CN215175075U - 一种流固耦合燃烧装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于固废资源综合利用领域，具体涉及一种流固耦合燃烧装置。该装置可按密度差异将有机固废分选后，分别在旋风炉和炉排炉中焚烧。处理得到的热量和炉渣均可进一步回收利用，实现了固体废弃物的绿色环保处理，极大减少了传统固体废弃物焚烧过程中二噁英等污染性气体的产生，同时对固体废弃物中重金属元素进行了固化处理。而且，焚烧所产生的热能和炉渣都可以得到很好的应用，实现了经济效益与环境效益的双赢。除此之外，本实用新型中的方法符合现有固体废弃物的状况，有利于在实践中推广，具有重要的经济、社会与生态环保意义。
Description
技术领域
本实用新型属于固废资源综合利用领域，具体涉及一种流固耦合燃烧装置。
背景技术
化工固废指化工生产过程中产生的固体、半固体或浆状废弃物，主要包括化工生产过程中进行化合、分解、合成等化学反应产生的不合格产品(含中间产品)、副产物、失效催化剂、废添加剂、未反应的原料及原料中夹带的杂质等，以及直接从反应装置排出的或在产品挂制、分离、洗涤时由相应装置排出的工艺废物，还有空气污染控制设施排出的粉尘，废水处理产生的污泥，设备检修和事故泄漏产生的固体废弃物及报废的旧设备、化学品容器和工业垃圾等。化工固废产生量大，一般产品每生产1t产生1-3t固废，且其中危险废物种类多，对人类健康和环境危害大，因此，如何有效处置化工固废具有重要的环境意义。
除此之外，我国人口众多，是垃圾产生大国，根据住建部发布的垃圾统计数据，每年我国生活垃圾产生量在四亿吨以上，且生活垃圾以每年10％的速度增长。现阶段我国生活垃圾处理主要是以卫生填埋为主，占处理量的78％左右，而且垃圾分类细分不强，没有形成较有效地循环利用的路线，还处于较初级阶段。近几年我国生活垃圾处理发展较快，截止2010年，我国生活垃圾产生量达到2.51亿吨，而清运量为1.58亿吨，相当于产生量的62.94％，处理量为1.23亿吨，相当于产生量的49％，清运量的77.85％，将近一半的生活垃圾都处于未处理或者简单处理的状态，还有很大的提升空间。
CN201711458726.X公开了一种有机固体废物零排放暨资源化工艺，其公布的工艺中，主要采用固废粉碎处理结合低温热水解技术进行联动，最后附带产出有机肥料，实现固废资源化利用；CN201820369216.9公开了一种化工有机废料处理装置，其中采用粉碎处理方式对有机肥料进行合理分类粉碎，便于后期有机肥料收集和处理。CN201310203447.4中提到了一种垃圾焚烧炉，其主体为炉排炉，且设置有挡件，使得燃烧更加充分；CN201710150568.5提供了一种脱水挤压机和立式螺旋筒垃圾焚烧炉耦合的装置，可处理不同含水程度的垃圾，CN201711095875.4提到了一种结构简单的焚烧炉构造，其降温效果较好，内部设有多个降温导热管，可节约大量水资源。但是目前现有这些处理方法局限性较大，不适宜普遍推广，且现有的焚烧炉中温度未能达到理想的状态，使得燃烧过程不够充分，容易产生污染性气体，如二噁英等，加大了后期处理气体的成本与压力。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种可以避免二噁英等污染性气体产生，同时实现重金属固化的化工有机固废利用新方法和装置。
为了实现上述目的，本实用新型首先提供了一种化工有机固废利用新方法，包括：
(1)按密度差异将化工有机固废分选为密度为0.4-1.8g/cm3的第一固废和密度大于1.8g/cm3的第二固废；
(2)将所述第一固废与煤粉混合，在旋风炉中焚烧；将所述第二固废与煤粉混合，在炉排炉中焚烧；设置所述旋风炉和所述炉排炉的炉内温度为1300～1500℃；
(3)回收利用所述旋风炉和所述炉排炉产生的热量，以及旋风炉和炉排炉中分别产生的炉渣I和炉渣II。
本实用新型发现，通过将化工有机固废按上述密度分选后，分别在特定温度的旋风炉和炉排炉中燃烧，有利于化工有机固废的充分燃烧，减少了二噁英等污染性气体产生，同时有利于对重金属元素的固化处理。
作为优选，所述第一固废与煤粉的重量比为1-3：1；
和/或，所述第二固废与煤粉的重量比为1：1-2。
在上述比例下，进一步有利于化工有机固废的充分燃烧。
作为优选，将未燃尽的混合燃料在二次焚烧炉中再次燃烧，设置所述二次焚烧炉的炉内温度为1300～1500℃，回收利用所述二次焚烧炉产生的热量和炉渣III。
作为优选，将炉渣I和炉渣II的混合物，或者炉渣I、炉渣II和炉渣III的混合物经过调质处理后用于制备矿渣纤维。
优选在制备矿渣纤维时，在炉渣混合物(炉渣I和炉渣II的混合物，或者炉渣I、炉渣II和炉渣III的混合物)加入生石灰与粉煤灰进行调质处理，制备得到矿渣纤维。
作为优选，将焚烧产生的所述热量用于发电；
或，将焚烧产生的部分热量用于发电，剩余部分热量用于在所述旋风炉、炉排炉、二次焚烧炉中的至少两个装置间传递热量。
通过在旋风炉、炉排炉、二次焚烧炉间传递热量，可以协同减少其加热压力。
按照公知常识，在分选前，可以对化工有机固废进行破碎处理，在此不做进一步限定。
本领域人员可对上述优选方案进行组合，得到本实用新型较佳实施例。
本实用新型进一步提供了一种实现所述的化工有机固废利用新方法的装置，包括垃圾分选单元、旋风炉、炉排炉、发电单元，
所述垃圾分选单元按密度差异对垃圾进行分选，出料口分别连接所述旋风炉和炉排炉的进料口；
所述旋风炉和所述炉排炉的热量排出口连接发电单元；
所述旋风炉和所述炉排炉之间设有热量连通管道。
优选所述装置还包括二次焚烧炉，所述旋风炉和所述炉排炉的未燃尽燃料排出口连接所述二次焚烧炉的进料口，所述二次焚烧炉的热量排出口连接发电单元。
作为优选，所述装置还包括矿渣纤维制备单元，所述旋风炉和所述炉排炉的炉渣排出口连接所述矿渣纤维制备单元的进料口。
作为优选，所述二次焚烧炉的炉渣排出口连接所述矿渣纤维制备单元的进料口。
作为优选，在所述旋风炉、炉排炉和所述二次焚烧炉中，至少有一个装置连接有烟气净化单元。
本实用新型有益效果如下：
本实用新型以化工有机固废作为燃料，实现了固体废弃物的绿色环保处理，极大减少了传统化工有机固废焚烧过程中二噁英等污染性气体的产生，同时对固体废弃物中重金属元素进行了固化处理。而且，焚烧所产生的热能和炉渣都可以得到很好的应用，实现了经济效益与环境效益的双赢。除此之外，本实用新型中的方法符合现有固体废弃物的状况，有利于在实践中推广，具有重要的经济、社会与生态环保意义。
附图说明
图1为实施例4中的流固耦合燃烧装置的示意图。
图中：1、旋风炉；2、炉排炉；3、二次焚烧炉；4、烟气净化单元。
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
下述实施方式中的有机固废来源于中蓝义马铬化学有限公司。
实施例1
一种化工有机固废利用新方法，包括：
(1)按密度差异将化工有机固废分选为密度为0.4-1.8g/cm3的第一固废和密度大于1.8g/cm3的第二固废；
(2)将所述第一固废与煤粉按重量比为1：1混合，在旋风炉中焚烧；将所述第二固废与煤粉按重量比为1：1混合，在炉排炉中焚烧；设置所述旋风炉和所述炉排炉的炉内温度为1400℃，产生热量和炉渣I和炉渣II，将热量用于发电；
(3)将未燃尽的混合燃料在二次焚烧炉中再次燃烧，设置所述二次焚烧炉的炉内温度为1400℃，产生热量和炉渣III，将热量用于发电，将所述炉渣III与炉渣I和炉渣II混合均匀后经过调质处理后用于制备矿渣纤维。
每吨化工有机固废混合燃料的热值为5680Kcal/Kg，残余渣量为1175Kg，通过调质可制备得到矿渣纤维1430Kg。
实施例2
一种化工有机固废利用新方法，包括：
(1)按密度差异将化工有机固废分选为密度为0.4-1.8g/cm3的第一固废和密度大于1.8g/cm3的第二固废；
(2)将所述第一固废与煤粉按重量比为2：1混合，在旋风炉中焚烧；将所述第二固废与煤粉按重量比为1：2混合，在炉排炉中焚烧；设置所述旋风炉和所述炉排炉的炉内温度为1400℃，产生热量和炉渣I和炉渣II，将热量用于发电；
(3)将未燃尽的混合燃料在二次焚烧炉中再次燃烧，设置所述二次焚烧炉的炉内温度为1400℃，产生热量和炉渣3，将热量用于发电，将所述炉渣III与炉渣I和炉渣II混合均匀后经过调质处理后用于制备矿渣纤维。
每吨化工有机固废混合燃料的热值为5021Kcal/Kg，残余渣量为1410Kg，通过调质可制备得到矿渣纤维1870Kg。
实施例3
一种化工有机固废利用新方法，包括：
(1)按密度差异将化工有机固废分选为密度为0.4-1.8g/cm3的第一固废和密度大于1.8g/cm3的第二固废；
(2)将所述第一固废与煤粉按重量比为1：3混合，在旋风炉中焚烧；将所述第二固废与煤粉按重量比为1：2混合，在炉排炉中焚烧；设置所述旋风炉和所述炉排炉的炉内温度为1400℃，产生热量和炉渣I和炉渣II，将热量用于发电；
(3)将未燃尽混合燃料在二次焚烧炉中再次燃烧，设置所述二次焚烧炉的炉内温度为1400℃，产生热量和炉渣3，将热量用于发电，将所述炉渣III与炉渣I和炉渣II混合均匀后经过调质处理后用于制备矿渣纤维。
每吨化工有机固废混合燃料的热值为4889Kcal/Kg，残余渣量为1560Kg，通过调质可制备得到矿渣纤维1980Kg。
实施例4
本实施例提供一种实现实施例1～3所述方法的装置(一种流固耦合燃烧装置，示意图见图1)，包括垃圾分选单元、旋风炉1、炉排炉2、二次焚烧炉3、烟气净化单元4、发电单元、矿渣纤维制备单元，
所述垃圾分选单元按密度差异对垃圾进行分选，出料口分别连接所述旋风炉1和炉排炉2的进料口；
所述旋风炉1和所述炉排炉2之间设有热量连通管道，所述旋风炉1和所述炉排炉2的未燃尽燃料排出口连接所述二次焚烧炉3的进料口，
所述旋风炉1、所述炉排炉2和所述二次焚烧炉3的热量排出口连接发电单元；所述旋风炉1、所述炉排炉2和二次焚烧炉3的炉渣排出口连接所述矿渣纤维制备单元的进料口；
所述二次焚烧炉3连接有烟气净化单元4。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于，第一固废与煤粉按重量比为4：1混合，在旋风炉中焚烧；将所述第二固废与煤粉按重量比为1：2混合，每吨化工有机固废混合燃料的热值为4021Kcal/Kg，两个混合物配比的热值均不足以满足发电的需求。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于，第一固废与煤粉按重量比为3：1混合，在旋风炉中焚烧；将所述第二固废与煤粉按重量比为1：3混合，每吨化工有机固废混合燃料的热值为3892Kcal/Kg，两个混合物配比的热值均不足以满足发电的需求。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (5)
1.一种流固耦合燃烧装置，其特征在于，包括垃圾分选单元、旋风炉、炉排炉、发电单元，
所述垃圾分选单元按密度差异对垃圾进行分选，出料口分别连接所述旋风炉和炉排炉的进料口；
所述旋风炉和所述炉排炉的热量排出口连接发电单元；
所述旋风炉和所述炉排炉之间设有热量连通管道。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括二次焚烧炉，所述旋风炉和所述炉排炉的未燃尽燃料排出口连接所述二次焚烧炉的进料口，所述二次焚烧炉的热量排出口连接发电单元。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括矿渣纤维制备单元，所述旋风炉和所述炉排炉的炉渣排出口连接所述矿渣纤维制备单元的进料口。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括矿渣纤维制备单元，所述二次焚烧炉的炉渣排出口连接所述矿渣纤维制备单元的进料口。
5.根据权利要求2或4所述的装置，其特征在于，所述旋风炉、炉排炉和所述二次焚烧炉中的至少一个连接有烟气净化单元。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120601152.2U CN215175075U (zh) | 2021-03-24 | 2021-03-24 | 一种流固耦合燃烧装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202120601152.2U CN215175075U (zh) | 2021-03-24 | 2021-03-24 | 一种流固耦合燃烧装置 |
Publications (1)
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| CN202120601152.2U Active CN215175075U (zh) | 2021-03-24 | 2021-03-24 | 一种流固耦合燃烧装置 |
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| CN (1) | CN215175075U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113091064A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-09 | 北京大学 | 一种化工有机固废利用新方法和装置 |
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2021
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113091064A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-09 | 北京大学 | 一种化工有机固废利用新方法和装置 |
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