CN214488252U - 一种含金属污染物处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种含金属污染物处理装置，包括预处理单元、进料单元、热解析单元和熔分单元；预处理单元通过进料单元与热解析单元相连接，所述热解析单元包括预热解段和热解析段，在预热解段和热解析段的内部设置有输送装置和加热装置，在热解析段的尾部设置有出渣口；所述熔分单元包括熔分炉，在熔分炉的顶部一端设置有固渣进口，在熔分炉的一侧间隔设置有烧嘴，在烧嘴处布置有燃气进口和助燃空气进口，在熔分炉的顶部设置有烟气出口，在熔分炉的一侧下部设置有金属出口和渣出口。本实用新型通过两步热解和熔分手段等的结合，能够对不同特性的含金属污染物进行充分处理，可获得金属资源、油品资源等高附加值产品。

Description

一种含金属污染物处理装置

技术领域

本实用新型涉及含金属污染物处理领域，具体地说是涉及一种含金属污染物无害化处置资源化利用装置。

背景技术

随着国民经济的发展，我们面临着越来越多的环境问题。其中，含金属污染物(如轧钢油泥、酸洗污泥、废催化剂等)，若不经处置直接排放，会对我国生态环境造成极大破坏，威胁着人类健康。同时，也会造成金属资源等的浪费。

目前，对含金属污染物的处理也有许多文献报道。如专利申请号为202010393785.9的中国发明专利公开了一种壁刮式推进的轧钢油泥热解碳化处理装置及方法，专利申请号为201910646367.3的中国发明专利公开了一种用于轧钢油泥处理的热解炭化装置及方法等等。以上装置虽都是采用热解手段对轧钢油泥进行处理，但大都着重于对装置结构等方面进行改进，并不能针对含金属污染物的复杂特性等进行综合处理，实现含金属污染物无害化处置资源化利用。

实用新型内容

基于上述技术问题，本实用新型提出一种含金属污染物处理装置。

本实用新型所采用的技术解决方案是：

一种含金属污染物处理装置，包括预处理单元、进料单元、热解析单元和熔分单元；

预处理单元通过进料单元与热解析单元相连接，所述热解析单元包括预热解段和热解析段，热解析段处于预热解段的一侧下方；在预热解段的一端上部设置有干式进料口和湿式进料口，在预热解段的内部设置有第一输送装置和第一加热装置，在预热解段的另一端下部设置有下料口；预热解段通过下料口与热解析段相连通，在热解析段的内部设置有第二输送装置和第二加热装置，在预热解段和热解析段的顶部均设置有高温油气出口，在热解析段的一端底部设置有出渣口；

所述熔分单元包括熔分炉，在熔分炉的顶部一端设置有固渣进口，固渣进口与出渣口相连通，在熔分炉的一侧间隔设置有烧嘴，在烧嘴处布置有燃气进口和助燃空气进口，在熔分炉的顶部设置有烟气出口，在熔分炉的一侧下部设置有金属出口和渣出口，金属出口位于渣出口的上方。

优选的，所述预处理单元包括干式预处理单元和湿式预处理单元，所述进料单元包括干式进料单元和湿式进料单元；

所述干式预处理单元包括振动筛，在振动筛的下方设置有筛分出料口，所述干式进料单元包括倾斜输送带，在倾斜输送带的底部设置有上料进料口，筛分出料口与上料进料口相连通，在倾斜输送带的顶部设置有上料出料口，上料出料口与干式进料口相连通；

所述湿式预处理单元包括进料池，在进料池的上方设置有筛网；所述湿式进料单元包括第一液体输送管道和输送泵，进料池通过第一液体输送管道与湿式进料口相连接，输送泵设置在第一液体输送管道上。

优选的，该装置还包括冷凝分离单元，所述冷凝分离单元包括壳体，在壳体的内部设置有分隔板，所述分隔板将壳体的内部空间分隔成上下两层，上层为高温油气冷凝分离空间，下层为油水尘分离空间；

在壳体的上部一侧设置有与高温油气冷凝分离空间相连通的高温油气进口，高温油气进口与高温油气出口相连通，在高温油气冷凝分离空间的内部设置有若干个折流板，折流板的顶部与壳体连接，折流板的底部与分隔板之间留有空隙；所述折流板将高温油气冷凝分离空间分隔成多个喷淋仓，在每一喷淋仓的顶部均设置有喷头；

在壳体的另一侧顶部设置有不凝气出口，所述分隔板的一端与壳体的同一侧相连接，分隔板的另一端与壳体之间留有空隙，形成油水混合物下落口；

所述油水尘分离空间从壳体设置不凝气出口的一侧至壳体设置高温油气进口的另一侧依次划分为混合仓、沉降仓和油水分离仓；所述混合仓处于油水混合物下落口的下方；在壳体的一侧下部设置有与混合仓相连通的破乳剂进口，在混合仓的内部设置有搅拌器，在混合仓和沉降仓之间设置有第一挡板，第一挡板的底端与壳体底部连接，第一挡板的顶端与分隔板之间留有空隙；所述沉降仓的底部设置有第一排污口，沉降仓与油水分离仓之间设置有第二挡板，第二挡板的底端与壳体底部连接，第二挡板的顶端与分隔板之间留有空隙；在油水分离仓的内部设置有油水液位计，在油水分离仓的底部设置有第二排污口，在油水分离仓的一侧上部设置有油品出口，在油水分离仓的一侧下部设置有污水出口。

优选的，在混合仓的内部且靠近第一挡板位置处设置有阻流板，阻流板的顶端与分隔板连接，阻流板的底端与壳体底部之间留有空隙。

优选的，所述助燃空气进口连接助燃空气管路，所述烟气出口连接烟气管路，助燃空气管路围绕烟气管路的外侧壁布置；或助燃空气管路与烟气管路同轴套置，助燃空气管路的管壁套在烟气管路的管壁外侧，在烟气管路的管壁内侧形成烟气通道，在烟气管路的管壁和助燃空气管路的管壁之间形成助燃空气通道。

优选的，该装置还包括不凝气处理单元，所述不凝气处理单元包括不凝气处理腔室，在不凝气处理腔室的底部设置有不凝气进口，所述不凝气出口通过不凝气输送管道与不凝气进口相连接，在不凝气处理腔室的内部设置有填料，在不凝气处理腔室的顶部设置有补充燃料气排出口，补充燃料气排出口通过补充燃料气输送管道连接燃气进口。

优选的，所述第一输送装置和第二输送装置均采用炉排、履带或链板；所述第一加热装置和第二加热装置均采用辐射板、辐射管或微波发生器。

本实用新型的有益技术效果是：

本实用新型对含金属污染物进行处理，不受含金属污染物本身特性区别的限制，适用性强；而且本实用新型通过两步热解和熔分手段等的结合，能够对不同特性的含金属污染物进行充分处理，可获得金属资源、油品资源等高附加值产品，实现无害化处置和资源化综合利用。

本实用新型尤其适用于轧钢油泥和不锈钢酸洗污泥等的综合处理。

具体地，本实用新型还具有以下优势：

1.为含金属污染物的无害化处置资源化利用提供一种全新装置，而且对固态、液态等不同特性的含金属污染物均能够充分处理；

2.将含金属污染物变废为宝，从其中回收大量高价值金属，并能同时回收油品资源，即实现了资源化综合利用，又降低了环境污染；

3.含金属污染物采用分步热解析处理，并且将热解析和熔分手段等相结合，不但能实现含金属污染物的逐步完善处理，而且热解析剩余的高温固体产物直接送入熔分工序，充分利用其显热，通过合理的有机耦合，实现系统性节能，降低运行成本；

4.采用板带式输送方式，物料随板带移动，相对静止，无粉尘产生，极大避免了金属随着高温油气排出炉外，提高金属收集率；

5.采用辐射传热为主的传热方式，加热装置与物料无直接接触，极大减少结焦，避免了氯、硫、氟等对金属腐蚀，确保本方法长周期连续稳定运行。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1为本实用新型的整体结构原理示意图；

图2为本实用新型中热解析炉的侧式结构原理示意图；

图3为本实用新型中冷凝分离装置的侧视结构原理示意图；

图4为本实用新型中熔分炉的侧视结构简图；

图5为本实用新型中熔分炉的正视结构简图。

图1中：Ⅰ-干式预处理单元、Ⅱ-干式进料单元、Ⅲ-湿式预处理单元、Ⅳ-湿式进料单元；Ⅴ-热解析单元；Ⅵ-冷凝分离单元；Ⅶ-污水沉降单元；Ⅷ-不凝气处理单元；Ⅸ-熔分单元；

1-振动筛、2-筛分出料口；3-上料进料口、4-上料出料口、5-干式布料器；6-进料池；7-泵进口、8-泵出口、9-湿式布料器；10-高温油气出口、11-下料口、12-出渣口；13-高温油气进口、14-喷淋水进口、15-不凝气出口、16-渣水出口、17-油品出口；18-不凝气进口、19-补充燃料气排出口、20-填料；21-污水进口、22-净水出口、23-含尘污水出口；24-固渣进口、25-烟气出口、26-金属出口、27-渣出口。

图2中：501-干式物料进口；502-湿式物料进口；503-预热解段；504-上层链板；505-上层辐射板；506-犁耙；10-高温油气出口；508-上层滑料板；11-下料口；5010-下层链板；5011-下层辐射板；5012-热解析段；5013-下层滑料板；5014-出料轴。

图3中：13-高温油气进口；14-喷淋水进口；603-折流板；15-不凝气出口；605-油水混合物下落口；606-破乳剂进口；607-搅拌器；16-渣水出口；609-油水液位计；17-油品出口；6011-污水出口；6012-第一挡板；6013-阻流板；6014-第二挡板；6015-分隔板。

图4-图5中：24-固渣进口；701-烟气管路；702-熔分炉；703-烧嘴；25-烟气出口；26-金属出口；27-渣出口；704-助燃空气管路；705-燃气进口；706-助燃空气进口。

具体实施方式

结合附图，一种含金属污染物处理装置，包括预处理单元、进料单元、热解析单元和熔分单元。预处理单元通过进料单元与热解析单元相连接，所述热解析单元包括热解析炉，热解析炉分为预热解段503和热解析段5012，热解析段5012处于预热解段503的一侧下方。在预热解段的一端上部设置有干式物料进口501和湿式物料进口502，在预热解段的内部设置有第一输送装置和第一加热装置，在预热解段的另一端下部设置有下料口11。预热解段通过下料口与热解析段相连通，在热解析段的内部设置有第二输送装置和第二加热装置，在预热解段和热解析段的顶部均设置有高温油气出口10，在热解析段的一端底部设置有出渣口12。所述熔分单元包括熔分炉702，在熔分炉702的顶部一端设置有固渣进口24，固渣进口24与出渣口12相连通，在熔分炉的一侧间隔设置有烧嘴703，在烧嘴703处布置有燃气进口705和助燃空气进口706，在熔分炉的顶部设置有烟气出口25，在熔分炉的一侧下部设置有金属出口26和渣出口27，金属出口26位于渣出口27的上方。

作为对本实用新型的进一步设计，所述预处理单元包括干式预处理单元和湿式预处理单元，所述进料单元包括干式进料单元和湿式进料单元。所述干式预处理单元包括振动筛1，在振动筛1的下方设置有筛分出料口2，所述干式进料单元包括倾斜输送带，在倾斜输送带的底部设置有上料进料口3，筛分出料口与上料进料口相连通，在倾斜输送带的顶部设置有上料出料口4，上料出料口4与干式物料进口相连通。所述湿式预处理单元包括进料池6，在进料池6的上方设置有筛网。所述湿式进料单元包括第一液体输送管道和输送泵，进料池通过第一液体输送管道与湿式进料口502相连接，输送泵设置在第一液体输送管道上。

更进一步的，在干式物料进口501处设置有干式布料器5，在湿式物料进口502处设置有湿式布料器9，通过干式布料器5和湿式布料器9可进行均匀布料。干式布料器5和湿式布料器9可采用常规结构，在此不作详细说明。

进一步的，该装置还包括冷凝分离单元，所述冷凝分离单元包括壳体，在壳体的内部设置有分隔板6015，所述分隔板将壳体的内部空间分隔成上下两层，上层为高温油气冷凝分离空间，下层为油水尘分离空间。

在壳体的上部一侧设置有与高温油气冷凝分离空间相连通的高温油气进口13，高温油气进口13与高温油气出口10相连通，在高温油气冷凝分离空间的内部设置有若干个折流板603，折流板603的顶部与壳体连接，折流板的底部与分隔板之间留有空隙；所述折流板将高温油气冷凝分离空间分隔成多个喷淋仓，在每一喷淋仓的顶部均设置有喷淋水进口14。

在壳体的另一侧顶部设置有不凝气出口15，所述分隔板的一端与壳体的同一侧相连接，分隔板的另一端与壳体之间留有空隙，形成油水混合物下落口605。

所述油水尘分离空间从壳体设置不凝气出口的一侧至壳体设置高温油气进口的另一侧依次划分为混合仓、沉降仓和油水分离仓；所述混合仓处于油水混合物下落口的下方。在壳体的一侧下部设置有与混合仓相连通的破乳剂进口606，在混合仓的内部设置有搅拌器607，在混合仓和沉降仓之间设置有第一挡板6012，第一挡板的底端与壳体底部连接，第一挡板的顶端与分隔板6015之间留有空隙；所述沉降仓与油水分离仓之间设置有第二挡板6014，第二挡板的底端与壳体底部连接，第二挡板的顶端与分隔板之间留有空隙。在油水分离仓的内部设置有油水液位计609，在沉降仓和油水分离仓的底部均设置有渣水出口16，在油水分离仓的一侧上部设置有油品出口17，在油水分离仓的一侧下部设置有污水出口6011。

在混合仓的内部且靠近第一挡板位置处设置有阻流板6013，阻流板的顶端与分隔板连接，阻流板的底端与壳体底部之间留有空隙。

更进一步的，所述助燃空气进口连接助燃空气管路704，所述烟气出口连接烟气管路701，助燃空气管路704围绕烟气管路701的外侧壁布置。当然，也可将助燃空气管路与烟气管路进行同轴套置，助燃空气管路的管壁套在烟气管路的管壁外侧，在烟气管路的管壁内侧形成烟气通道，在烟气管路的管壁和助燃空气管路的管壁之间形成助燃空气通道。

进一步的，该装置还包括不凝气处理单元，所述不凝气处理单元包括不凝气处理腔室，在不凝气处理腔室的底部设置有不凝气进口18，所述不凝气出口通过不凝气输送管道与不凝气进口相连接。在不凝气处理腔室的内部设置有填料20，在不凝气处理腔室的顶部设置有补充燃料气排出口19，补充燃料气排出口通过补充燃料气输送管道连接燃气进口。

进一步的，该装置还包括污水沉降单元，所述污水沉降单元包括污水沉降室，在污水沉降室的顶部设置有污水进口21，渣水出口16与污水进口21相连通，在污水沉降室内继续对渣水出口排出的渣水进行重力沉降，在污水沉降室的上部一侧设置有净水出口22，净水出口22排出的净水可作为冷凝分离单元中的喷淋用循环水使用。在污水沉降室的底部设置有含尘污水出口23，含尘污水出口排出的含尘污水继续返回进料池6进行处理。

更进一步的，上述第一输送装置和第二输送装置均采用链板，当然也可采用炉排或履带；所述第一加热装置和第二加热装置均采用辐射板或辐射管。具体地，在预热解段的内部设置有上层链板504和上层辐射板505，经预处理后的有机污染物随上层链板504输送，并在输送过程中通过上层辐射板505进行无接触辐射加热。在上层链板504的尾端设置有上层滑料板508，经预热解段处理后的物料通过上层滑料板508和下料口11进入热解析段。在热解析段的内部设置有下层链板5010和下层辐射板5011，在下层链板5010的尾端设置有下层滑料板5013和出料轴5014，经预热解后的物料落入下层链板5010，并随下层链板5010输送，在输送过程中通过下层辐射板5011进行加热，加热分解后经过下层滑料板5013、出料轴5014和出渣口12排出。在预热解段和热解析段的内部上方均设置有用于翻动物料的犁耙506，方便物料受热均匀。

本实用新型对含金属污染物的处理过程大致如下：

(1)将含金属污染物分成固态含金属污染物和液态含金属污染物，将固态含金属污染物送入干式预处理单元，经干式预处理单元中的振动筛1进行筛分，筛下物送入干式进料单元，筛上物送入破碎机破碎后继续筛分，直至筛分完毕。

将液态含金属污染物送入湿式预处理单元中的进料池6，先经进料池6上方设置的进料筛进行筛分，筛出杂物，将杂物送入破碎机中破碎后，送入干式进料单元Ⅱ；进料池中经筛分后物料，进入湿式进料单元Ⅳ。

(2)经干式进料单元，固态含金属污染物的筛下物被送入热解析单元Ⅴ；经湿式进料单元，进料池中物料被送入热解析单元Ⅴ。

(3)将热解析单元分为预热解段和热解析段，在预热解段和热解析段中均设置有输送装置，所述输送装置为炉排、履带或链板，含金属污染物平铺在输送装置上，随着输送装置移动；在预热解段和热解析段中还设置有加热装置，所述加热装置采用辐射管、加热棒或加热板为热源。

在预热解段内将含金属污染物加热至300～500℃，使得含金属污染物中的水分蒸发，部分有机质热解析，产出的高温油气经顶部第一高温油气出口进入冷凝分离单元；经预热解段处理后的物料进入热解析段，在热解析段将含金属污染物加热至550～700℃，使得含金属污染物中的金属氧化物和还原性物质(如物料中的碳和/或不凝气中的H₂和CO等还原性物质)发生还原反应，同时大分子有机物受热分解，产出的高温油气经顶部第二高温油气出口进入冷凝分离单元；经热解析段处理后的固体物料送入熔分单元。

(4)冷凝分离单元分为上下两部分，上部为喷淋冷却部分，下部为油水分离部分；来自热解析单元的高温油气，通过喷淋冷却水直接喷淋降温，降温至60～80℃，水和少量油冷凝为液体，形成油水混合物，并流入下部进入油水分离部分；在油水分离部分中经重力沉降分离后，上部油品送入油罐，下部污水送入污水沉降单元；经冷凝分离单元处理后的不凝气进入不凝气处理单元。

(5)在熔分单元中采用熔分炉继续将热解析段处理后的固体物料加热至1200～1800℃，固体物料中铁的氧化物继续与还原性物质发生还原反应，产出的金属单质融化为液态漂浮在上层，通过熔融金属出口排出熔分炉外，冷却后获得金属；下部的固渣通过渣出口排出熔分炉外，经冷却破碎后，作为建材原料使用。

上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。

需要说明的是，在本说明书的教导下，本领域技术人员所作出的任何等同替代方式，或明显变形方式，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种含金属污染物处理装置，其特征在于：包括预处理单元、进料单元、热解析单元和熔分单元；

预处理单元通过进料单元与热解析单元相连接，所述热解析单元包括预热解段和热解析段，热解析段处于预热解段的一侧下方；在预热解段的一端上部设置有干式进料口和湿式进料口，在预热解段的内部设置有第一输送装置和第一加热装置，在预热解段的另一端下部设置有下料口；预热解段通过下料口与热解析段相连通，在热解析段的内部设置有第二输送装置和第二加热装置，在预热解段和热解析段的顶部均设置有高温油气出口，在热解析段的一端底部设置有出渣口；

所述熔分单元包括熔分炉，在熔分炉的顶部一端设置有固渣进口，固渣进口与出渣口相连通，在熔分炉的一侧间隔设置有烧嘴，在烧嘴处布置有燃气进口和助燃空气进口，在熔分炉的顶部设置有烟气出口，在熔分炉的一侧下部设置有金属出口和渣出口，金属出口位于渣出口的上方。

2.根据权利要求1所述的一种含金属污染物处理装置，其特征在于：所述预处理单元包括干式预处理单元和湿式预处理单元，所述进料单元包括干式进料单元和湿式进料单元；

所述干式预处理单元包括振动筛，在振动筛的下方设置有筛分出料口，所述干式进料单元包括倾斜输送带，在倾斜输送带的底部设置有上料进料口，筛分出料口与上料进料口相连通，在倾斜输送带的顶部设置有上料出料口，上料出料口与干式进料口相连通；

所述湿式预处理单元包括进料池，在进料池的上方设置有筛网；所述湿式进料单元包括第一液体输送管道和输送泵，进料池通过第一液体输送管道与湿式进料口相连接，输送泵设置在第一液体输送管道上。

3.根据权利要求1所述的一种含金属污染物处理装置，其特征在于：还包括冷凝分离单元，所述冷凝分离单元包括壳体，在壳体的内部设置有分隔板，所述分隔板将壳体的内部空间分隔成上下两层，上层为高温油气冷凝分离空间，下层为油水尘分离空间；

在壳体的上部一侧设置有与高温油气冷凝分离空间相连通的高温油气进口，高温油气进口与高温油气出口相连通，在高温油气冷凝分离空间的内部设置有若干个折流板，折流板的顶部与壳体连接，折流板的底部与分隔板之间留有空隙；所述折流板将高温油气冷凝分离空间分隔成多个喷淋仓，在每一喷淋仓的顶部均设置有喷头；

在壳体的另一侧顶部设置有不凝气出口，所述分隔板的一端与壳体的同一侧相连接，分隔板的另一端与壳体之间留有空隙，形成油水混合物下落口；

所述油水尘分离空间从壳体设置不凝气出口的一侧至壳体设置高温油气进口的另一侧依次划分为混合仓、沉降仓和油水分离仓；所述混合仓处于油水混合物下落口的下方；在壳体的一侧下部设置有与混合仓相连通的破乳剂进口，在混合仓的内部设置有搅拌器，在混合仓和沉降仓之间设置有第一挡板，第一挡板的底端与壳体底部连接，第一挡板的顶端与分隔板之间留有空隙；所述沉降仓的底部设置有第一排污口，沉降仓与油水分离仓之间设置有第二挡板，第二挡板的底端与壳体底部连接，第二挡板的顶端与分隔板之间留有空隙；在油水分离仓的内部设置有油水液位计，在油水分离仓的底部设置有第二排污口，在油水分离仓的一侧上部设置有油品出口，在油水分离仓的一侧下部设置有污水出口。

4.根据权利要求3所述的一种含金属污染物处理装置，其特征在于：在混合仓的内部且靠近第一挡板位置处设置有阻流板，阻流板的顶端与分隔板连接，阻流板的底端与壳体底部之间留有空隙。

5.根据权利要求1所述的一种含金属污染物处理装置，其特征在于：所述助燃空气进口连接助燃空气管路，所述烟气出口连接烟气管路，助燃空气管路围绕烟气管路的外侧壁布置；或助燃空气管路与烟气管路同轴套置，助燃空气管路的管壁套在烟气管路的管壁外侧，在烟气管路的管壁内侧形成烟气通道，在烟气管路的管壁和助燃空气管路的管壁之间形成助燃空气通道。

6.根据权利要求3所述的一种含金属污染物处理装置，其特征在于：还包括不凝气处理单元，所述不凝气处理单元包括不凝气处理腔室，在不凝气处理腔室的底部设置有不凝气进口，所述不凝气出口通过不凝气输送管道与不凝气进口相连接，在不凝气处理腔室的内部设置有填料，在不凝气处理腔室的顶部设置有补充燃料气排出口，补充燃料气排出口通过补充燃料气输送管道连接燃气进口。

7.根据权利要求1所述的一种含金属污染物处理装置，其特征在于：所述第一输送装置和第二输送装置均采用炉排、履带或链板；所述第一加热装置和第二加热装置均采用辐射板、辐射管或微波发生器。

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