減少危險廢物焚燒爐迴轉窯窯尾結焦的方法與流程

2023-07-08 16:28:51 2

本發明涉及迴轉窯技術領域，特別是涉及一種減少危險廢物焚燒爐迴轉窯窯尾結焦的方法。

背景技術：

迴轉窯是指旋轉煅燒窯(俗稱旋窯)，在建材、冶金、化工、環保等許多生產行業中，被廣泛地用於對固體物料進行機械、物理或化學處理。在環保方面，世界上發達國家利用迴轉窯焚燒危險廢物、垃圾已有20餘年的歷史，這不僅使廢物減量化、無害化，而且將廢物作為燃料利用，節省煤粉，實現了廢物的資源化。隨著我國對危險廢物處置要求的不斷提高，迴轉窯配合二燃室的處理方式在危險廢物焚燒中的應用越來越廣泛。

然而，目前在危險廢物焚燒爐迴轉窯的運行過程中，窯尾部通常會迅速地結焦，導致迴轉窯尾部容積急劇縮小，當結焦達到一定的厚度時就會影響迴轉窯的正常出渣，導致迴轉窯停產。

技術實現要素：

基於此，有必要針對上述危險廢物焚燒爐迴轉窯在運行過程中窯尾會迅速結焦的問題，提供一種減少危險廢物焚燒爐迴轉窯窯尾結焦的方法。

具體的技術方案如下：

一種減少危險廢物焚燒爐迴轉窯窯尾結焦的方法，包括以下步驟：

將第一焚燒物與第二焚燒物按照質量比不超過1:10的比例混合投入迴轉窯進行焚燒；其中，所述第一焚燒物為灰熔點小於900℃的焚燒物，所述第二焚燒物為灰熔點在900℃以上的焚燒物，焚燒時所述迴轉窯內的氧體積含量設置為4％～6％，迴轉窯的轉速為0.3～0.4rpm，焚燒溫度為850～1000℃，出口煙氣溫度為900～950℃，窯壓為-10～0pa。

在焚燒處理廢物的過程中，焚燒物的成分較為複雜，其在高溫焚燒過程中有一些含較低灰熔點物質的廢物，比如玻璃、含鋁鎂的包裝物、碳酸鈉等，溫度較低時就開始熔化，而且較低灰熔點物質中的氧化鐵也容易與較高灰熔點物質二氧化矽反應形成灰熔點較低的2feo·sio2，這些較低灰熔點物質在高溫下非常粘稠，它們會發生自身粘結並粘附其它物質而在迴轉窯內快速結焦。本發明通過將焚燒物分為灰熔點小於900℃的焚燒物與灰熔點在900℃以上的焚燒物，並按照質量比不超過1:10的比例進行焚燒，使焚燒過程中灰熔點較低的物質的熔化難以有效地粘附其他物質，同時還會被其他物質所隔離開來而不能快速地聚集成團，此外低灰熔點物質中的氧化鐵與二氧化矽也無法迅速地反應大量生成2feo·sio2，最終顯著地減少了迴轉窯在運行過程中窯尾的結焦，使迴轉窯平穩運行的周期更長。將氧含量設置在4％左右，可使焚燒物在迴轉窯內進行厭氧燃燒，不僅能夠避免產生大量的熱量導致溫度急劇升高，有利於使迴轉窯內的溫度保持穩定減少結焦，而且可以產生大量的一氧化碳，這些一氧化碳可以在後續的二燃室中進一步充分燃燒，可以減少輔助燃料的投入，降低成本。此外迴轉窯的轉速不能過低或過高，以避免焚燒物無法正常翻轉或者燃燒不徹底造成結焦速度增加，同時負壓越大，熱量流失就越快，因此將窯壓維持在微負壓，可以減少窯頭燃油的消耗量。

在其中一個實施例中，所述第一焚燒物包括鋁渣、錫渣、玻璃和塑料中的至少一種，所述第二焚燒物包括工業汙泥、菲林渣、油漆渣和消石灰中的至少一種。

在其中一個實施例中，所述第一焚燒物包括鋁渣、錫渣、玻璃和塑料，所述第二焚燒物包括工業汙泥、菲林渣、油漆渣和消石灰，所述鋁渣、錫渣、玻璃和塑料的質量比為1:2～3:2～3:0.5～1，所述工業汙泥、菲林渣、油漆渣和消石灰的質量比為1:1～2:1～2:3～5。

在其中一個實施例中，還包括以下步驟：每間隔預設時間段，停止向所述迴轉窯投料，將所述迴轉窯的焚燒溫度提高至1200℃以上，直至窯尾的結焦熔化。

在其中一個實施例中，將所述迴轉窯的焚燒溫度提高至1200℃以上的操作具體為：向所述迴轉窯中加入熱值在8500大卡/kg以上的燃油使焚燒溫度提高。

在其中一個實施例中，焚燒時所述迴轉窯的燃燒器的柴油量為30～50g/s，霧化氣流量為12～15m3/h，壓力為0.2～0.4mpa。

在其中一個實施例中，所述第一焚燒物與所述第二焚燒物混合後的熱值為3000～3500大卡/kg。

在其中一個實施例中，焚燒時每小時的投料量不超過所述迴轉窯每小時設計處理量的80％。

在其中一個實施例中，所述迴轉窯的窯尾密封結構包括：窯尾罩和與所述窯尾罩連接的密封套，所述密封套可套設於所述迴轉窯的窯尾的外側壁，且與所述迴轉窯的窯尾的外側壁抵接，以使所述窯尾罩與所述迴轉窯的窯尾密封連接。

在其中一個實施例中，所述密封套由內至外依次為2cr13不鏽鋼層、碳矽鋁複合板層和鋼板魚鱗片層。

附圖說明

圖1為一實施例中的窯尾密封結構的結構示意圖。

具體實施方式

為了便於理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，並不限於本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。

需要說明的是，當元件被稱為「安裝於」另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是「連通」另一個元件，它可以是直接連通到另一個元件或者可能同時存在居中元件。當一個元件被認為是「連接」另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本發明。本文所使用的術語「和/或」包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

本發明一實施例的一種減少危險廢物焚燒爐迴轉窯窯尾結焦的方法，包括以下步驟：

s10：將第一焚燒物與第二焚燒物按照質量比不超過1:10的比例混合投入迴轉窯進行焚燒；其中，第一焚燒物為灰熔點小於900℃的焚燒物，第二焚燒物為灰熔點在900℃以上的焚燒物，焚燒時迴轉窯內的氧體積含量設置為4％～6％，迴轉窯的轉速為0.3～0.4rpm，焚燒溫度為850～1000℃，出口煙氣溫度為900～950℃，窯壓為-10～0pa。

灰熔點是固體燃料中的灰分在達到一定溫度以後，發生變形、軟化和熔融時的溫度。灰分為無機物，可以是鍛燒後的殘留物也可以是烘乾後的剩餘物。即在高溫時，物質發生一系列物理和化學變化，最後有機成分揮發逸散，而無機成分(主要是無機鹽和氧化物)則殘留下來，這些殘留物稱為灰分。

在焚燒處理廢物的過程中，焚燒物的成分較為複雜，其在高溫焚燒過程中有一些含較低灰熔點物質的廢物，比如玻璃、含鋁鎂的包裝物(灰熔點650℃)、碳酸鈉(灰熔點854℃)等，溫度較低時就開始熔化，而且較低灰熔點物質中的氧化鐵也容易與較高灰熔點物質二氧化矽反應形成灰熔點較低的2feo·sio2，這些較低灰熔點物質在高溫下非常粘稠，它們會發生自身粘結並粘附其它物質而在迴轉窯內快速結焦。本發明通過將焚燒物分為灰熔點小於900℃的焚燒物與灰熔點在900℃以上的焚燒物，並按照質量比不超過1:10的比例進行焚燒，使焚燒過程中灰熔點較低的物質的熔化難以有效地粘附其他物質，同時還會被其他物質所隔離開來而不能快速地聚集成團，此外低灰熔點物質中的氧化鐵與二氧化矽也無法迅速地反應大量生成2feo·sio2，最終顯著地減少了迴轉窯在運行過程中窯尾的結焦，使迴轉窯平穩運行的周期更長。將氧含量設置在4％左右，可使焚燒物在迴轉窯內進行厭氧燃燒，不僅能夠避免產生大量的熱量導致溫度急劇升高，有利於使迴轉窯內的溫度保持穩定減少結焦，而且可以產生大量的一氧化碳，這些一氧化碳可以在後續的二燃室中進一步充分燃燒，可以減少輔助燃料的投入，降低成本。此外迴轉窯的轉速不能過低或過高，以避免焚燒物無法正常翻轉或者燃燒不徹底造成結焦速度增加，同時負壓越大，熱量流失就越快，因此將窯壓維持在微負壓，可以減少窯頭燃油的消耗量。

可選地，可通過調節窯頭風機的頻率來控制進風量，從而調節氧含量。對於10m長，內徑3m的迴轉窯來說，可將迴轉窯窯頭風機的進風量控制在1500m3/h左右，可以理解，調節氧含量的方式不限於此。

具體地，第一焚燒物包括鋁渣、錫渣、玻璃和塑料中的至少一種，第二焚燒物包括工業汙泥、菲林渣(廢菲林片)、油漆渣(油漆廢渣)和消石灰中的至少一種。

具體到一個實施方式中，第一焚燒物包括鋁渣、錫渣、玻璃和塑料，第二焚燒物包括工業汙泥、菲林渣、油漆渣和消石灰，鋁渣、錫渣、玻璃和塑料的質量比為1:2～3:2～3:0.5～1，工業汙泥、菲林渣、油漆渣和消石灰的質量比為1:1～2:1～2:3～5。在焚燒過程中，將這幾種焚燒物搭配一起焚燒，迴轉窯窯尾的結焦量較少，可以使迴轉窯平穩運行的時間更長，從而有效地協同處理鋁渣、錫渣、玻璃、塑料、工業汙泥、菲林渣、油漆渣和消石灰這幾種焚燒廢物，比分別單獨焚燒更穩定效率更高。

在一實施例中，還包括以下步驟：

s20：每間隔預設時間段，停止向迴轉窯投料，將迴轉窯的焚燒溫度提高至1200℃以上，直至迴轉窯窯尾的結焦熔化。

可選地，可通過向迴轉窯中加入熱值在8500大卡/kg以上的燃油來使焚燒溫度提高。為了避免窯尾結焦嚴重，或在窯尾已經出現較嚴重的結焦時，通過該步驟可使已產生的結焦熔化從而落入撈渣機中，進一步使迴轉窯平穩運行的周期延長。傳統的人工清焦的方法，由於在1000多度的高溫的情況下，一方面容易使人燙傷，另一方面當打開人孔門使外界冷風進去後，溫度急劇降低，窯尾結焦的硬度將會更高，反而更難以清理。因此相比傳統的人工清焦方法，本實施例的方法更安全更有效。

在一實施例中，焚燒時迴轉窯的燃燒器的柴油量為30～50g/s，霧化氣流量為12～15m3/h，壓力為0.3mpa。

在一實施例中，第一焚燒物與第二焚燒物混合後的熱值為3000～3500大卡/kg。熱值如果過低，將需要消耗大量的燃油，熱值如果過高，則迴轉窯內的溫度容易偏高，難以控制在比較穩定的狀態。

在一實施例中，焚燒時每小時的投料量不超過所述迴轉窯每小時設計處理量的80％。例如迴轉窯設計處理量為30噸/天，則控制投料量不超過1000kg/小時為宜，避免窯尾短時間內產生較多的結焦而累積產生級聯放大的效應。

在一實施例中，如圖1所示，迴轉窯200的窯尾密封結構100包括窯尾罩110和密封套120，密封套120與窯尾罩110連接。密封套120可套設於迴轉窯200的窯尾210的外側壁，且與窯尾210的外側壁抵接，以使窯尾罩110與窯尾210密封連接，防止窯尾210處漏風引起局部降溫結焦。

在一實施例中，密封套120由內至外依次為2cr13不鏽鋼層、碳矽鋁複合板層和鋼板魚鱗片層，具有耐高溫、耐腐蝕和密封嚴等特點，可有效避免窯尾210處漏風引起局部降溫而結焦。

在一實施例中，密封套120外表面沿周向纏繞有緊固件(圖未示)，窯尾罩110上設有固定架(圖未示)，緊固件的一端與固定架連接，緊固件的另一端連接有配重件(圖未示)。通過配重件使緊固件箍緊密封套120，密封套120在運行過程中有所磨損仍能保持與窯尾210的外側壁抵接，維持密封狀態，避免外界冷空氣進入而結焦。在本實施例中，緊固件為鋼絲繩，可以理解，不限於此，可根據需要設置。

本發明的減少危險廢物焚燒爐迴轉窯窯尾結焦的方法通過控制不同灰熔點焚燒物的比例、焚燒的工藝條件、焚燒物的搭配以及迴轉窯的窯尾密封結構的選擇等措施，顯著地減少了迴轉窯在運行過程中窯尾的結焦量，使迴轉窯平穩運行的周期更長。

實施例1

將灰熔點小於900℃的第一焚燒物鋁渣和錫渣與灰熔點在900℃以上的第二焚燒物菲林渣和油漆渣按照質量比1:10的比例混合投入迴轉窯進行焚燒，第一焚燒物與第二焚燒物混合後的熱值為3000大卡/kg。焚燒時控制迴轉窯內的氧含量為4％，迴轉窯的轉速為0.3rpm，焚燒溫度為1000℃，出口煙氣溫度為900～950℃，窯壓為-10pa，迴轉窯的燃燒器的柴油量為30g/s，霧化氣流量為12m3/h，壓力為0.3mpa。將總量為1噸的焚燒物焚燒完畢後，窯尾的結焦厚度為0.54cm。

實施例2

將灰熔點小於900℃的第一焚燒物塑料與灰熔點在900℃以上的第二焚燒物油漆渣按照質量比0.5:10的比例混合投入迴轉窯進行焚燒，第一焚燒物與第二焚燒物混合後的熱值為3500大卡/kg。焚燒時控制迴轉窯內的氧含量為4％，迴轉窯的轉速為0.4rpm，焚燒溫度為950℃，出口煙氣溫度為900～950℃，窯壓為0pa，迴轉窯的燃燒器的柴油量為50g/s，霧化氣流量為15m3/h，壓力為0.3mpa。將總量為1噸的焚燒物焚燒完畢後，窯尾的結焦厚度為0.63cm。

實施例3

將鋁渣、錫渣、玻璃和塑料按照質量比1:2.5:2.5:1混合作為第一焚燒物，將工業汙泥、菲林渣、油漆渣和消石灰按照質量比1:1.5:1.5:4混合作為第二焚燒物，然後將第一焚燒物與第二焚燒物按照質量比1:10的比例投入迴轉窯進行焚燒，第一焚燒物與第二焚燒物混合後的熱值為3300大卡/kg。焚燒時控制迴轉窯內的氧含量為4％，迴轉窯的轉速為0.3rpm，焚燒溫度為900℃，出口煙氣溫度為900～950℃，窯壓為-10pa，迴轉窯的燃燒器的柴油量為30g/s，霧化氣流量為12m3/h，壓力為0.3mpa。將總量為1噸的焚燒物焚燒完畢後，窯尾的結焦厚度為0.37cm。

實施例4

將鋁渣、錫渣、玻璃和塑料按照質量比1:1:1:1混合作為第一焚燒物，將工業汙泥、菲林渣、油漆渣和消石灰按照質量比1:1:1:1混合作為第二焚燒物，然後將第一焚燒物與第二焚燒物按照質量比1:10的比例投入迴轉窯進行焚燒，第一焚燒物與第二焚燒物混合後的熱值為3000大卡/kg。焚燒時控制迴轉窯內的氧含量為4％，迴轉窯的轉速為0.3rpm，焚燒溫度為1000℃，出口煙氣溫度為900～950℃，窯壓為-3pa，迴轉窯的燃燒器的柴油量為30g/s，霧化氣流量為12m3/h，壓力為0.3mpa。將總量為1噸的焚燒物焚燒完畢後，窯尾的結焦厚度為0.55cm。

對比例1

將灰熔點小於900℃的第一焚燒物鋁渣與灰熔點在900℃以上的第二焚燒物菲林渣按照質量比1:2的比例混合投入迴轉窯進行焚燒，第一焚燒物與第二焚燒物混合後的熱值為3000大卡/kg。焚燒時控制迴轉窯內的氧含量為4％，迴轉窯的轉速為0.3rpm，焚燒溫度為900℃，出口煙氣溫度為900～950℃，窯壓為-6pa，迴轉窯的燃燒器的柴油量為30g/s，霧化氣流量為12m3/h，壓力為0.3mpa。將總量為1噸的焚燒物焚燒完畢後，窯尾的結焦厚度為5.1cm。

對比例2

將灰熔點小於1000℃的焚燒物錫渣與灰熔點在1000℃以上的焚燒物煤炭按照1:10的比例混合投入迴轉窯進行焚燒，焚燒物混合後的熱值為3600大卡/kg。焚燒時控制迴轉窯內的氧含量為4％，迴轉窯的轉速為0.3rpm，焚燒溫度為1000℃，出口煙氣溫度為900～950℃，窯壓為-6pa，迴轉窯的燃燒器的柴油量為30g/s，霧化氣流量為12m3/h，壓力為0.3mpa。將總量為1噸的焚燒物焚燒完畢後，窯尾的結焦厚度為4.35cm。

通過實施例1-4與對比例1-2可知，按照本發明的方法，能夠顯著地減少迴轉窯在運行過程中窯尾的結焦量，使迴轉窯平穩運行的周期更長，而且可以有效地協同處理鋁渣、錫渣、玻璃、塑料、工業汙泥、菲林渣、油漆渣和消石灰這幾種焚燒廢物，比分別單獨焚燒更穩定效率更高。

以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。