一种串联式危废物料熔融处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及针对危废物料的处理技术领域，具体为一种串联式危废物料熔融处理装置。


背景技术：

2.我国固体废弃物的处置以焚烧和填埋为主，近年来，国家出台相关法规，规范了固体废弃物的管理办法，而危险废弃物做为对环境影响较大的废弃物，针对危险废弃物处置是严格管控的，常规技术工艺无法彻底有效处理部分危险废弃物。目前针对危险废弃物主要是水泥螯合、等离子熔融和水泥窑协同等工艺。
3.水泥螯合法，多出现在针对飞灰等小粒径无机危废中。但该办法只是防止了污染物的迁移，并没在源头和废弃物本身上解决问题。等离子做为一种利用超高温将危险废弃物熔融，将有害物质固溶在玻璃态的晶格中。但在该工艺运行成本很高，大部分的危险废弃物的处理成本大大高于收取的处理费用。水泥窑协同处置技术成本相对较低，但水泥产品对于物料中的氯离子含量有着严格的要求。氯离子对金属有着严重的腐蚀性，若协同处置后的水泥氯离子含量超标，则在钢筋混凝土结构中，严重影响钢筋的使用强度和寿命。因此，需要提前利用水洗等工艺去除物料中的物料中的盐分，但这会产生的新的污染物和额外成本。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种结构新颖的危废物料处理装置，通过三个炉体的串联式结构，在炉内形成持续加热保护的工况，通过有效提高炉内余热利用率，在保证对危废物料处理效果的同时，有效降低工艺运行成本。
5.上述危废物料处理装置包括熔融炉，所述熔融炉包括三个燃烧室，沿工艺方向依次为一燃室、二燃室和三燃室，所述一燃室和三燃室底部通过二燃室连通，使三个燃室形成u形结构，三个燃烧室侧壁均设有纯氧燃烧器，一燃室顶部设有物料入口，三燃室顶部设有烟气出口，底部设有出渣口，三个燃烧室底部中央分别向下凹陷。
6.作为上述方案的优选，三个燃烧室底部平滑连接，且二燃室底部与一燃室连接的一侧高于二燃室底部与三燃室连接的一侧，一燃室底部远离二燃室的一侧高于其与二燃室连接的一侧。
7.作为上述方案的优选，还包括进料装置，所述进料装置设于一燃室顶部的物料入口处，包括受料斗、限料通道、料塞通道及物料推进装置，所述料塞通道末端与一燃室顶部物料入口对接，首端与限料通道末端对接，所述受料斗设于限料通道首端开口处，用于向限料通道内投放物料，所述物料推进装置设于限料通道内并延伸至料塞通道内，用于将限料通道内的物料推进至料塞通道内。
8.作为上述方案的优选，所述限料通道内径小于料塞通道内径。
9.作为上述方案的优选，所述料塞通道外壁为双层壁结构，内层壁和外层壁之间设
有间隙，形成环形空腔；所述三燃室炉壁内嵌入有输气管道，所述输气管道绕三燃室炉腔外围呈螺旋状绕制，输气管道两端穿过炉壁，延伸至三燃室外部，一端与物料堆积臭气气源连接，以使物料堆积产生的臭气进入输气管道，另一端与料塞通道外的环形空腔连通，所述环形空腔上远离输气管道的一端顶部设有一开口，与烟道连接。
10.上述结构的有益效果在于：
11.1、通过三个炉体的串联式结构，在炉内形成持续加热保护的工况，保证危废物料熔融后的液态渣持续保持熔融状态，防止熔融物料的固化，有效提高对危废物料的处理效果，降低工艺能耗。
12.2、通过炉内持续的高温余热，将气化熔融过程中产生的少量焦油和有害物质通过高温分解，为后续急冷工艺做准备，能够有效防止烟气中有害物质的再次合成。
13.3、上述技术方案将对危废物料的高温熔融和高温气化工艺整合在同一炉内，集成化程度高，占地面积减少，对不同的危废物料均有很好的适应性。
14.4、上述结构中，通过将其他垃圾物料堆积产生的臭气进行收集后利用三燃室余热加热后，供给料塞通道对通道内物料进行加热，有效提高了余热的利用率和对危废物料的处理效果，其运行成本也能够大大降低。
15.5、上述结构中，熔融段过氧系数不超过3％，高温余热进入气化段会除少量残余氧气与物料反应外，大致化学气氛为还原气氛。这个过程还原出大量的可燃气，实现了很好的资源化。
16.6、上述结构合理，维护简单，故障率低。整个系统造价较低，产出物经济性高，适合区域移动使用。
17.7、上述结构为撬装式设计，运输方便，处理能力灵活多变。
18.8、上述结构的熔融炉处理温度为1600度，对大多数固体废弃物都能实现无害化处理。具有很好的适应性，具有对废弃物就地完全处置的能力。
附图说明
19.图1为本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
20.以下结合附图详细描述本实用新型的实施例。
21.如图1所示，本实施例的危废物料处理装置包括熔融炉和进料装置，熔融炉进一步又包括三个燃烧室，沿工艺方向依次为一燃室12、二燃室11和三燃室10，一燃室12和三燃室10底部通过二燃室11连通，使三个燃室形成u形结构，三个燃烧室侧壁均设有纯氧燃烧器14，一燃室12顶部设有物料入口5，三燃室10顶部设有烟气出口8，底部设有出渣口9，三个燃烧室底部中央分别向下凹陷。
22.三个燃烧室底部平滑连接，且二燃室11底部与一燃室12连接的一侧高于二燃室11底部与三燃室10连接的一侧，一燃室12底部远离二燃室11的一侧高于其与二燃室11连接的一侧。上述结构使得熔融炉底部形成高度差，使熔融物料能够自由地由一燃室12向三燃室10方向流动。
23.进料装置设于一燃室12顶部的物料入口5处，包括受料斗2、限料通道15、料塞通道
4及物料推进装置1，料塞通道4末端与一燃室12顶部物料入口5对接，首端与限料通道15末端对接，受料斗2设于限料通道15首端开口处，用于向限料通道15内投放物料，物料推进装置1设于限料通道15内并延伸至料塞通道4内，用于将限料通道15内的物料推进至料塞通道4内。其中限料通道15内径小于料塞通道4内径。
24.为了能够进一步有效利用余热，料塞通道4外壁设计为双层壁结构，内层壁和外层壁之间设有间隙，形成环形空腔3；三燃室10炉壁内嵌入有输气管道7，输气管道7绕三燃室10炉腔外围呈螺旋状绕制，输气管道7两端穿过炉壁，延伸至三燃室10外部，一端与物料堆积臭气气源连接，以使物料堆积产生的臭气进入输气管道7，另一端与料塞通道4外的环形空腔3连通，环形空腔3上远离输气管道7的一端顶部设有一开口，与烟道6连接。
25.采用上述方案处理危废物料的工艺过程如下：
26.危废物料投放至受料斗2内，由受料斗2进入限料通道15，通过物料推进装置1(本实施例中国，物料推进装置1可采用绞龙输送机)将危废物料持续向前推进，直至进入料塞通道4，由于限料通道15内径小于料塞通道4内径，物料由限料通道15进入料塞通道4后，在料塞通道4内形成物料堆积，随着堆积量的增多，物料在料塞通道4内形成料塞，此处形成料塞主要是起密封作用，阻止炉内烟气回流溢出。
27.随着物料不断被推入料塞通道4，物料在料塞通道4末端，由一燃室12顶部物料入口5进入一燃室12内，通过纯氧燃烧器14的高温(1600℃)加热对物料进行燃烧，使物料逐步熔融。
28.熔融后的物料向前通过二燃室11(均质通道)后，流入三燃室10内，熔融态在三燃室10内从底部出渣口9排出。
29.在上述过程中，物料熔融态在依次通过三个燃室的过程中，受到纯氧燃烧器14持续的高温加热，在炉内形成持续加热保护的工况，有效保证熔融态在流动过程中不会发生固化，保证对危废物料的处理效果。
30.在上述过程中，由于三个燃烧室底部均为凹陷状结构，使得混合的熔融态料渣在凹陷部内逐步形成分层，形成分层的熔融态料渣能够更加有利于分离出金属和无机物，使后续的回收利用工艺更加方便。
31.通过将危废物料熔融后产生的烟气，在三个燃烧室内会被逐步加热至高温，烟气中的焦油等有害物质会被逐步高温分解。在后续的急冷喷淋塔中，该部分烟气会被瞬间急冷至90℃，急冷过程可以有效防止有害物质的再次合成。
32.对于本实施例中的上述结构，需要说明的是，物料推进装置的前端伸入料塞通道内的区段仅位于料塞通道的前段，未伸入至料塞通道的中段和末段，料塞通道的中段和末段用于使物料形成料塞。
33.在上述过程中，物料堆积产生的臭气进入三燃室10炉壁的输气管道7，利用三燃室10炉壁的余热，对输气管道7内的气体进行加热，加热后的气体随输气管道7进入料塞通道4外的环形空腔3内，高温气体在环形空腔3内对料塞通道4内的危废物料进行加热，有效加快物料进入一燃室12内的熔融过程，提高了余热的回收利用率。经过热交换后的烟气由环形空腔3顶部开口进入烟道6内排出。
34.综上所述，从整体上来说，三个燃烧室的串联，形成了一个狭长的处理工况，在这个结构下，熔渣会在流出的过程重持续加热，保持熔渣的流动性。在此过程中，一燃室产生
的烟气或焦油，会有足够的行程在高温环境下被分解，为后续烟气的处置减轻压力。从局部来说，一燃室主要负责将物料气化熔融，二燃室在于连接一燃室与三燃室，自身狭长的结构，让熔渣均质化，直至熔渣因密度差分层，方便后续的金属与其它无机物的回收。三燃室用于调节烟气的成分，在物料有机物含量较多时，会产生大量的合成气。通过调节三燃室的过氧系数，可以将合成气转化为热能或回收合成气，使整个工艺灵活多变，具有很好的适应性。
35.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。