處理汽化排渣燃燒爐中產生的爐底殘留物的方法

2023-06-14 02:50:56 2

>檢驗項目單位產品淘析濃度細小顆粒淘析濃度土壤汙染物的環境質量標準鉛毫克/升＜0.005＜0.005不大於0.01鉻(VI)毫克/升0.0060.60不大於0.05鎘毫克/升＜0.001＜0.001不大於0.01砷毫克/升＜0.001＜0.001不大於0.01硒毫克/升0.0020.003不大於0.01總水銀毫克/升＜0.0005＜0.0005不大於0.0005說明本試驗根據環境署第46號通告進行。幹法分選，尤其是適合進行直徑100至300μm的物料的分選的重力分選機(如水平形式或垂直形式)可以替代旋流篩或振動篩15。圖4為相應於本發明方法的第四實施例的方框圖。圖4所示的第四實施例與第三實施例基本相同，只不過是省去了振動篩8和有色金屬分選機13。特別是，振動篩7篩分出的30mm以下物料被輸送到破碎機16。由二級磁分選機12排出的物料也被輸送到破碎機16。破碎機16之後設置了振動篩19。破碎後的產品通過振動篩19分離為4mm以上的物料和4mm以下的物料。這樣，有色金屬分選機9隻是從不小於30mm的爐底殘留物中預先去除有色金屬「c」。對於其餘的有色金屬，則利用有色金屬「c」的特性，即在破碎時有色金屬會變成被圓整而不會成為粉末，來將其分離。具體地，其餘的有色金屬在破碎機16中進行處理，破碎後的產品通過振動篩19分離出4mm以上的物料作為有色金屬「c」。同時，4mm以下的物料被輸送到振動篩17。在這裡，應該注意到這種方法是基於這樣的假設，即大部分非金屬組分都被破碎機16破碎成不大於4mm的尺寸。如果難以滿足這樣的條件，則需另設有色金屬分選機。圖5為相應於本發明第五實施例的處理汽化排渣燃燒爐中產生的爐底殘留物的方法方框圖。圖5所示的第五實施例與第四實施例相同，只不過進一步省去了振動篩7和有色金屬分選機9。具體地說，由二級磁分選機6排出的物料被輸送到破碎機16，並且由二級磁分選機12排出的物料也被輸送到破碎機16。有色金屬分選機18設置在振動篩19之後。根據這一實施例，所有的非金屬和有色金屬都經過破碎機16的處理。這樣就給破碎機16施加了較大的負荷。利用有色金屬在破碎時會變成圓形而不會成為粉末的特性來將其分離。具體地說，經過破碎機16處理後，破碎後的產品輸送到振動篩19分離出4mm以上的物料。在這個階段，這些物料中含有相當大量的非金屬。因此，4mm以上的物料被輸送到有色金屬分選機18中分選出有色金屬「c」。有色金屬分選機18排出的物料被回送到破碎機16。振動篩19分離出的4mm以下的物料被輸送到振動篩17。在圖4和圖5所示的實施例中，在處理渣「f」時，繞過了振動篩19，因為無須通過振動篩19來篩分渣。圖6為相應於本發明第六實施例的處理汽化排渣燃燒爐中產生的爐底殘留物的方法方框圖。汽化排渣燃燒爐包括設置在前段的流化床汽化爐1和設置在後段的排渣燃燒爐2。流化床汽化爐1中產生的含有流化介質「d」的爐底殘留物通過滾筒篩4被篩分為15mm以上的物料(物料直徑不小於15mm)和15mm以下的物料(物料直徑小於15mm)。15mm以上的物料被輸送到懸掛式磁分選機5，在這裡大尺寸的鐵「a」被分選出來。被磁分選機5分選出來鐵「a」具有很高的純度。而且，還可利用二級磁分選機6進行更精細的磁分選，二級磁分選機6可以採用鼓式磁分選機，二級磁分選機可以從爐底殘留物中回收含有非金屬成分的低純度鐵「b」。在這個階段，由於鐵已經被除去，在下一階段可以使用有色金屬分選機，如轉筒式有色金屬分選機。從二級磁分選機6排出的有色金屬的尺寸範圍比較寬。為了提高有色金屬組分的分選效率，設置了振動篩7將物料篩分為30mm以上的物料和30mm以下的物料。通過振動篩7的篩分後，在振動篩7處篩分出的30mm以上的物料(物料直徑不小於30mm)被輸送到有色金屬分選機9，在那裡有色金屬「c」如鋁，黃銅和銅被分選出來。另一方面，從滾筒篩4分離出來的15mm以下的物料被輸送到一級磁分選機10，一級磁分選機10可以是鼓式磁分選機，在這裡低純度鐵「b」被分選出來。然後，除去低純度鐵「b」的15mm以下的物料通過振動篩11篩分為4mm以上的物料(物料直徑不小於4mm)和4mm以下的物料(物料直徑小於4mm)。4mm以下的物料作為流化介質「d」被回送到流化床汽化爐1。同時，4mm以上的物料被輸送到二級磁分選機12，二級磁分選機12可以是鼓式磁分選機，在這裡低純度鐵「b」被分選出來，然後通過有色金屬分選機13將有色金屬「c」分選出來。二級磁分選機12排出的物料和振動篩7處篩分出的30mm以下的物料被輸送到有色金屬分選機13，將有色金屬「c」分選出來。在利用有色金屬分選機9和13進行有色金屬分選之後，主要由非金屬組分組成的爐底殘留物被粉碎裝置20粉碎成最大直徑約100至300μm的顆粒。粉碎後的粉化顆粒「e」被回送到流化床汽化爐1，再被氣流夾帶到排渣燃燒爐2。在排渣燃燒爐2中，顆粒在大約1350℃熔化，熔渣被輸送進入成渣設備3，成渣設備3排出的是具有高度環境安全性能的渣「f」。渣「f」可以作為填料或類似產品而被有效利用。成渣設備3的基本形式為，使熔渣與水接觸形成粒狀渣。例如，還可以採用以空氣或其他介質緩冷造渣的方法。粉碎裝置20可以是立式破碎機(在單一裝置中實現利用輥子破碎和幹法分選)和水泥工業中常用的連續振動破碎機以及類似裝置。圖7為相應於本發明第七實施例的處理汽化排渣燃燒爐中產生的爐底殘留物的方法方框圖。圖7所示的第七實施例與第六實施例基本相同，只不過省去了振動篩7、有色金屬分選機9和有色金屬分選機13。具體地說，由二級磁分選機6排出的物料被輸送到粉碎裝置20。由二級磁分選機12排出的物料也被輸送到粉碎裝置20。振動篩19設置在粉碎裝置20之後。粉碎的物料通過振動篩19篩分為4mm以上的物料和4mm以下的物料。4mm以上的物料作為有色金屬「c」被回收，粉化顆粒「e」(磨成細粉的)隨4mm以下的物料被回送到流化床汽化爐1。圖8為相應於本發明第八實施例的處理汽化排渣燃燒爐中產生的爐底殘留物的方法方框圖。圖8所示的第八實施例與第七實施例相同，只不過進一步省去了二級磁分選機6、二級磁分選機12和振動篩11。具體地說，由磁分選機5輸出的物料被輸送到粉碎裝置20。由磁分選機10輸出的物料作為流化介質「d」被回送到流化床汽化爐1。二級磁分選機21設置在粉碎裝置20之後，振動篩19設置在二級磁分選機21之後。經過粉碎裝置20的處理後，粉碎的物料被輸送到二級磁分選機12，去除低純度鐵「b」。其餘物料通過振動篩19篩分為4mm以上的物料(有色金屬)和4mm以下的物料(磨成細粉的非金屬)。4mm以下的物料(粉化顆粒「e」)被回送到流化床汽化爐1。在這個實施例中，利用滾筒篩4將爐底殘留物篩分為4mm以上的物料和4mm以下的物料。如表1所示，對金屬組分進行分選後的非金屬樣品很難完全不含有任何金屬，尤其是被拉伸的金屬很可能存留在非金屬樣品中。在本發明第一和第二實施例的情況下，這些金屬也存留在細填料「g」中。由於這些金屬的量很少，例如，可以利用簡易篩網使細填料「g」過篩，來去除這些金屬(篩孔尺寸大約10至20mm，一級或二級篩分)。在本發明第三實施例的情況下，即使利用粉碎裝置20對金屬組分進行分選後的樣品進行粉碎，少量的未被粉碎金屬仍然以雜質形式存在，並且可能存在於粉碎裝置20中(對於立式破碎機和連續振動破碎機均如此)。這樣就必須定期清除金屬。圖9為圖1至圖8所示系統中使用的汽化排渣燃燒爐的典型結構的剖面圖。流化床汽化爐1為一圓筒形的流化床汽化爐，其中具有流化介質的內循環流，具有增強的使垃圾在爐內分散的能力，可實現穩定的汽化效果。無氧氣體被輸送到流化介質沉降的爐內中心部位，含氧氣體被輸送到爐子的周邊部分。這樣就可以使汽化爐中產生的炭能夠有選擇地燃燒，有利於改善碳和冷氣體的轉換效率。排渣燃燒爐2是渦流式的排渣燃燒爐。下面將對圖9所示的圓筒形流化床汽化爐做詳細敘述。如圖9所示，在流化床汽化爐1爐底設置了一圓錐形的分配器板106。通過分配器板106輸送的流化氣體包括向上流動的從爐底中心部分204輸入到爐內的中心流化氣體207，和向上流動的從爐底周邊部分203輸入到爐內的周邊流化氣體208。中心流化氣體207由無氧氣體組成，周邊流化氣體208由含氧氣體組成。所有流化氣體中的總含氧量設為10％或更高，材料燃燒如垃圾燃燒所需的理論氧氣量為30％或更低。因此，爐子1的內部為還原性氣氛。中心流化氣體207的質量速率設定為小於周邊流化氣體208的質量速率。在圓筒上部區域中向上流動的流化氣體在導流板206的引導下流向爐子的中心區域。這樣，在爐子的中心區域就形成了流化介質(主要是二氧化矽砂)的下降流化床209，在爐子的周邊區域形成了上升流化床210。如箭頭118所示，流化介質在爐子的周邊區域的上升流化床210中上升，在導流板206的引導下流向下降流化床209的上部，在下降流化床209中下降。然後，如箭頭112所示，流化介質沿著流化氣體分配器板106流動並且流進上升流化床210的底部。這樣，流化介質如箭頭118和112所示在上升流化床210和下降流化床209中循環。通過一計量供料器101輸送到下降流化床209的上部的材料「A」與下降流化床209中的流化介質一同下降，同時材料被流化介質加熱而揮發。由於在下降流化床209中沒有或只有很少氧，由於高溫分解產生的揮發物(產生的氣體)並沒有燃燒，而是穿過下降流化床209，如箭頭116所示。因此，下降流化床209為一汽化區G。揮發物流動到超高線107，如箭頭120所示，由排氣口108排出。下降流化床209中產生的炭(固定碳)和焦油與流化介質一道從下降流化床209的底部流動到爐子的周邊區域上升流化床210的底部，如箭頭112所示，並且被含氧量相對較高的周邊流化氣體208部分氧化。因此，上升流化床210為一氧化區S。在上升流化床210中，流化介質被炭(固定碳)氧化時產生的熱量加熱。被加熱的流化介質在導流板206的引導下轉向，流向下降流化床209，如箭頭118所示，在下降流化床209中被加熱的流化介質起到揮發過程的熱源的作用。這樣，流化床209的溫度保持在400至1000℃的範圍內，最好在400至600℃的範圍內。在流化床汽化爐1爐底周邊設置了一不可燃的環形排放部分205，用於排放爐底殘留物。在圖9所示的流化床汽化爐1中，在流化床中形成了汽化區G和氧化區S，流化介質在兩個區域在循環。由於流化介質起到了傳熱介質的作用，在汽化區G中產生了具有很高熱值的可燃性氣體，難以氣化的炭和焦油在氧化區S充分燃燒。這樣就可以改善材料的氣化效率並且能夠產生高質量的可燃性氣體(高溫分解氣體)。流化床汽化爐1的排氣口108通過管路109與排渣燃燒爐2的進氣口131連接。下面對排渣燃燒爐做詳細敘述。排渣燃燒爐2包括軸線基本垂直的圓筒形的一級燃燒室115a，相對於水平方向稍微傾斜的二級燃燒室115b，和設置在二級燃燒室115b之後軸線基本垂直的三級燃燒室115c。在二級燃燒室115b和三級燃燒室115c之間設有一排渣口142。在排渣口142下方，大部分灰分被造渣並且通過排渣口142排出。通過排渣口142排出的熔渣流入成渣設備3(見圖1)，在成渣設備中熔渣與水接觸形成粒狀渣。產生的氣體從切線方向輸送到渦流式排渣燃燒爐中，因此在一級燃燒室115a中形成了渦流氣流。輸送到渦流式排渣燃燒爐中的產生的氣體形成了渦流氣流，在離心力的作用下氣體中夾帶的固體物被圓周內壁表面捕集。因此，成渣的百分比和渣收集的百分比都比較高。渣霧更不易形成擴散。通過一組噴嘴134將氧氣輸送進入渦流式排渣燃燒爐中以保持爐內適當的溫度分布。溫度分布的調控應使碳氫化合物的分解以及灰分的造渣能夠在一級燃燒室115a和二級燃燒室115b中完成。例如，如果只輸送氧氣，就有燒毀噴嘴的危險。所以，必要時在供氧之前，可利用蒸汽或類似氣體將氧氣稀釋。向下流到二級燃燒室115b底板上的渣通過排渣口142以熔渣的形式排出，隨後流入成渣設備3(見圖1)，在成渣設備中熔渣與水接觸形成粒狀渣。三級燃燒室115c起到緩衝區的作用，防止排渣口142被設置在三級燃燒室115c之後的廢熱鍋爐冷輻射冷卻。在三級燃燒室115c的上端設有排放廢氣的排氣口144，在三級燃燒室115c的下部設有輻射板148。輻射板148的作用是減少通過排氣口144輻射出去的輻射熱。序號132為點火燃燒器，136為穩定化燃燒器。排渣燃燒爐2中的廢氣通過排氣口144排出，然後在廢熱鍋爐或類似設備中冷卻到650℃或更低的溫度。如上所述，根據本發明，流化介質是通過篩分流化床汽化爐產生的爐底殘留物回收的，然後回送到流化床汽化爐重新利用。爐底殘留物中的金屬，如鐵，鋁，黃銅，和銅作為資源被回收並重新利用。利用三種方法對非金屬進行處理，下面將對這些方法在各方面的優越性進行敘述。本發明的第一方面具有下述優越性非金屬物料互相摩擦去除物料表面粘附的汙染物，去除汙染物的非金屬作為填料或類似產品被有效利用。由於汙染物是通過幹法處理去除的，可以避免涉及廢水處理的問題，整個系統可以簡化。非金屬組分以下述方式作為資源回收除去表面汙染物之後，最好將非金屬組分破碎，破碎後的產品作為細填料加以利用。在許多情況下，只是在除去表面汙染物之後，非金屬物料呈片狀。這樣的材料用做粗填料會導致低的實體積率(單位體積[立方米]中淨填料的百分比)，固化形差以及應用性差。非金屬應用的例子包括用做瀝青混合料中的細填料、聯鎖塊、以及灌封材料。本發明的第二方面具有下述優越性對非金屬進行破碎，從破碎的產品中去除細心顆粒，破碎的產品作為填料或類似產品被有效利用。如同本發明的第一方面，對於本發明的第二方面，由於汙染物是通過幹法處理去除的，可以避免涉及廢水處理的問題，整個系統可以簡化。本發明的第一方面中非金屬的回收過程亦適用於本發明的第二方面。本發明的第三方面具有下述優越性對非金屬進行粉碎，粉碎後的非金屬與流化床汽化爐中的飛灰一道被氣流夾帶到排渣燃燒爐，非金屬粉末在排渣燃燒爐中轉變為熔渣，然後作為填料或類似產品被有效利用。因此，利用一安全簡易的系統可以將流化床汽化爐產生的爐底殘留物作為資源重複利用。非金屬組以下述方式作為資源回收非金屬組分可以轉變為熔渣被有效利用，渣的用途與本發明的第一方面和第二方面相同。對於本發明的第一方面和第二方面，非金屬組分是石塊，玻璃，陶瓷以及類似物體的混合物。但是，對於本發明的第三方面，根據其特點，非金屬組分是以均一形態回收利用。儘管已經對本發明的某些優選實施例做了說明和詳細敘述，可以理解在不偏離權利要求範圍的前提下，可以做出各種變化和修改。權利要求1．一種處理在包括流化床汽化爐和位於所述流化床汽化爐後段的排渣燃燒爐的汽化排渣燃燒爐中產生的爐底殘留物的方法，其特徵在於，包括通過篩分在所述流化床汽化爐中產生的爐底殘留物回收流化介質，並將回收的流化介質輸送到所述流化床汽化爐重新使用；從爐底殘留物中分離並回收金屬組分；和在含有非金屬組分的物料互相摩擦去除所述物料表面粘附的汙染物後，對所述的非金屬組分加以利用。2．如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的含有所述非金屬組分的物料在粉碎機中互相摩擦。3．如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，除去表面汙染物的所述非金屬組分被篩分為細小顆粒和除所述細小顆粒之外的非金屬物料，所述細小顆粒被送回到所述的流化床汽化爐，所述的除所述細小顆粒之外的非金屬物料被加以利用。4．一種處理在包括流化床汽化爐和位於所述流化床汽化爐後段的排渣燃燒爐的汽化排渣燃燒爐中產生的爐底殘留物的方法，其特徵在於，包括通過篩分在所述流化床汽化爐中產生的爐底殘留物回收流化介質，並將回收的流化介質輸送到所述流化床汽化爐重新使用；從爐底殘留物中分離並回收金屬組分；和在利用篩網去除非金屬組分中原有的粉末成分和在破碎所述非金屬組分時產生的粉末成分後，對所述的非金屬組分加以利用。5．如權利要求4所述的方法，其特徵在於，被所述篩網除去的粉末成分被送回到所述的流化床汽化爐。6．如權利要求4或5所述的方法，其特徵在於，所述金屬組分的分選方式為，對所述的爐底殘留物進行磁分選和有色金屬分選，然後對分選出的非金屬組分進行破碎。7．如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述金屬組分的分選方式為，對所述的爐底殘留物進行磁分選，對分選所述金屬組分後的剩餘部分進行破碎，利用篩網將仍然未被破碎的具有韌性的有色金屬以篩上物的形式回收，而非金屬物以篩下物的形式回收。8．一種處理在包括流化床汽化爐和位於所述流化床汽化爐後段的排渣燃燒爐的汽化排渣燃燒爐中產生的爐底殘留物的方法，其特徵在於，包括通過篩分在所述流化床汽化爐中產生的爐底殘留物回收流化介質，並將回收的流化介質輸送到所述流化床汽化爐重新使用；從爐底殘留物中分離並回收金屬組分；和將所述爐底殘留物中的非金屬組分破碎製成粉末，將製成的粉末輸送到所述流化床汽化爐，然後藉助於所述流化床汽化爐中的氣流將所述粉末和飛灰一同輸送到所述的排渣燃燒爐中進行造渣。全文摘要一種汽化排渣燃燒爐包括流化床汽化爐和排渣燃燒爐。通過篩分流化床汽化爐產生的爐底殘留物將流化介質回收。回收的流化介質被輸送到流化床汽化爐重新使用。從爐底殘留物中分離並回收金屬組分。使非金屬組分物料互相摩擦去除表面粘附的汙染物,或利用篩網去除非金屬組分中原有粉末和破碎非金屬組分時產生的粉末成分,對非金屬組分加以利用。還可將非金屬組分破碎製成粉末並輸送到流化床汽化爐,再輸送到排渣燃燒爐中進行造渣。文檔編號F23C10/10GK1284623SQ00121280公開日2001年2月21日申請日期2000年8月14日優先權日1999年8月13日發明者丸山真策,廣勢哲久,大矢佳司,中山純司,原靖彥申請人:株式會社荏原製作所