CN213930963U - 一种回转窑与等离子炉实时协同处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种回转窑与等离子炉实时协同处理装置。所公开的装置包括回转窖，回转窖的出渣口下设有残渣回收与处理系统，所述残渣回收与处理系统包括可移动平台、等离子炉和捞渣机，其中等离子炉和捞渣机设置在移动平台上，通过可移动平台的移动使得等离子炉或捞渣机位于回转窖出渣口处。本实用新型的装置中回转窑残渣不经水冷直接进入等离子炉，可降低等离子炉能耗，降低处置费用，飞灰经造粒后送入等离子炉，可通过一套系统彻底解决固体危险废弃物，实现无害化处置。

Description

一种回转窑与等离子炉实时协同处理装置

技术领域

本实用新型涉及回转窖系统相关技术，具体涉及一种回转窑、等离子炉实时协同处理装置。

背景技术

固体危险废弃物具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性和感染性的一种或几种，不规范的存储、不科学的处理会对环境造成严重的污染。

对于含有热值的固体危险废弃物，目前主要的处置方法是通过回转窑系统减量化，将其中的有机物在回转窑内热解气化，生成的可燃气体在二燃室内进一步焚烧处理干净，再通过尾部烟气处理系统(急冷、除尘、脱酸、脱硝)后达标排放。同时，焚烧残渣通过水冷后和经布袋除尘器、余热锅炉等收集的飞灰一起填埋。

但是，由于回转窑运行温度低(800℃～1000℃)，其排放的残渣往往焚烧不完全、焚烧过程中产生的飞灰富含二噁英、重金属等。在水冷的过程中，还会产生大量的废水。残渣、飞灰、废水同样会对环境造成污染。

等离子处置固体危险废弃物技术由于其能量密度高、中心火焰温度可达3000～5000℃，可有效将残渣中的有机物彻底分解，飞灰和残渣经高温熔融后形成无害的玻璃体，彻底消除其中的二噁英，同时将重金属固化在玻璃体之中，形成的玻璃体可作为建筑材料资源化利用。

目前，常规的回转窑、等离子炉协同处置技术是将回转窑水冷后的残渣经配伍后，通过给料装置送入等离子炉进行二次处理，此技术的缺点是由于残渣、飞灰在熔融过程中需要从常温加热到熔融温度，需要消耗大量的能量，处置费用高。

发明内容

针对现有技术的缺陷或不足，本实用新型提供了一种回转窑与等离子炉实时协同处理装置。

为此，本实用新型提供的装置包括回转窖，回转窖上设有出渣口，其特征在于，所述回转窖出渣口下方设有残渣回收与处理系统，所述残渣回收与处理系统包括：

可移动平台；

等离子炉，设置在可移动平台上；

捞渣机，设置在可移动平台上；

通过可移动平台的移动使得等离子炉进料口或捞渣机上的进料接口位于回转窖出渣口处。

进一步，所述捞渣机位于等离子炉旁侧，所述等离子炉的溶渣出口与捞渣机连接。

进一步，还包括二燃室，所述二燃室设在回转窖上，用于收集并处理回转窖内的烟气，所述二燃室顶部连接有烟气回收系统。

进一步，所述回转窖出渣口侧壁上设有进料口。

进一步，所述等离子炉的烟气出口与二燃室连通。

可选的，所述等离子炉包括炉体，所述炉体顶部设有进料口和烟气出口；所述炉体设有耐火保温材料，所述炉体内沿进料到出料方向依次设有气相区、固相区和液相区；所述气相区的内径大于固相区和液相区的内径；所述固相区设有至少两个空气入口，且固相区安装有至少两个等离子炬；所述液相区设有辅助加热装置，且液相区设有溢流通道，液相物质通过溢流通道排出。

优选的，所述气相区的内径与固相区内径之间通过倒锥形过渡。

进一步，所述溢流通道设有位于炉体内的进口和位于炉体外的出口，所述进口与出口之间为设于炉体壁内的通道，沿炉体轴向，所述进口位置低于位于炉外的熔渣出口位置，所述通道为L性、Z型、弧形或斜线型。

优选的，所述溢流通道的四周设置有耐火保温材料，且与炉体内的耐火保温材料为一体。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的装置中回转窑残渣不经水冷直接进入等离子炉，可降低等离子炉能耗，降低处置费用，残渣或/和飞灰送入等离子炉，可通过一套系统彻底解决固体危险废弃物，实现无害化处置；同时，等离子炉和捞渣机放置于电动板车之上，在等离子炉检修时，可通过移动板车，直接将回转窑排渣口与捞渣机对接，实现系统连续运转。

附图说明

图1为本实用新型装置的运行模式1示意图；

图2为本实用新型装置的运行模式2示意图；

图3为本实用新型提供的一种具体的等离子炉结构示意图。

具体实施方式

除非特殊情况有其他限制，否则下列定义适用于本说明书中使用的术语。此外，除非另行进行说明，否则本文所用的所有科技术语的含义与本实用新型所属领域的技术人员通常理解是一样的。如发生矛盾，以本说明书及其包括的定义为准。

对于本实用新型而言，本申请文件中所使用的一些术语的含义如下：

如本文中所用，方向性术语“上”、“下”、“侧”、“底部”、“周向”、“轴向”、“径向”与说明书附图纸面上的具体方向或附图中所示空间的相应方向一致。

本实用新型通过可移动平台将等离子炉和捞渣机布置于回转窑出渣口的下方，回转窑的残渣可直接进入等离子炉处理，在等离子炉需要检修时，通过可移动平台的移动，回转窖中的残渣进入捞渣机被水冷处理。进一步的方案中，回转窖上设有二燃室及烟气回收系统，收集并处理回转窖内的烟气。进一步，等离子炉内产生的烟气也可送入二燃室被处理和回收。本实用新型的回转窖、二燃室、烟气回收系统及捞渣机可采用相关领域已有设备，或基于现有技术改进后的能够实现本实用新型目的的相关设备。

本实用新型的等离子炉可采用现有的等离子炉，也可采用基于现有技术改进后的能够实现本实用新型目的的等离子炉。本实用新型提供的一类等离子炉的结构主要包括炉体，炉体顶部设有物料进口和烟气出口，炉体内衬耐火保温材料，炉体内由上至下依次分为气相区、固相区、液相区；其中，固相区、液相区炉体直径小于气相区，使固相区和液相区具有更大的容积热负荷，有利于飞灰颗粒更快的熔融；固相区设有多个空气入口和等离子炬；在液相区设置有溢流通道，溶融处理后的液相物质通过溢流通道排出，并且炉底或/和溢流通道设置有辅助加热装置，布置于耐火材料中，可克服炉体散热损失，降低液相区上下温度梯度，保持熔渣的流动性。

优选的方案中，为了实现等离子炉内的残渣和飞灰高温熔融后，能够实现连续液态排渣，等离子炉底部的熔渣空间应能满足4～8小时的熔渣存量，从而保证熔渣足够的停留时间，这样物料在进入炉内时，经过固相区，液相区，溢流通道，使物料有足够的停留时间，同时液相区有足够的热容量，不会使投料时炉内温度产生波动。其中每小时存量根据生产能力和生产效率要求设置，也可根据现有技术的相关工艺习惯选取。

还有些优选的方案中，在固相区设置有对称布置的空气入口及等离子炬。空气入口沿炉体周向均布，数量大于等于2个，例如3个，倾斜布置，优选与侧壁角度20～30°，补充飞灰颗粒熔融过程中有机物气化所需的空气，使飞灰颗粒中残留的有机物彻底处理完全；等离子炬沿炉体均布，数量大于等于2个，倾斜布置，优选侧壁角度20～30°，保持固相区温度分布均匀。

进一步的方案中，在液相区设置有圆形紧急排放口。在炉体需要检修时，通过此紧急排放口将物料排放干净。

溢流通道的一种结构示例是，位于炉内的溢流通道的熔渣进口在炉体轴向上位于溢流通道的出口，且进口与出口之间的通道为L性、Z型、弧形或斜线型，液相区熔渣和溢流通道形成U型通道，在飞灰颗粒连续不断的送入时，液相区的熔渣可连续通过此通道排出。可以选择的方案是，溢通道内熔渣流速10～30m/h，以降低熔渣对通道侧壁的冲刷。

以下是发明人提供的具体实施例，以对本发明的方案做进一步详细解释说明。

实施例1：

参考图1和图2所示，一种具体的回转窑、等离子炉实时协同处理装置由回转窑2、等离子炉4、电动板车7、捞渣机8及回转窖给料机1、出料溜槽10等附属设备构成，其中等离子炉4内安装有等离子炬5，且等离子炉4上方设物料进口和烟气出口，下方设有出料口，出料口连接有出料溜槽10，捞渣机8上设有进料接口11；

参考图1所示运行模式1，固体危险废弃物经回转窑给料机1送入回转窑2，在800～1000℃的温度下热解后产生残渣，600～800℃的残渣或采用现有技术配伍后的残渣进入通过物料进口进入等离子炉4，在等离子炬5的高温下，残渣高温熔融，液体熔渣通过出料溜槽10进入捞渣机8经水冷形成玻璃体；

在等离子炉4需要停炉检修时，参考图2所示运行模式2，通过移动电动板车7，捞渣机上的进料接口11将移动到原等离子炉4的位置，回转窑残渣此时将直接进入捞渣机8被水冷，从而实现系统的连续运转。待检修结束后，在恢复至上述运行模式1运行。

在模式1和模式2运行的过程中，回转窖出渣口和等离子炉物料进口、捞渣机上的进料接口11之间通过耐火材料(如耐火纤维毯)密封，防止大量的空气进入。

进一步的方案中，装置还包括与回转窖内相通的二燃室3、及与二燃室3顶部连接的余热锅炉12、急冷塔13、布袋除尘器14、引风机15、湿法脱酸塔16和烟囱17，固废在回转窖内800～1000℃的温度下热解、气化，生成的可燃气体进入二燃室3在1100℃～1200℃的高温下进一步处理，将有机物彻底焚烧完全，生成的烟气依次进入余热锅炉12回收余热、急冷塔13降温、布袋除尘器14除尘、经引风机15进入湿法脱酸塔16脱除酸性气体后，从烟囱17排入大气。

更进一步的方案中，回转窖出渣口侧壁上设有进料口，该进料口外接给料机9。外来残渣配伍物料、外来飞灰颗粒或余热锅炉12、急冷塔13、布袋除尘器14底部收集的飞灰经给料机9与回转窖内产生的残渣一起进入等离子炉4，一并被高温熔融。

对于余热锅炉12、急冷塔13、布袋除尘器14底部收集的飞灰，在熔融过程中，为了降低熔融温度，同时满足玻璃体形成的物质组成比例，根据不同的固体危险废弃物组分，可通过给料机9加入焦玻璃、生石灰等辅料。为了进一步降低等离子炉4熔融能耗，可通过给料机9加入焦炭。

还有些方案中，等离子炉4的烟气出口与二燃室3连接；残渣或/和飞灰在熔融过程中，生成的高温烟气进入二燃室3彻底焚烧完全。可选的方案是，等离子炉上的物料进口与烟气出口为一个进出口，需要给料时其发挥物料进口的作用，溶融处理时，其发挥烟气出口的作用。

实施例2：

与上述实施例不同的是，该实施例的等离子炉炉体内由上至下依次分为气相区49、固相区410、液相区411，炉体内衬耐火保温材料47，耐火材料由耐火砖和隔热浇注料组成；固相区、液相区炉体直径小于气相区，且气相区与固相区之间的内径为倒锥形过渡；液相区容积按照入炉物料4h存量设置；其中：

炉体顶部设有物料进口和烟气出口，或者两者为一个进出口48，在固相区410设置有对称布置的空气入口42，空气入口沿炉体均布4个，倾斜布置，与侧壁角度20°，在固相区，对称布置2个等离子炬43，与侧壁倾斜角度20°；

液相区411设置有圆形紧急排放口44；另一侧设置有Z型的溢流通道412，溢流通道一端的熔渣排放口46高于另一端的进口，溢流通道内熔渣流速10m/h，以降低熔渣对通道侧壁的冲刷。此溢流通道和液相区熔渣形成U型通道，在物料连续不断的送入时，液相区的熔渣可连续通过此通道排出；

炉底和溢流通道设置有辅助加热装置硅钼棒45，布置于耐火材料中，可克服炉体散热损失，降低液相区上下温度梯度，保持熔渣的流动性。

熔融需要的热量通过布置于固相区的等离子炬提供，炉底和溢流通道内布置的辅助加热装置或/和保温装置用来克服炉体散热损失，降低液相区上下温度梯度，保持熔渣的流动性。同时，通过固相区物料层的高度来控制气相区温度保持在800～900℃；

在熔融过程中，产生的烟气通过顶部的烟气出口或进出口48排出或进入二燃室。

在紧急情况下，可通过炉底的紧急排放口将熔渣排出。

Claims (9)

1.一种回转窑与等离子炉实时协同处理装置，包括回转窖，回转窖上设有出渣口，其特征在于，所述回转窖出渣口下方设有残渣回收与处理系统，所述残渣回收与处理系统包括：

可移动平台；

等离子炉，设置在可移动平台上；

捞渣机，设置在可移动平台上；

通过可移动平台的移动使得等离子炉进料口或捞渣机上的进料接口位于回转窖出渣口处。

2.如权利要求1所述的回转窑与等离子炉实时协同处理装置，其特征在于，所述捞渣机位于等离子炉旁侧，所述等离子炉的溶渣出口与捞渣机连接。

3.如权利要求1所述的回转窑与等离子炉实时协同处理装置，其特征在于，还包括二燃室，所述二燃室设在回转窖上，用于收集并处理回转窖内的烟气，所述二燃室顶部连接有烟气回收系统。

4.如权利要求1所述的回转窑与等离子炉实时协同处理装置，其特征在于，所述回转窖出渣口侧壁上设有进料口。

5.如权利要求3或4所述的回转窑与等离子炉实时协同处理装置，其特征在于，所述等离子炉的烟气出口与二燃室连通。

6.如权利要求1-4任一权利要求所述的回转窑与等离子炉实时协同处理装置，其特征在于，所述等离子炉包括炉体，所述炉体顶部设有进料口和烟气出口；

所述炉体设有耐火保温材料，

所述炉体内沿进料到出料方向依次设有气相区、固相区和液相区；所述气相区的内径大于固相区和液相区的内径；

所述固相区设有至少两个空气入口，且固相区安装有至少两个等离子炬；

所述液相区设有辅助加热装置，且液相区设有溢流通道，液相物质通过溢流通道排出。

7.如权利要求6所述的回转窑与等离子炉实时协同处理装置，其特征在于，所述气相区的内径与固相区内径之间通过倒锥形过渡。

8.如权利要求6所述的回转窑与等离子炉实时协同处理装置，其特征在于，所述溢流通道设有位于炉体内的进口和位于炉体外的出口，所述进口与出口之间为设于炉体壁内的通道，沿炉体轴向，所述进口位置低于位于炉外的熔渣出口位置，所述通道为L性、Z型、弧形或斜线型。

9.如权利要求6所述的回转窑与等离子炉实时协同处理装置，其特征在于，所述溢流通道的四周设置有耐火保温材料，且与炉体内的耐火保温材料为一体。

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