CN208279482U - 一种连续式轧钢油泥热解炭化处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种连续式轧钢油泥热解炭化处理装置,包括:进料设备;热解炭化设备,其包括:与进料设备连接的热解炭化仓,是接收来自进料设备的物料并对物料进行热解炭化处理的场所,设置于热解炭化仓内的物料输送机构,用于将物料从输入端输送至输出端,以及用于维持热解炭化仓内反应所需的温度的加热设备;冷却设备,与热解炭化设备连接,用于对热解炭化设备排出的残渣进行冷却处理;可燃气处理设备,与热解炭化设备的气体出口连接,用于对气体进行燃烧处理。该处理装置可以连续地将轧钢油泥完全热解炭化,达到了将危险废弃物绝对缩量的目的,外排烟气完全满足排放标准,同时适用于小型化,投资小,运行安全,余热可以加以利用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种连续式轧钢油泥热解炭化处理装置,尤其适用于轧钢油泥的处理,属于危险固体废弃物处理领域。
背景技术
我国钢铁产量已经连续多年稳居世界第一位,是名副其实的世界第一钢铁大国,尤其板带轧钢及涂镀行业,在进入2005年之后飞速发展,产能产量急剧扩张。板带轧钢的过程中,必须使用轧制油或者乳化液对轧辊辊缝进行喷射,从而达到冷却和润滑的作用,轧制油、乳化液在长期的高温碾压作用下会发生变质分离,这些变质油脂和轧制过程中产生的杂质等将通过轧钢设备工艺润滑过滤系统的过滤器、撇油器等分离出来,形成废弃的油泥。
轧钢系统废弃的油泥我们统称为轧钢油泥,这些油泥经过其中原有微生物发酵后体积膨胀并带有臭味,对环境危害很大,环保部将其列为危险废弃物,编号HW08,如何将这些轧钢油泥的科学、安全处置是一个重要课题。目前对轧钢油泥的处置手段主要有:浓硫酸酸洗+白土吸附法、过滤+加氢催化裂解法、焚烧法。浓硫酸酸洗+白土吸附法可以提炼出基础润滑油,但是酸洗和白土吸附对会产生新的危险废弃物,而且产生量很大,不是真正环保安全的方法,目前该方法已经被环保部门叫停。焚烧法是指利用焚烧炉对油泥进行燃烧处置,该方法基本可以彻底消除这些废弃物,但是焚烧处理要求的规模大,后续处理工艺复杂,还会产生二恶英等有害物质。过滤+加氢裂解法是指首先对油泥进行加热过滤,然后加压加氢,产生有用的不同用途的油或其他有机液体气体,可以将油泥中的有用物质再次利用;但是,过滤+加氢裂解法技术门槛高,投资巨大,而且由于它是在高压下操作,条件较苛刻,需较多的合金钢材,同时不安全因素更高,对于小量处理不适用。
实用新型内容
针对现有技术的不足,本实用新型的目的在于提供一种连续式轧钢油泥热解炭化处理装置,该装置能实现以科学、安全的方式处置轧钢油泥,并对轧钢油泥所具有的热量进行回收利用。
为实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:
一种连续式轧钢油泥热解炭化处理装置,所述装置包括:
进料设备;
热解炭化设备,包括:热解炭化仓、物料输送机构和加热设备;其中,所述热解炭化仓与所述进料设备连接,是接收来自所述进料设备的物料并对物料进行热解炭化处理的场所;所述物料输送机构设置于所述热解炭化仓内,用于将所述热解炭化仓内的物料从输入端输送至输出端;所述加热设备,用于维持所述热解炭化仓内反应所需的温度;
冷却设备,与所述热解炭化设备的固体物料出口连接,用于对所述热解炭化设备排出的残渣进行冷却处理;
可燃气处理设备,与所述热解炭化设备的气体出口连接,用于对所述热解炭化设备排出的气体进行燃烧处理。
上述连续式轧钢油泥热解炭化处理装置中,作为一种优选实施方式,所述进料设备包括螺杆泵和进料管,所述螺杆泵通过所述进料管与热解炭化设备的入口连接。
上述连续式轧钢油泥热解炭化处理装置中,作为一种优选实施方式,所述冷却设备,包括冷却仓和冷却组件;其中,所述冷却仓包括冷却仓本体、入口端、出口端;所述冷却仓本体的内部为中空管状;所述冷却仓的入口端上部具有入口,与所述热解炭化设备的固体物料出口连接;所述冷却仓的出口端下部设有出料口;所述冷却组件设置于所述冷却仓本体的外部,所述冷却组件的入水口通过冷却水控制阀与冷却水供给设备连接;所述冷却仓内部设有物料输送机构,用于将残渣从所述冷却仓的入口输送至所述冷却仓的出料口;所述热解炭化设备和所述冷却仓的连接处设有高温旋转阀。
上述连续式轧钢油泥热解炭化处理装置中,作为一种优选实施方式,所述可燃气处理设备包括:燃烧嘴、通风管道和助燃风机;其中,所述燃烧嘴包括导流管以及套设于导流管出口端外部的燃烧管;所述导流管与所述热解炭化仓的气体出口连接;所述燃烧管的一端与所述通风管道连通,另一端的开口方向与所述导流管的出口方向一致,且所述燃烧管的另一端比所述导流管的出口端突出一段距离,以形成燃烧处理的场所;所述助燃风机通过通风管道给所述燃烧管内供给空气。
上述连续式轧钢油泥热解炭化处理装置中,作为一种优选实施方式,所述物料输送机构是螺旋输送轴;所述热解炭化仓设置有2-5个,沿着物料的行进方向,每个在前的所述热解炭化仓的固体物料出口与其后的所述热解炭化仓的入口连接;每个热解炭化仓内都设有一个物料输送机构。
上述连续式轧钢油泥热解炭化处理装置中,作为一种优选实施方式,所述热解炭化设备设置有4个热解炭化仓,其中,第一热解炭化仓的入口连接所述进料设备,所述第一热解炭化仓的固体物料出口与第二热解炭化仓的入口连接,所述第二热解炭化仓的固体物料出口与第三热解炭化仓的入口连接,所述第三热解炭化仓的固体物料出口与第四热解炭化仓的入口连接;所述第四热解炭化仓的出口与所述冷却设备连接;各个所述热解炭化仓上下平行放置。
上述连续式轧钢油泥热解炭化处理装置中,作为一种优选实施方式,所述加热设备包括加热组件、与所述加热组件连接的加热源,以及用于控制所述加热组件加热与否的开关阀;所述加热组件为加热炉,所述加热炉包围设置于所有所述热解炭化仓的外部,所述加热炉的壳体上至少设有燃气入口、排烟口、清灰口;所述燃气入口设置于所述加热炉的下方,所述燃气入口处设置燃烧机,所述燃烧机上设置开关阀;所述清灰口设置于所述加热炉的下方;所述排烟口设置于加热炉的上方,用于排出高温烟气;所述燃烧嘴位于所述加热炉的内部。
上述连续式轧钢油泥热解炭化处理装置中,作为一种优选实施方式,所述连续式轧钢油泥热解炭化处理装置还包括:温度检测元件和电气控制系统;其中,温度检测元件,设置于所述热解炭化仓上,并与所述电气控制系统连接,用于收集温度数据并传送至电气控制系统;电气控制系统,至少与所述温度检测元件和所述加热设备的开关阀连接,用于接收所述温度检测元件传送的温度数据并根据与设定温度的对比结果发出指令控制所述加热设备的工作状态。
上述连续式轧钢油泥热解炭化处理装置中,作为一种优选实施方式,所述电气控制系统还与所述高温旋转阀、控制设置于所述热解炭化仓内的所述物料输送机构运转的电机、控制设置于所述冷却仓内的物料输送机构运转的电机、所述冷却水控制阀中的至少一种连接,以对相应部件进行调控;所述冷却仓的出口处也设有温度检测元件,所述温度检测元件以及所述冷却水控制阀与所述电气控制系统连接,用于收集冷却后残渣的温度数据并传送至所述电气控制系统,所述电气控制系统根据设定的冷却温度,对所述冷却水控制阀发出相应的调控指令。
上述连续式轧钢油泥热解炭化处理装置中,作为一种优选实施方式,所述连续式轧钢油泥热解炭化处理装置还包括:烟气余热锅炉、低温烟气处理装置和引风机;其中,所述烟气余热锅炉与所述加热炉的排烟口连接;所述低温烟气处理装置与所述烟气余热锅炉的排烟口连接,所述低温烟气处理装置的排气口与所述引风机连接;所述低温烟气处理装置包括布袋除尘装置和活性炭过滤装置。
本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是:
本实用新型提供的连续式轧钢油泥热解炭化处理装置其更适应轧钢油泥处置的需要,兼顾安全性、科学性、环保性和小规模的特点。本实用新型提供的连续式轧钢油泥热解炭化处理方法能够实现以科学、安全的方式处置地轧钢油泥,并对轧钢油泥所具有的热量进行回收利用。
本实用新型提供的连续式轧钢油泥热解炭化处理装置可以连续地将轧钢油泥完全热解炭化,达到了将危险废弃物的绝对缩量的目的(残渣仅为原油泥重量的4-10%),外排烟气完全满足国家和地方的排放标准,同时该装置适用于小型化,投资小,运行安全,余热可以加以利用,有效解决了轧钢企业油泥处理的难题。本实用新型提供的连续式轧钢油泥热解炭化处理装置及方法不仅可以对轧钢油泥进行处理,还可以用于处理其他有机废弃物。
附图说明
图1为本实用新型优选实施例中连续式轧钢油泥热解炭化处理装置的结构示意图;
图2为本实用新型优选实施例中助燃燃烧嘴的结构示意图;
图3为本实用新型优选实施例中连续式轧钢油泥热解炭化处理方法的工艺流程示意图。
图中:1-进料管、2-热解炭化仓、21-第一热解炭化仓、22-第二热解炭化仓、23-第三热解炭化仓、24-第四热解炭化仓、3-壳体、4-高温旋转阀、5-冷却仓、6-冷却组件、7-出料口、8-清灰口、9-燃烧机、10-排烟口、11-助燃风机、12-燃烧嘴、121-导流管、122-燃烧管、13-炉膛。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
在本实用新型的描述中,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
参见图1,本实用新型提供的一种连续式轧钢油泥热解炭化处理装置,适用于轧钢油泥高温热解处理的连续作业。该装置包括:进料设备;热解炭化设备,与进料设备连接,用于接收来自进料设备的物料并进行热解炭化处理;冷却设备,与热解炭化设备的固体物料出口连接,用于对热解炭化设备排出的残渣进行冷却处理;可燃气处理设备,与热解炭化设备的气体出口连接,用于热解炭化设备排出的气体进行燃烧处理。下面对以上设备一一进行说明。
进料设备,与热解炭化设备的入口相连接,用于向热解炭化设备输入物料(如轧钢油泥)。在本实用新型的一种优选实施方式中,进料设备包括螺杆泵(图中未示出)和进料管1,螺杆泵通过进料管1与热解炭化设备的入口连接。工作时,通过螺杆泵吸取预先准备好的轧钢油泥经进料管1排入热解炭化设备内。
热解炭化设备,包括:热解炭化仓2、物料输送机构和加热设备。其中,热解炭化仓2是用于接收来自进料设备的物料并对物料进行热解炭化处理的场所;物料输送机构设置于热解炭化仓2内,用于将物料从热解炭化仓2的入口端输送至出口端;加热设备,用于维持热解炭化仓2内反应所需的温度。
冷却设备,与热解炭化设备的固体物料出口连接,用于对热解炭化设备排出的残渣进行冷却处理,包括冷却仓5和冷却组件6。冷却仓5是用于对热解炭化设备的固体物料出口输出的残渣进行冷却处理的场所,包括冷却仓本体、入口端、出口端;冷却仓本体的内部为中空管状,水平设置;入口端具有入口,与热解炭化设备的固体物料出口连接,用于接收热解炭化设备输出的残渣;出口端下部设有出料口7,用于排出冷却后的残渣。优选地,冷却仓本体内部也设有物料输送机构,用于将从热解炭化设备输出的残渣从冷却仓5的入口输送至冷却仓5的出料口7;在本实用新型的优选实施例中,物料输送机构可以是螺旋输送轴,其不仅可以起到输送的作用还可以起到搅拌物料的作用,从而实现物料的快速冷却。冷却组件6,设置于冷却仓本体的外部,通过流动的冷却介质将冷却仓本体内的物料冷却;具体地,可采用循环水冷却,通过循环流动的冷却水将冷却仓本体内的物料冷却,冷却组件6的入水口通过冷却水控制阀与冷却水供给设备(图1中未示出)连接;在本实用新型的优选实施例中,冷却组件可以为冷却水箱6。在本实用新型提供的优选实施例中,热解炭化设备和冷却仓5的连接处设有高温旋转阀4;高温旋转阀4通过电机带动旋转将热解炭化设备固体物料出口处的残渣送入冷却仓5,并且可以使热解炭化设备与外界空气隔离,避免氧气进入,同时对热量也有一定隔绝作用,可以保持热解炭化设备内热量。
可燃气处理设备,与热解炭化设备的气体出口连接,用于对热解炭化设备排出的气体(含可燃性气体)进行燃烧处理。具体地,可燃气处理设备包括燃烧嘴12、通风管道和助燃风机11;燃烧嘴12为套管结构(如图2所示),包括导流管121以及套设于导流管出口端外部的燃烧管122;导流管121与热解炭化仓2的气体出口连接,用于输出热解炭化仓2内进行热解炭化处理而产生气体(含有可燃性气体)至燃烧管122;燃烧管122的一端与通风管道连通,接收来自于助燃风机11输入的空气,燃烧管122的另一端的开口方向与导流管121的出口方向一致,但长度大于导流管121的长度(在烟气出口方向上,燃烧管122的出口端比套设于燃烧管122内的导流管121出口端要突出一段距离,换言之,如图2所示,燃烧管122的出口端端面位置相对于导流管121的出口端端面位置要延伸出一段距离),以形成燃烧处理的场所。在进行处理时,热解炭化处理产生气体(含有可燃性气体),通过导流管121进入到燃烧管122内,空气由助燃风机11通过通风管道送入燃烧管122,并从燃烧管122与导流管121之间的中间夹层空间高速喷出,对中间芯层的可燃性气体形成虹吸作用,带动可燃性气体从导流管121流出并与空气混合,同时在高温作用下发生燃烧,经充分燃烧后,烟气即排出。燃烧处理产生的热量可以回收利用,比如用于对热解炭化仓2进行加热。在本实用新型的优选实施例中,连续式轧钢油泥热解炭化处理装置共有四个热解炭化仓2,每个热解炭化仓2上部的气体出口都连接有导流管121,每个导流管121的出口端外部都套设有燃烧管122;每个燃烧管122的一端都与通风管连通,另一端(出口端)的开口方向与导流管121的出口方向一致,但长度大于导流管的长度,以形成燃烧处理的场所,即,每个燃烧管122的出口端与导流管121的出口端的轴线重合,且燃烧管122的出口端比套设于燃烧管122内的导流管121出口端要突出一段距离。助燃风机11通过通风管道给所述燃烧管内供给空气。
热解炭化设备中,热解炭化仓2包括仓本体、入口端和出口端;仓本体的内部为中空管状,水平设置;入口端具有入口,与进料设备连接,用于接收物料;出口端下部设有固体物料出口,用于将热解炭化处理后产生的残渣(主要为碳、铁、杂质等)排出;仓本体上部设有气体出口用于排出热解炭化处理产生的气体。物料在热解炭化仓2内行进过程中在高温无氧环境下进行热解炭化处理,即物料(轧钢油泥)发生分解产生气体(含有可燃性气体)和残渣,此时热解炭化仓2内为正压,气体通过气体出口排出,残渣则通过固体物料出口排出。热解炭化仓2可以设置多个,优选为2-5个,沿着物料的行进方向,每个在前的热解炭化仓的固体物料出口与其后的热解炭化仓的入口连接,如此设置可以使仓内的物料热解炭化反应更为充分。在本实用新型的优选实施例中,热解炭化仓2设置有4个,第一热解炭化仓21的入口连接进料设备,第一热解炭化仓21的固体物料出口与第二热解炭化仓22的入口连接,第二热解炭化仓22的固体物料出口与第三热解炭化仓23的入口连接,第三热解炭化仓23的固体物料出口与第四热解炭化仓24的入口连接;第四热解炭化仓24的出口与冷却设备连接;每个热解炭化仓内都设有一个物料输送机构。多个热解炭化仓的放置按照具体使用环境设计,在本实用新型的优选实施例中,为了节约场地,将各个热解炭化仓上下平行放置。热解碳化仓均为封闭仓体,与外界氧气隔离。
热解炭化设备中,物料输送机构的工作部分位于热解炭化仓2内(即仓本体的内部),沿热解炭化仓2轴向设置于入口端和出口端之间,在外部电机的带动下,其工作部分在运动的过程中可以将进料设备输入的物料从热解炭化仓2的入口端输送至出口端。在本实用新型的优选实施例中,物料输送机构可以是螺旋输送轴,其与外部的电机连接,在电机的驱动下螺旋转动,不仅可以起到输送的作用还可以起到搅拌物料的作用,从而实现物料的充分反应。
热解炭化设备中,加热设备用于维持热解炭化仓2内反应所需的温度,包括加热组件、开关阀和通过开关阀控制的与所述加热组件连接的加热源;加热组件设置于热解炭化仓2上,用于对热解炭化仓2加热;开关阀用于控制加热组件工作与否。加热设备可以是采用电进行加热的电加热设备,也可以是采用天然气加热的天然气加热设备,或采用燃烧热解炭化仓2中产生的可燃性气体来加热的加热设备;也可以是以上各种设备组合使用。
在本实用新型的优选实施例中,加热设备采用电加热,具体地,加热设备的加热组件为电阻丝,电阻丝环绕设置于热解炭化仓2外部,以便均匀加热热解炭化仓2。更优选地,还采用燃烧热解炭化仓2产生的可燃性气体来补充加热热解炭化仓2,此时,加热组件还包括加热管路(图中未示出),其环绕设置于热解炭化仓2的外部,该加热管路与燃烧嘴12连通,以将烟气燃烧产生的热量通过该加热管路传输给热解炭化仓2。
在本实用新型的另一优选实施例中,加热设备采用燃气加热,具体地,加热设备的加热组件为加热炉,加热炉包围设置于所有热解炭化仓2的外部,通过燃气燃烧产生的火焰和高温烟气提供热量以均匀加热热解炭化仓2;加热炉的壳体3上至少设有燃气入口、排烟口10、清灰口8;燃气入口设置于加热炉的下方,燃气入口设置燃烧机9(即加热源),通过与燃烧机9连接的开关阀控制燃烧机9加热与否;清灰口8也设置于加热炉的下方,用于人工清灰;排烟口10设置于加热炉的上方,用于排出高温烟气。更优选地,还采用燃烧热解炭化仓2产生的可燃性气体的方式来补充加热热解炭化仓2,此时燃烧嘴12位于加热炉内部,即位于加热炉的炉膛13之中,热解炭化仓2炭化反应产生的可燃性气体燃烧后会产生大量的热量,该燃烧反应发生在加热炉内,因此产生的热量可以维持加热炉内的温度保持在热解炭化反应所需的温度;具体地,装置运行之初,燃烧机9(即加热源)通过燃烧燃气(优选为天然气)产生热量对加热炉进行预热,从而使热解炭化仓2内达到预定温度,当热解过程开始后并可以通过产生的可燃性气体燃烧来维持加热炉内的温度在预定温度后即可由电控系统发出关闭指令,以将加热设备的开关阀关闭(如无电控系统,也可以人为关闭),然后通过热解炭化仓2产生的可燃性气体的燃烧来维持加热炉内温度在热解炭化反应所需的温度。在本实用新型中优选采用天然气进行预热,加热炉内设置的燃烧嘴完成热解反应产生的可燃性气体的燃烧。
上述连续式轧钢油泥热解炭化处理装置中,作为一种优选实施方式,还包括:温度检测元件和电气控制系统。其中,所述电气控制系统至少与温度检测元件和加热设备的开关阀连接;温度检测元件,设置于热解炭化仓2上或者设置于上述加热炉上(其可以监测加热炉膛内的温度),并与电气控制系统连接,用于收集温度数据并传送至电气控制系统,然后电气控制系统将收集的温度数据与预先设定的加热温度进行比对,当收集温度数据低于预先设定的加热温度时,电气控制系统命令加热设备打开开关阀开始加热,当收集温度数据等于或高于预先设定的加热温度时,电气控制系统命令加热设备关闭开关阀停止加热,从而便于电气控制系统对热解炭化仓2的温度进行实时调控。温度检测元件可以是温度传感器;在本实用新型的优选实施例中,温度传感器设置于热解炭化仓2上用于热解炭化仓2内部的温度数据并传送至电气控制系统。电气控制系统,至少与温度检测元件和加热设备的开关阀连接,用于接收温度检测元件传送的温度数据并发出指令控制加热设备的工作状态(比如启动、关闭、调整加热方式等),以保证热解炭化仓2的温度适中;具体地,当温度检测元件检测到的温度低于电气控制系统中设定的温度时,所述电气控制系统发出指令打开加热设备的开关阀,补充热量;当温度检测元件检测到的温度高于电气控制系统中设定的温度时,所述电气控制系统发出指令关闭加热系统的开关阀,仓内自行循环反应。由于热解炭化处理需要在高温环境下进行,为了维持该温度条件,需要加热设备适时适当加热以调整、维持热解炭化仓2内的温度。
上述连续式轧钢油泥热解炭化处理装置中,作为一种优选实施方式,电气控制系统还可以与高温旋转阀4、控制设置于热解炭化仓2内的物料输送机构比如螺旋输送轴运转的电机、控制设置于冷却仓5内的物料输送机构比如螺旋输送轴运转的电机、冷却水控制阀中的至少一种连接,以对相应部件进行调控。电气控制设备可以为PLC控制系统。
为监控冷却仓5内的冷却处理情况是否正常,方便连续式轧钢油泥热解炭化处理装置的连续、稳定作业,上述连续式轧钢油泥热解炭化处理装置中,作为一种优选实施方式,冷却仓5的出口处也设有温度检测元件(例如温度传感器,图1中未示出),该温度检测元件以及冷却水控制阀与电气控制系统连接,用于收集冷却后残渣的温度数据并传送至电气控制系统,电气控制系统根据其设定的冷却温度,对冷却水控制阀发出相应的调控指令。
上述连续式轧钢油泥热解炭化处理装置中,作为一种优选实施方式,还包括烟气余热锅炉、低温烟气处理装置和引风机,烟气余热锅炉与加热炉的排烟口10连接;低温烟气处理装置与烟气余热锅炉的排烟口连接,低温烟气处理装置的排气口与引风机连接。在本实用新型的优选实施例中,低温烟气处理装置包括布袋除尘装置和活性炭过滤装置。加热炉的炉膛13内的高温烟气经排烟口10进入到烟气余热锅炉,高温烟气在余热锅炉内被降温,其热量被转化利用,输出的低温烟气(温度≤200℃)则进入后续的烟气处理装置,经布袋除尘装置和活性炭过滤装置处理后达标排放。所有烟气在引风机作用下排出,在引风机的作用下,加热炉的炉膛13、烟气余热锅炉、烟气处理装置内都具有一定的负压力。
一种连续式轧钢油泥热解炭化处理方法,采用上述连续式轧钢油泥热解炭化处理装置实施,依次包括如下步骤:
预热步骤:启动加热设备加热,当热解炭化仓2达到预定温度后,开始由进料设备向热解炭化仓输入油泥进行处理;
热解炭化步骤:在预定温度下,于热解炭化仓内在物料输送机构的连续传送下对油泥进行热解炭化处理;
残渣冷却步骤:将热解炭化步骤得到的残渣于冷却仓内进行冷却处理,然后排出;
气体处理步骤:将热解炭化步骤得到的气体进行燃烧处理,然后排放。
上述方法中,作为一种优选实施方式,所述预定温度为800-900℃(比如801℃、810℃、820℃、830℃、840℃、850℃、860℃、870℃、880℃、890℃、895℃);热解炭化处理的周期为12-18min(比如13min、14min、15min、16min、17min)(即油泥从进入热解炭化仓2到排出热解炭化仓2的这段时间)。
上述方法中,作为一种优选实施方式,热解炭化步骤中,所述热解炭化仓内产生的可燃性气体与通入的空气的体积比为1:10-15(比如1:11、1:12、1:13、1:14)。
上述方法中,作为一种优选实施方式,所述热解炭化步骤中,所述物料输送机构的转速在0~40r/min(比如2r/min、5r/min、10r/min、15r/min、20r/min、25r/min、30r/min、35r/min、38r/min)范围内变频可调,根据实际情况而定,一般控制在20r/min左右;优选为18-22r/min。
上述方法中,作为一种优选实施方式,所述残渣冷却步骤中,所述残渣的温度降至60℃-120℃(比如62℃、65℃、80℃、100℃、110℃、115℃、118℃)后排出。
上述方法中,作为一种优选实施方式,所述残渣冷却步骤中,所述物料输送机构的转速在5-15r/min(比如6r/min、8r/min、10r/min、12r/min、14r/min)范围内变频可调,根据实际情况而定,一般控制在10r/min左右。
上述方法中,作为一种优选实施方式,还包括:热解炭化步骤产生的余热和气体处理步骤产生的余热回收步骤;以及对气体处理步骤的气体余热回收后产生的低温烟气的净化处理步骤,将低温烟气处理达标后排放。
采用本申请的装置,油泥热解炭化处理量要根据实际处理需要设定,通常情况下,油泥的处理量为3~5吨/天,残渣产量约为120-192Kg/天。
实施例
本优选实施例提供的一种连续式轧钢油泥热解炭化处理装置,结构如图1所示,该装置包括:
进料设备,包括进料管1,其一端与外部的螺杆泵连接,用于向热解炭化仓2输入物料(轧钢油泥),进料管1的另一端与热解炭化仓2的入口连接。
热解炭化设备包括:热解炭化仓2、物料输送机构和加热设备。
热解炭化仓2,共设置有4个,第一热解炭化仓21的入口连接进料管1,第一热解炭化仓21的固体物料出口与第二热解炭化仓22的入口连接,第二热解炭化仓22的固体物料出口与第三热解炭化仓23的入口连接,第三热解炭化仓23的固体物料出口与第四热解炭化仓24的入口连接;第四热解炭化仓24的出口与冷却设备连接;为了节约场地,使装置小型化,将各个热解炭化仓2上下并列放置。
物料输送机构,设置于每个热解炭化仓2的内部,具体采用螺旋输送轴,螺旋输送轴连接外部的电机,在电机驱动下进行运动,以完成对油泥的翻转输送工作。
加热设备采用燃气加热(燃气具体为天然气),加热组件为加热炉,加热炉作为一个整体包围设置于上述4个热解炭化仓2的外部;加热炉的壳体3上设有燃气入口、排烟口10、清灰口8;其中,燃气入口设置于加热炉的下方,燃气入口设置燃烧机9(即加热源)以向加热炉的炉膛13内提供热量,通过开关阀控制燃烧机9的工作状态;清灰口8也设置于加热炉的下方,用于定期不定期的人工清灰;排烟口10设置于加热炉的上方,用于排出加热炉炉膛内的高温烟气。
冷却设备,包括水平设置、内部为中空管状的冷却仓5和设置于冷却仓外部的冷却组件;冷却组件为冷却水箱6;冷却仓5的入口端具有入口,通过管道与第四热解炭化仓的出口连接,管道上设有高温旋转阀4(参见图1,高温旋转阀4设置于加热炉的壳体3的外部),冷却仓5的出口端下部设有出料口7,冷却仓5内部还设有螺旋输送轴。
可燃气处理设备,包括燃烧嘴12、通风管道和助燃风机11;燃烧嘴12为套管结构,包括导流管121以及套设于导流管出口端外部的燃烧管122;导流管121与热解炭化仓2的气体出口连接,用于输出热解炭化仓2内热解炭化处理而产生的气体(含有可燃性气体)至燃烧管122;燃烧管122的一端与通风管道连通,接收来自于助燃风机11输入的空气,另一端为出口端,其开口方向与导流管的出口端的开口方向一致,但燃烧管122的出口端比套设于燃烧管122内的导流管121出口端要突出一段距离,以形成燃烧处理的场所。本实施例中,由于炉膛13内有四个热解炭化仓2,相应地,燃烧嘴12也设置4个,具体而言,每个热解炭化仓2上部的气体出口都连接有导流管121,每个导流管121的出口端外部都套设有燃烧管122;每个燃烧管122的一端都与通风管连通,通风管另一端连接有外部的助燃风机11,所有燃烧嘴12都位于加热炉的炉膛13内部,产生的高温烟气可作为燃气燃烧产生的高温烟气的补充,为热解炭化仓2内的热解炭化处理提供热量。
温度传感器和电气控制设备,温度传感器设置于热解炭化仓2上,用于收集热解炭化仓2内的温度数据,温度传感器与电气控制系统相连接,将收集的温度数据传送至电气控制系统;当温度传感器检测到的温度低于电气控制系统的设定温度时,电气控制系统发出指令启动加热设备加热补充热量;当温度传感器检测到的温度高于电气控制系统的设定温度时,电气控制系统发出指令关闭电加热设备停止加热,仓内自行循环反应。
烟气余热锅炉,与加热炉的排烟口10连接,用于对加热炉中排出的高温烟气进行降温,同时将其热量转化为热水或者蒸汽加以利用。
还包括:低温烟气处理装置和引风机,低温烟气处理装置由布袋除尘与活性炭过滤构成尾气处理系统,主要是对烟气余热锅炉输出的低温烟气(温度≤200℃)进行过滤处理;引风机使加热炉的炉膛13、烟气余热锅炉、烟气处理装置内都具有一定的负压力,排出处理达标的烟气。
参见图3,上述装置的操作过程如下:
1)预热:首先通过电气控制系统设定预加热温度为850℃,启动燃烧机9进行预热,达到设定温度后可以进行生产;
2)进料:将待处理的油泥经进料管1,送入热解炭化仓2内;
3)热解炭化:进入到热解炭化仓2内的油泥在螺旋输送轴的作用下翻动并前进,油泥在无氧高温环境中开始发生分解,产生可燃性气体(以及其他气体)和残渣。本步骤中,炭化温度为850℃,热解炭化时间15min左右,即油泥从进入第一热解炭化仓到排出第四热解炭化仓的这段时间为15min左右,处理量3吨/天,即约130Kg/小时,螺旋转速调节为15r/min。
4)冷却:经过热解炭化产生的残渣经第四热解炭化仓的固体物料出口通过第二旋转阀4进入冷却仓5,第二旋转阀4的作用是通过电机带动旋转将残渣送入冷却仓5并且可以使热解炭化仓与外界空气隔离,避免氧气进入,同时可以保持加热炉内热量;残渣于冷却仓5内在螺旋输送轴的作用下翻动并前进,冷却仓5设有循冷却水箱6,将残渣降温至100℃左右后经出料口7排出,以容器承接即可。本实施例中,冷却处理量与上述热解炭化步骤得到的残渣产量相适应,大概为8Kg/h,螺旋转速10r/min。
5)此时热解炭化仓2内为正压,热解炭化处理产生气体(含有可燃性气体),通过导流管121进入到燃烧管122内,空气由助燃风机11通过通风管道送入燃烧管122,并从燃烧管122与导流管121之间的中间夹层空间高速喷出,对中间芯层的可燃性气体形成虹吸作用,带动可燃性气体从导流管121流出并与空气混合,同时在高温作用下发生燃烧,经充分燃烧后,烟气即被排出燃烧嘴12,进入加热炉的炉膛13,而后随炉膛13内的高温烟气经排烟口10送入烟气余热锅炉进行余热回收,然后低温烟气进入低温烟气处理装置经布袋除尘与活性炭过滤,达标后排放。
本实施例提供的连续式轧钢油泥热解炭化处理装置在山东华鲁1450轧机现场对其乳化液过滤系统的轧钢油泥进行了处理实验,结果见表1,从该表中数据可以看出取得了很好的效果,可以连续将轧钢油泥完全热解炭化,达到了将危险废弃物的绝对缩量的目的(残渣仅为原油泥重量的4-10%)。处理后残渣的成分主要为炭、氧化铁和无机杂质。
表1 采用本实用新型优选实施例提供的装置进行处理实验的结果
上述实施例为本实用新型提供的连续式轧钢油泥热解炭化处理装置的示范实验装置,日处理量为3吨左右轧钢油泥。还可以根据不同需求设计不同产量的装置,其中,一些工艺参数如螺旋转速、处理量等可根据设备、物料、工艺等进行调整。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种连续式轧钢油泥热解炭化处理装置,其特征在于,所述装置包括:
进料设备;
热解炭化设备,包括:热解炭化仓、物料输送机构和加热设备;其中,所述热解炭化仓与所述进料设备连接,是接收来自所述进料设备的物料并对物料进行热解炭化处理的场所;所述物料输送机构设置于所述热解炭化仓内,用于将所述热解炭化仓内的物料从输入端输送至输出端;所述加热设备,用于维持所述热解炭化仓内反应所需的温度;
冷却设备,与所述热解炭化设备的固体物料出口连接,用于对所述热解炭化设备排出的残渣进行冷却处理;
可燃气处理设备,与所述热解炭化设备的气体出口连接,用于对所述热解炭化设备排出的气体进行燃烧处理。
2.根据权利要求1所述的连续式轧钢油泥热解炭化处理装置,其特征在于,所述进料设备包括螺杆泵和进料管,所述螺杆泵通过所述进料管与热解炭化设备的入口连接。
3.根据权利要求1或2所述的连续式轧钢油泥热解炭化处理装置,其特征在于,所述冷却设备,包括冷却仓和冷却组件;其中,所述冷却仓包括冷却仓本体、入口端、出口端;所述冷却仓本体的内部为中空管状;所述冷却仓的入口端上部具有入口,与所述热解炭化设备的固体物料出口连接;所述冷却仓的出口端下部设有出料口;所述冷却组件设置于所述冷却仓本体的外部,所述冷却组件的入水口通过冷却水控制阀与冷却水供给设备连接;
所述冷却仓内部设有物料输送机构,用于将残渣从所述冷却仓的入口输送至所述冷却仓的出料口;
所述热解炭化设备和所述冷却仓的连接处设有高温旋转阀。
4.根据权利要求3所述的连续式轧钢油泥热解炭化处理装置,其特征在于,所述可燃气处理设备包括:燃烧嘴、通风管道和助燃风机;其中,
所述燃烧嘴包括导流管以及套设于导流管出口端外部的燃烧管;所述导流管与所述热解炭化仓的气体出口连接;所述燃烧管的一端与所述通风管道连通,另一端的开口方向与所述导流管的出口方向一致,且所述燃烧管的另一端比所述导流管的出口端突出一段距离,以形成燃烧处理的场所;所述助燃风机通过通风管道给所述燃烧管内供给空气。
5.根据权利要求4所述的连续式轧钢油泥热解炭化处理装置,其特征在于,所述物料输送机构是螺旋输送轴;
所述热解炭化仓设置有2-5个,沿着物料的行进方向,每个在前的所述热解炭化仓的固体物料出口与其后的所述热解炭化仓的入口连接;每个热解炭化仓内都设有一个物料输送机构。
6.根据权利要求5中所述的连续式轧钢油泥热解炭化处理装置,其特征在于,所述热解炭化设备设置有4个热解炭化仓,其中,第一热解炭化仓的入口连接所述进料设备,所述第一热解炭化仓的固体物料出口与第二热解炭化仓的入口连接,所述第二热解炭化仓的固体物料出口与第三热解炭化仓的入口连接,所述第三热解炭化仓的固体物料出口与第四热解炭化仓的入口连接;所述第四热解炭化仓的出口与所述冷却设备连接;各个所述热解炭化仓上下平行放置。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的连续式轧钢油泥热解炭化处理装置,其特征在于,所述加热设备包括加热组件、与所述加热组件连接的加热源,以及用于控制所述加热组件加热与否的开关阀;
所述加热组件为加热炉,所述加热炉包围设置于所有所述热解炭化仓的外部,所述加热炉的壳体上至少设有燃气入口、排烟口、清灰口;所述燃气入口设置于所述加热炉的下方,所述燃气入口处设置燃烧机,所述燃烧机上设置开关阀;所述清灰口设置于所述加热炉的下方;所述排烟口设置于加热炉的上方,用于排出高温烟气;所述燃烧嘴位于所述加热炉的内部。
8.根据权利要求7所述的连续式轧钢油泥热解炭化处理装置,其特征在于,所述连续式轧钢油泥热解炭化处理装置还包括:温度检测元件和电气控制系统;其中,
温度检测元件,设置于所述热解炭化仓上,并与所述电气控制系统连接,用于收集温度数据并传送至电气控制系统;
电气控制系统,至少与所述温度检测元件和所述加热设备的开关阀连接,用于接收所述温度检测元件传送的温度数据并根据与设定温度的对比结果发出指令控制所述加热设备的工作状态。
9.根据权利要求8所述的连续式轧钢油泥热解炭化处理装置,其特征在于,所述电气控制系统还与所述高温旋转阀、控制设置于所述热解炭化仓内的所述物料输送机构运转的电机、控制设置于所述冷却仓内的物料输送机构运转的电机、所述冷却水控制阀中的至少一种连接,以对相应部件进行调控;
所述冷却仓的出口处也设有温度检测元件,所述温度检测元件以及所述冷却水控制阀与所述电气控制系统连接,用于收集冷却后残渣的温度数据并传送至所述电气控制系统,所述电气控制系统根据设定的冷却温度,对所述冷却水控制阀发出相应的调控指令。
10.根据权利要求9所述的连续式轧钢油泥热解炭化处理装置,其特征在于,所述连续式轧钢油泥热解炭化处理装置还包括:烟气余热锅炉、低温烟气处理装置和引风机;其中,所述烟气余热锅炉与所述加热炉的排烟口连接;所述低温烟气处理装置与所述烟气余热锅炉的排烟口连接,所述低温烟气处理装置的排气口与所述引风机连接;所述低温烟气处理装置包括布袋除尘装置和活性炭过滤装置。
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