热，主体炉顶部还设置了与之连通的蓄热沉降室，该蓄热沉降室的顶部由余热粘结水套连接，同时蓄热沉降室与一飞灰熔融炉连通。本实用新型经使用后，其操作简单，工序能实现连续化作业、互不干扰，生产效率高，而且无炉结形成，使用更加稳定和安全，对于贵金属的直收率高，维修更加方便，修炉时间短，原料适应性强，能降低投资和运营成本。

Description

废旧线路板和含铜污泥焚烧冶炼一体炉

技术领域

本实用新型属于危险废物焚烧和再生资源循环利用领域，尤其涉及废旧线路板和含铜污泥焚烧冶炼设备。

背景技术

火法冶金是一种较为传统的回收处理废旧线路板和含铜污泥的技术。火法处理废旧线路板和含铜污泥的主要原理是利用金属和非金属之间的高温性能差异，在高温条件下将废旧线路板中的金属和非金属进行分离，而部分非金属和部分易挥发金属变为气体，逸出熔炼体系外，还有另一部分则参与造渣并以浮渣的形式浮于熔融金属上层，将渣水(富含黄金、白银、钯、铂等的铜液)分离后，金属部分继续精炼或电解实现各种金属的提纯，而融渣用于修路或生产水泥。

见图1，目前的焚烧冶炼炉构造主体包括：炉体，在炉体上设置了加料口、上升烟道和燃料供风系统，炉体的内底部为熔池体，上升烟道于炉体的上部为水套式无内衬耐火材料形式连接。在实际使用中，该焚烧冶炼炉对废旧线路板和含铜污泥的焚烧冶炼存在下列缺点。

一、焚烧冶炼炉采用二段法，分还原熔炼和氧化吹炼两个过程，其操作程序复杂，需分批次处理，当排渣，排铜时，必须停止上料，当上料时，排渣、排铜必须停止，因此，不能实现连续化生产。

二、在处置废旧线路板时，必需先经过粉碎设备破碎后才能投入炉内(一般料径为2cm～3cm)，当破碎后的线路板从加料口投入炉内时，大部分靠重力下落于燃料供风系统的喷枪吹起的熔体搅拌焚烧熔融，而小粒径部分的废线路板，在炉内负压的状态下被熔池产生的热上升气流和引风气流带入上升烟道焚烧熔融，此时，由于上升烟道内壁为无内衬耐火材料，该部分废线路板会发生一个熔融、粘结、挂壁形成炉结。

上述炉结的形成还会导致下列问题：1、炉结可能从炉内墙或上升烟道内壁掉落进入熔池里，不但会砸到喷枪，同时也会造成炉内压力波动，而且金属液面瞬间升高，极易从排渣口喷出，造成存在安全隐患；2、如果落入熔池的炉结过大，会降低熔池温度，甚至带来堆料危险；3、两侧的炉结如果继续生长连成一片，导致炉料无法落入熔池，焚烧冶炼炉无法继续生产；4、炉结生成后，烟气残氧大幅降低，烟气中的单体硫不能完全燃烧。目前，为了解决炉结积聚，炉结产生后，只能采取提温作业，利用炉内高温以及喷溅的熔体对其进行冲刷溶解，此过程通常需要2到3小时以上的时间才能处理完，该种作业方式在高氧料比以及高燃料率的条件下操作，可能引起炉体漏熔事故或熔体溅出炉外的事故。

三、在下料过程中，粉碎的废线路板被熔体包裹形成的结块会导致炉内助燃气流不畅通，废旧线路板燃烧时间长，导致炉温下降，渣水粘稠，并且废旧线路板含金、钯、铂，银等贵金属最高的芯片等部件中的金银铂钯丝，在被熔体包裹状态下，有机物被碳化，这些贵金属不能和铜水相熔形成共同体，在渣水粘稠比重相差不大的情形下，必然导致该部分贵金属进入熔渣而不会进入铜水中，随渣排出，势必造成贵金属流失。此外，由于熔池中金属溶液以及废旧线路板停留时间过长，高温下有价金属挥发率高而挥发进入烟尘，也导致金属回收率低。

四、现有炉整体结构偏大偏高，停炉修炉周期长，大概需要一个月，而且全炉满砌耐火砖，耐火材料消耗过多。

五、适应性差，无法处理压块、袋装料及含铜泥球等块状料，而且块状料的加入，喷枪会严重阻碍物料下行，并且对喷枪的垂直度，以及对喷枪的正常使用带来安全隐患。同时由于块状料体积大、重量重，以及会含有少量水分，当落入熔池与铜液接触时，极易发生爆炸事故。

发明内容

本实用新型为了解决现有焚烧冶炼设备繁琐的操作程序，不能实现连续化生产作业的问题，以及解决炉体内墙和上升烟道内壁炉结的形成及其炉结形成所带来的各种影响作业稳定性和安全性等问题，同时，也解决了贵金属流失、金属回收率低、修炉周期长和适应性差等问题。通过对炉体的整体构造进行改造，提供一种废旧线路板和含铜污泥焚烧冶炼一体炉。

为了达到上述目的，本实用新型包括：主体炉、熔池体和加料口，所述熔池体侧部设置了排渣口和排铜口，所述主体炉外部套设一层熔融段水套，该熔融段水套和主体炉一并与熔池体采用拆装形式相连接，并且在主体炉与熔池体之间的连接区域侧部设有侧吹喷枪加热。当废旧线路板在熔池体和侧吹喷枪的驱动下，随着不断的加料，炉内形成料柱有序下行，不断在高温区部位形成熔融、还原，渣水分离段、以及排渣、排铜的间断进行，使整个废旧线路板和含铜污泥焚烧冶炼过程持续进行。

优选的，所述主体炉顶部还设置了与之连通的蓄热沉降室，该蓄热沉降室的顶部由余热粘结水套连接，在蓄热沉降室的左侧部设置了二次风枪，其右侧部设置了烟尘出口，同时，在蓄热沉降室还设置了二次燃烧喷枪加热。所述烟尘出口设置了与之连通的飞灰熔融炉，该飞灰熔融炉的侧部也设置了二次燃烧喷枪加热，并且在其顶部和底部分别设置了水冷烟道和飞灰熔融体排出口。当主体炉产生的烟气进入蓄热沉降室后，受到重力影响，轻组分的未燃尽的烟尘上升到蓄热沉降室顶部与余热粘结水套接触而发生粘结，而二次风枪的供入和二次燃烧喷枪的燃烧，蓄热沉降室始终保持在1200度的高温，主体炉所产生的烟气，从炉口到飞灰熔融炉的水冷烟道出口停留时间大于2.5秒，可以将未燃尽的有机物、有害气体彻底燃烧。而含金属的重组分的物质被蓄热沉降室的蓄热挡墙阻挡落入蓄热沉降室底部熔融，有一部分则回流至焚烧冶炼炉，还有一部分则流入飞灰熔融炉并从飞灰熔融体排出口排出。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优势：1、操作简单、加料、焚烧、熔融、还原、渣水分离、排渣、放铜等工序实现连续化作业、互不干扰，废旧线路板炉内停留时间短，炉生产效率高；2、废旧线路板无需粉碎即可入炉，减少了机械设备使用和作业工序，降低了投资和运营成本；3、避免炉结形成，炉子使用更加稳定和安全；4、采用富氧的顶吹喷枪及富氧的侧吹喷枪结合工艺，相互配合，强化废旧线路板及含铜污泥的焚烧，炉内气流畅通，废旧线路板燃烧更加充分，炉内停留时间短，不会形成熔体碳化包裹，贵金属会以金属状态以其正常比重差，穿越渣层进入铜水，形成共熔体，贵金属直收率高；5、采用分段式结构、拆装方便、高温区域采用熔融段水套无耐火材料，修炉时间短，全部大修二十四小时；6、原料适应性强，由于本炉在生产过程中有料柱存在，废旧线路板以及压块及袋装料和含铜泥球只要满足加料口最大适应尺寸均可入炉，而且物料含有水分，也不会与铜水直接接触，发生爆炸的危险。

附图说明

图1为现有技术结构参考图。

图2为本实用新型结构图。

具体实施方式

如图2所示，本实用新型主要由主体炉1、熔池体2、蓄热沉降室12和飞灰熔融炉13等部分组成。

所述主体炉1的顶部设有一加料口8，在主体炉的外部套设了一层熔融段水套5，并一同与熔池体2以法兰形式连接，从而使得主体炉1、熔融段水套5和熔池体2等三段之间能进行拆装检修。所述熔融段水套是主体炉的一部分，是炉内高温气流冲刷以及腐蚀最严重的部位，其作用是废旧线路板经过预热、焚烧后在此处金属与非金属实现熔融。此外，焚烧原料经加料口投入，并随着连续的投料，主体炉炉内会形成预热段、焚烧段、熔融段和还原段等区域。

所述熔池体2内部也随着连续的投料形成渣水分离段、熔池段等区域，并且逐渐形成浮起的熔渣和沉淀的金属液，为此，为了实现排渣和排铜回收，在熔池体的渣部处设置了排渣口，以及在金属液处设置了排铜口。此外，为了使熔池体在拆卸、安装和搬运时更为方便快捷，在熔池体的底部还设置了熔池体拆卸专用车15。

所述主体炉与熔池体之间的连接区域侧部设有侧吹喷枪4加热和一次风枪16，同时也在主体炉的加料口8上方设有一顶吹喷枪3，其中，所述侧吹喷枪能提升炉温达到1250度以上。所述一次风枪用作烘炉，清理炉结或料柱下行卡料作为提温，以及平时对焚烧炉不完全燃烧的烟气进行二次焚烧。所述顶吹喷枪是以升降方式从加料口8伸进炉内加热或者从炉内退出备用，其作用是加快提升炉温达到1250度以上，它的主要升降方式主要以起重和液压等方式实现。

所述蓄热沉降室12设于主体炉1的上部，并与之连通，其连通口呈“喇叭”状，蓄热沉降室的顶部由余热粘结水套11连接，同时，在蓄热沉降室左侧部设置了两支二次风枪18，以及在其右侧部设置了烟尘出口，此外，在蓄热沉降室上还分别设置了二次燃烧喷枪加热14、泄压防爆门10和清灰检修口9。所述二次燃烧喷枪14分布在该蓄热沉降室的顶部和底部，并且各设置两支；所述泄压防爆门10设于余热粘结水套上，在燃烧过程中即使发生爆燃，炉内压力也能通过泄压防爆门紧急排放烟气得到释放，不会发生安全事故；所述清灰检修口9设于蓄热沉降室的侧部，便于设备检修。

所述飞灰熔融炉13与蓄热沉降室12的烟尘出口连通，在该飞灰熔融炉上同样设置了二次燃烧喷枪加热14，而该部分所设置的二次燃烧喷枪加热共有三支，并设于飞灰熔融炉上的侧部。此外，在飞灰熔融炉的顶部和底部分别设置了水冷烟道17和飞灰熔融体排出口 19。其中，水冷烟道17的使用，是粘结冷凝挥发到烟气中的金属蒸汽，减轻后续余热锅炉的粘结危害。

上述蓄热沉降室12和飞灰熔融炉13所设置的二次燃烧喷枪均为富氧燃烧喷枪，其作用是启炉和辅助炉膛升温，当系统点炉或者原料热值较低时，喷枪系统需要采用天然气助燃来提高或者保证炉膛的温度，与二次风枪配合能保持其内部温度达到1200度高温。

所述主体炉1、熔池体2、蓄热沉降室12和飞灰熔融炉13的内衬均采用高铝耐火砖及耐火烧注料。同时结合采用致密碳化硅耐火砖，它具有耐磨、耐腐蚀等特点，抗高温和抗熔渣能力比较好，用以增加炉整体的使用寿命。

以下对本实用新型的相关操作工艺作进一步详细说明。

一、废旧线路板含铜污泥焚烧冶炼炉炉体操作工艺：1、烘炉时先将还原剂的废旧碳素由加料口8加入炉内，形成初始料柱后，启动侧吹喷枪4和顶吹喷枪3下行至料柱上部，提升炉温达到1250度以上，当炉内温达到1250度以上时，提升顶吹喷枪3至加料口8上部二十公分，此时开始由加料口8投入废旧线路板、压块料、以及含铜污泥球，随着连续的投料，炉内的预热段、焚烧段、熔融段、还原段、渣水分离段，熔池段，全部形成，当渣水分离段上部渣层上升到还原段层时，开始由排渣口6排渣，当金属液面上升到排渣口时，开始由排金属口7排金属液。

二、蓄热沉降室和飞灰熔融炉操作工艺：由于废旧线路板成分复杂，焚烧冶炼过程中还会产生大量的有害气体和二恶英，由于炉内呈负压状态，引风气流和上升热气流会将一部分未燃烧充分的有机物并且携带一定量的金属成分的飞灰带入烟道和余热锅炉中。如果不采取用效措施，势必加剧后续烟道和余热锅炉换热器烟尘粘结。为了解决烟道和锅炉换热器粘结、烟气含尘量大、二恶英超标的问题，炉体产生的烟气进入蓄热沉降室12，受重力影响，轻组分的未燃尽的烟尘上升到蓄热沉降室顶部与11余热粘结水套接触而发生粘结，而二次风枪的供入和蓄热沉降室和飞灰熔融炉二次燃烧喷枪的燃烧，蓄热沉降室始终保持 1200度的高温，炉体产生的烟气，从烟尘出口到飞灰熔融炉水冷烟道出口17停留时间大于 2.5秒，将未燃尽的有机物、有害气体彻底燃烧。而含金属的重组分的物质被蓄热沉降室的蓄热挡墙阻挡落入蓄热沉降室底部熔融，一部分回流至焚烧冶炼炉，还有一部分流入飞灰熔融炉13并从飞灰熔融体排出口19排出。

Claims (10)

1.废旧线路板和含铜污泥焚烧冶炼一体炉，包括：主体炉(1)、熔池体(2)和加料口(8)，所述熔池体侧部设置了排渣口(6)和排铜口(7)，其特征是，所述主体炉外部套设一层熔融段水套，该熔融段水套和主体炉一并与熔池体采用拆装形式相连接，并且在主体炉与熔池体之间的连接区域侧部设有侧吹喷枪(4)加热。

2.根据权利要求1所述废旧线路板和含铜污泥焚烧冶炼一体炉，其特征是，还包括一顶吹喷枪(3)，该顶吹喷枪设于加料口(8)的上方，并以升降形式从加料口(8)伸进主体炉(1)内进行加热，并且在加热完成后从主体炉(1)内退出。

3.根据权利要求1所述废旧线路板和含铜污泥焚烧冶炼一体炉，其特征是，所述主体炉(1)与熔池体(2)之间的连接区域侧部还设置了一次风枪(16)。

4.根据权利要求1所述废旧线路板和含铜污泥焚烧冶炼一体炉，其特征是，所述熔池体(2)的底部还设置了熔池体拆卸专用车(15)。

5.根据权利要求1所述废旧线路板和含铜污泥焚烧冶炼一体炉，其特征是，所述主体炉(1)顶部还设置了与之连通的蓄热沉降室(12)，该蓄热沉降室的顶部由余热粘结水套(11)连接，在蓄热沉降室的左侧设置了二次风枪(18)，其右侧设置了烟尘出口，同时，在蓄热沉降室上还设置了二次燃烧喷枪(14)。

6.根据权利要求5所述废旧线路板和含铜污泥焚烧冶炼一体炉，其特征是，所述二次燃烧喷枪(14)设置多支，并分别位于蓄热沉降室(12)的顶部和底部。

7.根据权利要求5所述废旧线路板和含铜污泥焚烧冶炼一体炉，其特征是，所述烟尘出口设置了与之连通的飞灰熔融炉(13)，在该飞灰熔融炉上同样设置了二次燃烧喷枪(14)，并且在其顶部和底部分别设置了水冷烟道(17)和飞灰熔融体排出口(19)。

8.根据权利要求5所述废旧线路板和含铜污泥焚烧冶炼一体炉，其特征是，在所述蓄热沉降室上还设置了泄压防爆门(10)。

9.根据权利要求5所述废旧线路板和含铜污泥焚烧冶炼一体炉，其特征是，在所述蓄热沉降室上还设置了清灰检修口(9)。

10.根据权利要求5所述废旧线路板和含铜污泥焚烧冶炼一体炉，其特征是，所述主体炉(1)、熔池体(2)、蓄热沉降室(12)和飞灰熔融炉(13)的内衬均采用高铝耐火砖及耐火烧注料。