CN218583162U - 一种二次铝灰无害化处理的生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工业危废处理技术领域，具体是一种二次铝灰无害化处理的生产线，其特征在于，包括输送装置；用于磨碎一次铝灰形成二次铝灰的研磨装置，所述输送装置与研磨装置连接；与所述研磨装置通过输送装置进行连接的储料装置；用于处理二次铝灰的燃烧装置，所述燃烧装置与储料装置之间设有进料装置，所述燃烧装置与储料装置通过进料装置连接；与所述燃烧装置相连接的高温热交换器，所述高温热交换器用于收集燃烧装置的产生的部分热量进行循环；与所述高温热交换器连接的冷却装置；与所述冷却装置连接的除尘装置；所述除尘装置设有排气装置，所述排气装置用于排出经除尘装置处理后的物料；本发明处理后的成品可再利用，成品经济价值高。

Description

一种二次铝灰无害化处理的生产线

技术领域

本实用新型涉及工业危废处理技术领域，具体是一种二次铝灰无害化处理的生产线。

背景技术

铝灰：分为一次铝灰和二次铝灰。

其中，二次铝灰为：一次铝灰提取金属铝后的废弃物，主要成分为氧化铝(30％-70％)、氮化铝(5％-30％)、金属铝(1％-10％)、盐类(5％-25％)以及其它组分。根据危险特性研究结果证明，铝灰具有明显的危险特性，尤其是二次铝灰。二次铝灰与水反应释放的氨气量较大。氨气是一种有刺激性的气体，空气中浓度较高时会对人体造成损害，甚至导致死亡；氨气的释放对生态环境和生命健康有一定危害。

二次铝灰中所含毒性物质主要为氟化物、氯化物等。毒性浸出实验证明，二次铝灰中氟化物、氯化物毒性浸出浓度较高，超过标准限值，具有浸出毒性。且二次铝灰具有明显的化学反应性，有毒有害物质浸出毒性等危险性特征，铝灰因此被列入《国家危险废弃物名录》。

近年来，我国铝工业发展取得了长足的进步，与此同时铝灰产量逐年增长，据统计我国每年产生的二次铝灰量约100万吨。随着环保税的征收，企业迫切需要大规模消纳二次铝灰的新技术。

二次铝灰的成分非常复杂，其中的金属铝(3～9wt.％)是经过炒灰处理后夹杂在灰渣中微小铝颗粒，在考虑回收成本的前提下，很难通过化学方法或者物理方法实现进一步资源化回收。

经测定：工业二次铝灰中含有3～9wt.％金属铝颗粒，40～70wt.％氧化铝，10～20wt.％的NaCl、KCl等可溶性盐，5～10wt.％的SiO₂、MgO等氧化物，3～6wt.％的Na₃AlF₆、NaF、CaF₂等氟化物，以及一定量的AlN、Al₄C₃等，还可能含有少量的重金属、硫化物等。其中，金属铝颗粒、AlN、Al₄C₃等物质活性较大，遇水或在潮湿空气中会产生易燃有毒的气体，具有高度环境危害性；含氟化合物和少量重金属具有可浸出毒性，对水体及空气造成严重污染；可溶性盐类也极易进入河流中造成环境污染；因此铝灰难以通过传统的填埋手段进行处理。

目前，铝灰无害化处理回收氧化铝工艺主要分为湿法和干法/火法，传统的废铝灰金属提纯方法主要为湿法。

采用传统的湿法对废铝灰金属进行提纯，得到的产物主要为氧化铝，而生成过程会产生大量的废水和固废，利用过程会形成二次污染。

基于此，本实用新型提供了一种二次铝灰无害化处理的生产线，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种二次铝灰无害化处理的生产线，可以有效解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种二次铝灰无害化处理的生产线，包括

输送装置；

用于磨碎一次铝灰形成二次铝灰的研磨装置，所述输送装置与所述研磨装置相连接；

与所述研磨装置通过输送装置进行连接的储料装置；

用于处理二次铝灰的燃烧装置，所述燃烧装置与所述储料装置之间设有进料装置，所述燃烧装置与所述储料装置通过进料装置连接；

与所述燃烧装置相连接的高温热交换器，所述高温热交换器用于收集燃烧装置的产生的部分热量进行循环；

与所述高温热交换器连接的冷却装置，所述冷却装置用于冷却经燃烧装置处理后的物料；

与所述冷却装置连接的除尘装置；所述除尘装置设有排气装置，所述排气装置用于排出经除尘装置处理后的物料。

作为本实用新型的一个优选方案，所述储料装置包括料仓，且料仓通过输送装置与研磨装置连接；所述研磨装置用于将一次铝灰磨碎形成二次铝灰，通过输送装置将二次铝灰输送至料仓内进行存储。

作为本实用新型的一个优选方案，所述储料装置还包括喂料机，所述喂料机通过输送装置与料仓连接，将料仓内的二次铝灰输送至喂料机内；所述喂料机与燃烧装置之间通过进料装置相连接；所述进料装置用于将喂料机内的二次铝灰输送进燃烧装置内进行燃烧。

作为本实用新型的一个优选方案，还包括制氧系统、第一循环冷却系统以及空气压缩系统。

作为本实用新型的一个优选方案，所述燃烧装置的燃料为天然气及氧气；所述制氧系统与燃烧装置通过管道连接；所述制氧系统为燃烧装置提供氧气进行燃烧反应。

作为本实用新型的一个优选方案，所述燃烧装置设有排料装置，所述排料装置用于收集燃烧装置内部沉降的二次铝灰；所述第一循环冷却系统与排料装置连接，所述第一循环冷却系统用于冷却燃烧装置内部沉降的二次铝灰。

作为本实用新型的一个优选方案，所述燃烧装置与高温热交换器之间通过输送装置进行连接；所述高温热交换器设有冷却风机，所述冷却风机与高温热交换器通过风管连接；所述高温热交换器用于对二次铝灰进行降温以及收集燃烧装置产生的部分热量进行循环。

作为本实用新型的一个优选方案，所述高温热交换器与冷却装置通过输送装置进行连接；所述冷却装置设有第二循环冷却系统，通过第二循环冷却系统对二次铝灰进行冷却。

作为本实用新型的一个优选方案，所述冷却装置与除尘装置通过输送装置进行连接；所述除尘装置与排气装置通过输送装置进行连接。

作为本实用新型的一个优选方案，所述空气压缩系统分别与进料装置、除尘装置通过管道进行连接。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种二次铝灰无害化处理的生产线，具备以下优点：

1.本实用新型与传统湿法相比，无氢气排放，相同处置量下，占地面积少。

2.本实用新型与传统干法/火法相比，结炉风险低，生产的连续性好，氮化铝转化率高。

3.本实用新型处理后的成品可再利用，成品经济价值高；排放为达标的烟气，无废水、废渣产生，对环境友好。

4.本实用新型与传统湿法相比，成品为干粉状的高铝料，方便储存和运输，后期利用的经济价值高。

5.本实用新型与传统湿法相比，无废水产生，极少量的废渣可重新粉碎后再次焙烧处理。

6.本实用新型焙烧过程中反应温度高于950℃，二噁英超标排放的风险低。

7.本实用新型设有高温余热回收利用装置，提高了入炉空气的温度，减少了余热的排放。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型整体流程示意图；

其中：1、鼓风机，2、输送管道，3、研磨装置，4、料仓，5、喂料机，6、燃烧装置，7、进料装置，8、高温热交换器，9、冷却装置，10、除尘装置，11、引风机，12、排气筒，13、制氧系统，14、第一循环冷却系统，15、空气压缩系统，16、第二循环冷却系统，17、收集装置，18、冷却风机，19、排料装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一：

参照图1，本实用新型提供一种二次铝灰无害化处理的生产线，包括

输送装置；所述输送装置包括鼓风机1与输送管道2；所述鼓风机1作为动力源，通过鼓风机1与输送管道2来输送二次铝灰。

用于磨碎一次铝灰形成二次铝灰的研磨装置3，所述输送装置与所述高铝料研磨装置3相连接；

具体的，所述研磨装置3与输送管道2相连接。

与所述研磨装置3通过输送装置进行连接的储料装置；所述储料装置包括料仓4与喂料机5；

具体的，所述研磨装置3通过输送管道2与料仓4相连接；所述研磨装置3将研磨好的二次铝灰通过鼓风机1与输送管道2将二次铝灰输送至料仓4内存储；

所述料仓4通过输送管道2与喂料机5相连接，通过鼓风机1将料仓4内的二次铝灰输送到喂料机5内存储，便于持续供料。

用于处理二次铝灰的燃烧装置6，所述燃烧装置6与所述储料装置之间设有进料装置7，所述燃烧装置6与所述储料装置通过进料装置7连接；

具体的，所述喂料机5与燃烧装置6之间通过进料装置7连接；所述进料装置7通过喷吹的方式将喂料机5内的二次铝灰输送进燃烧装置6内进行燃烧反应。

与所述燃烧装置6相连接的高温热交换器8，所述高温热交换器8用于收集燃烧装置6的产生的部分热量进行循环；

具体的，所述燃烧装置6与高温热交换器8之间通过输送管道2相连接；通过鼓风机1将燃烧装置6内燃烧反应后产生的高铝料以及盐类物质输送至高温热交换器8内进行降温以及收集燃烧装置6产生的部分热量进行循环；

所述高温热交换器8设有冷却风机18，所述冷却风机18与高温热交换器8通过风管连接，通过冷却风机18辅助高温热交换器8对燃烧反应后产生含铝量高的高铝料以及盐类物质进行降温。与所述高温热交换器8连接的冷却装置9，所述冷却装置9用于冷却经燃烧装置6处理后的物料；

具体的，所述高温热交换器8与冷却装置9之间通过输送管道2相连接；通过鼓风机1将高温热交换器8内降温后的高铝料以及盐类物质输送至冷却装置9内进行冷却，将高温状态下的盐类物质降温冷却析出，变成盐粒或盐饼。

与所述冷却装置9连接的除尘装置10；所述除尘装置10设有排气装置，所述排气装置用于排出经除尘装置10处理后的物料；

具体的，所述冷却装置9与除尘装置10之间通过输送管道2相连接；通过鼓风机1将冷却装置9内冷却后的高铝料、盐粒或盐饼输送至除尘装置10内进行除尘，然后沉降于底部，通过收集装置17进行收集；以及对燃烧产生的烟气进行除尘，使其达到排放标准；

所述排气装置包括引风机11与排气筒12，所述引风机11通过输送管道2与除尘装置10相连接；所述排气筒12与引风机11连接；燃烧产生的烟气经除尘装置10处理后达到排放标准后，通过引风机11进行抽风和排气筒12进行排放。

作为本实用新型的一个优选方案，设有制氧系统13，所述燃烧装置6的燃料为天然气及氧气；所述制氧系统13与燃烧装置6管道连接，所述制氧系统13为燃烧装置6提供氧气进行燃烧反应。

作为本实用新型的一个优选方案，设有第一循环冷却系统14、排料装置19；所述第一循环冷却系统14包括翻滚式冷却收集箱；燃烧装置6在燃烧二次铝灰时，会有部分物质沉淀至底部，通过排料装置19，将沉淀的物质输送至翻滚式冷却收集箱内进行冷却收集，通过喂料机5及鼓风机1，将冷却好的物质输送至成品料仓4内进行收集储存。

所述翻滚式冷却收集箱通过非接触式冷却；具体为，通过导热油循环冷却，而导热油经过热交换器与冷却水进行非接触热交换。

作为本实用新型的一个优选方案，设有空气压缩系统15，所述空气压缩系统15分别与进料装置7、除尘装置10通过管道进行连接；

在进料装置7将二次铝灰喷吹进燃烧装置6时，通过空气压缩系统15提供压缩空气来提供动力；

在除尘装置10对二次铝灰及高铝料进行除尘时，通过压缩空气来对除尘装置10震打。

作为本实用新型的一个优选方案，设有第二循环冷却系统16，所述第二循环冷却系统16与冷却装置9通过管道进行连接；

所述第二循环冷却系统16通过冷却水循环，对冷却装置9进行冷却降温。

作为本实用新型的一个优选方案，设有收集装置17，所述高温热交换器8、冷却装置9和除尘装置10均安装有收集装置17；

所述高温热交换器8、冷却装置9和除尘装置10在处理时，部分物质会沉淀在其底部，通过收集装置17来收集沉淀于底部的物质；

将各装置所安装的收集装置17所收集到的物质进行检验是否合格；合格的为成品，输送到成品料仓4进行储存；不合格的则返回去重新燃烧反应，达到一个循环。

实施例二：

以单条生产线、年处理2.5万吨二次铝灰为例：

鼓风机1采用罗茨鼓风机；研磨装置3为球磨机；料仓4规格为φ3000×7000，容量为22m3；喂料机5的料斗存储量为800kg；燃烧装置6为4T燃烧炉，设有四个燃烧机；冷却装置9为冷却沉降塔，除尘装置10为布袋式除尘器；

将一次铝灰经过球磨机研磨成二次铝灰，采用风选方法进行筛选小于50μm的二次铝灰，大于50μm的则重新进行研磨；采用罗茨鼓风机将筛选好的二次铝灰经输送管道2抽送至料仓4中存放，罗茨鼓风机经变频器控制，变频赫兹数为0～50Hz，可控制抽料的快慢；料仓4设有料位器，二次铝灰超过料位器，罗茨鼓风机停止工作，二次铝灰低于料位器，罗茨鼓风机工作，至满仓为止。

将料仓4中的二次铝灰再用罗茨鼓风机经输送管道2抽送至喂料机5的料斗中备用，此处的罗茨鼓风机的同样经变频器控制，变频赫兹数同样为0～50Hz，喂料机5的料斗同样设置有料位器；

喂料机5一共设有四台，其中三台中存放着二次铝灰，另外一台存放着碳酸钙粉末。

加热燃烧炉，通过四台燃烧机对燃烧炉进行加热，燃料为天然气，将燃烧机调至大火开关，此时用气量约为70m3/h，约2h左右，燃烧炉内温度达到1400℃±10℃左右；燃烧炉设有温度探针来反馈温度信号，温度达1400℃后，燃烧机自动调至小火开关，此时用气量约为10m3/h，对燃烧炉内进行保温；当温度低于1400℃后，温度探针会反馈信号，燃烧机自动转换为大火进行加热，如此循环，以确保燃烧炉内温度保持在1400℃±10℃左右。

将喂料机5内的二次铝灰、碳酸钙粉末通过进料装置7喷吹输送进燃烧炉内；四台喂料机5均通过变频器控制，变频赫兹数为30Hz，二次铝灰的输送量为60Kg/min、碳酸钙粉末输送量为5Kg/min，使二次铝灰与碳酸钙粉末混合，在1400℃左右的燃烧炉内进行反应；其中，碳酸钙粉末用于燃烧炉内固氟。

二次铝灰与碳酸钙粉末的混合物料经过压缩空气喷入燃烧炉内，在燃烧炉内传输的路程约为3.8m；采用精密调压阀控制用于喷射物料的气压大小，从而控制物料喷入的速度约为0.76m/s，燃烧反应时间为5s，反应时间可控，可改变气压大小，调节精密调压阀，控制物料供给量，以保证铝灰完全燃烧反应。

燃烧炉连续批次的生产，同批次的二次铝灰先进料仓，从料仓4抽送至喂料机5的料斗中，采用喷吹的方式把二次铝灰成粉雾状的形式喷进温度已达标的燃烧炉内进行加热燃烧，二次铝灰停炉燃烧时间为5s；燃烧炉底部设有排料装置19，将沉淀于燃烧炉底部的高铝料进行收集，然后冷却到一定程度后通过管道输送至成品料仓，进行检验是否合格，如不合格则返回重新燃烧。

经燃烧炉高温燃烧后产生的高铝料、盐类物质以及产生烟气通过输送管道2进入到高温热交换器8内进行降温以及通过热交换回收利用余热，供加热燃烧炉时降低能耗；

高温热交换器8底部设有沉降室，经燃烧炉输送过来的高铝料，部分会沉降于沉降室内，通过底部设有收集装置17，进行收集；其余物料经过热交换后输送至冷却沉降塔内。

盐类物质的熔点在802℃左右，沸点在1465℃左右，所以盐类物质在燃烧炉内会以盐蒸汽的形式经过高温热交换器8，去到冷却沉降塔内，在冷却沉降塔内急速降温，此时盐蒸汽在低于740℃结晶析出，变成盐粒或盐饼进行收集；大部分高铝料、盐类物质经冷却沉降塔处理后，沉降于底部的沉降室内，通过收集装置17进行收集；少部分进入布袋式除尘器内。

进入布袋式除尘器内的物质除了部分高铝料、盐类物质，还有在燃烧时产生的烟气，经过高温热交换器8、冷却沉降塔后，同样进入了布袋式除尘器内。

布袋式除尘器最大处理风量为30000m3/h、过滤面积为750㎡、过滤风速≤0.67m/min、滤袋数量为300条、滤袋规格为φ160×5000mm、滤袋材质为FMS、滤袋厚度为2.0mm、脉冲电磁阀规格为DCF-Z-50S,24V50Hz、脉冲电磁阀数量为30个、清灰介质气源压力为0.35～0.6MPa、清灰介质气源能耗1.0m3/min、除尘器气布比为0.7。

布袋式除尘器对冷却后的高铝料、盐类物质进行除尘，然后沉降于底部通过收集装置17进行收集；对冷却后的烟气进行除尘，使其达到排放标准，然后通过引风机11及排气筒12排出外界。

燃烧炉、高温热交换器8、冷却沉降塔以及布袋式除尘器，各部件收集的物料比例如下表：

整个生产线各部件之间通过输送管道2连接、输送动力来源于鼓风机1与引风机11；各部件沉降收集的高铝料检测不合格，均可回炉重烧，整个生产流程是一个可循环的过程。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种二次铝灰无害化处理的生产线，其特征在于，包括

输送装置；

用于磨碎一次铝灰形成二次铝灰的研磨装置，所述输送装置与所述研磨装置相连接；

与所述研磨装置通过输送装置进行连接的储料装置；

用于处理二次铝灰的燃烧装置，所述燃烧装置与所述储料装置之间设有进料装置，所述燃烧装置与所述储料装置通过进料装置连接；

与所述燃烧装置相连接的高温热交换器，所述高温热交换器用于收集燃烧装置的产生的部分热量进行循环；

与所述高温热交换器连接的冷却装置，所述冷却装置用于冷却经燃烧装置处理后的物料；

与所述冷却装置连接的除尘装置；所述除尘装置设有排气装置，所述排气装置用于排出经除尘装置处理后的物料。

2.根据权利要求1所述的一种二次铝灰无害化处理的生产线，其特征在于，所述储料装置包括料仓，且料仓通过输送装置与研磨装置连接；所述研磨装置用于将一次铝灰磨碎形成二次铝灰，通过输送装置将二次铝灰输送至料仓内进行存储。

3.根据权利要求2所述的一种二次铝灰无害化处理的生产线，其特征在于，所述储料装置还包括喂料机，所述喂料机通过输送装置与料仓连接，将料仓内的二次铝灰输送至喂料机内；所述喂料机与燃烧装置之间通过进料装置相连接；所述进料装置用于将喂料机内的二次铝灰输送进燃烧装置内进行燃烧。

4.根据权利要求1所述的一种二次铝灰无害化处理的生产线，其特征在于，还包括制氧系统、第一循环冷却系统以及空气压缩系统。

5.根据权利要求4所述的一种二次铝灰无害化处理的生产线，其特征在于，所述制氧系统与燃烧装置通过管道连接；所述制氧系统为燃烧装置提供氧气进行燃烧反应。

6.根据权利要求5所述的一种二次铝灰无害化处理的生产线，其特征在于，所述燃烧装置设有排料装置，所述排料装置用于收集燃烧装置内部沉降的二次铝灰；所述第一循环冷却系统与排料装置连接，所述第一循环冷却系统用于冷却燃烧装置内部沉降的二次铝灰。

7.根据权利要求3或6所述的一种二次铝灰无害化处理的生产线，其特征在于，所述燃烧装置与高温热交换器之间通过输送装置进行连接；所述高温热交换器设有冷却风机，所述冷却风机与高温热交换器通过风管连接；所述高温热交换器用于对二次铝灰进行降温以及收集燃烧装置产生的部分热量进行循环。

8.根据权利要求7所述的一种二次铝灰无害化处理的生产线，其特征在于，所述高温热交换器与冷却装置通过输送装置进行连接；所述冷却装置设有第二循环冷却系统，通过第二循环冷却系统对二次铝灰进行冷却。

9.根据权利要求8所述的一种二次铝灰无害化处理的生产线，其特征在于，所述冷却装置与除尘装置通过输送装置进行连接；所述除尘装置与排气装置通过输送装置进行连接。

10.根据权利要求4所述的一种二次铝灰无害化处理的生产线，其特征在于，所述空气压缩系统分别与进料装置、除尘装置通过管道进行连接。

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