固废危险废物处理系统及方法与流程

1.本发明涉及固废危险废物处理系统及方法，特别是一种新型干法水泥窑处理电炉灰等固体危险废物处理工艺及装置。


背景技术：

2.传统的电炉除尘灰的处理方法主要有填埋法、钢铁厂循环利用、湿法和火法。各种处理方法存在一定局限性：填埋法处理无法利用电炉粉尘中的有价金属；钢铁厂循环利用对电炉粉尘铅锌含量要求严格，锌的富集对后续炼铁炼钢工序造成危害，并不能大规模利用；湿法处理电炉粉尘能耗小，但流程长，设备腐蚀严重，目前难以得到大规模工业应用；火法处理虽然生产效率高，操作简单，脱锌率高，原料适应性强，但污染大，能耗高，对环境污染严重；新的处理技术如微波法、真空冶金技术、铝浴熔融法虽具有脱锌率高，更环保等优势，但因设备投资大，技术不成熟等原因，目前很难在工业上得到应用。以上几种除了填埋法可以完全处置电炉除尘灰，其他只是减少电炉除尘灰的量，并不能完全处置，仍需要二次处理。
3.到目前为止，固体废物，包括危险废物最有效处置方法就是焚烧法。焚烧的基本原理即是在高温条件下，使无机物灰分通过反应成为水泥熟料的一部分，这样可以避免危险废物不当处置和堆存造成二次污染。新型回转式焚烧炉在处理固体废物方面较之前专用焚化炉更具优越性。从焚烧工艺来看，使用水泥窑协同处置固体废物具有以下优势特点：首先，处理温度高；
①
在水泥窑头热端或卸料端加入40％～50％的燃料，具有广阔的燃烧空间和热力场，可以提供足够的空气，保证燃料的充分燃烧，为水泥熟料煅烧提供必要的热量。
②
气、料热交换功能。水泥窑是一个热交换装置，窑内形成比较均匀的温度场，可以满足水泥熟料形成过程各个阶段的换热要求，特别是阿利特矿物(a矿)生成的要求。
③
化学反应功能。随着水泥熟料矿物形成的不同阶段的不同需求，窑内可分阶段的地满足不同矿物形成对热量、温度的要求，又可以满足e们対时间的要求。
④
物料输送功能。完成生料从窑尾(也称冷端或进料端)到窑头的输送(物料在密内被带起、落下，翻滚前行)。
⑤
降解利用废弃物中的有售物质功能。水泥窑所具有的高温和稳定热力场的性能，成为降解利用客种有毒、有害、危险废弃物的最好装置。)由于水泥熟料煅烧的要求，新型干法回转窑内物料烧成温度必须保证在1300～1450℃(窑内最高的气流温度可达1800℃或更高)，为熟料固化重金属提供稳定的温度条件。然后，新型干法回转窑焚烧有毒有害废料(当物料温度升高到1250-1280℃时，即达到其最低共熔温度，开始出现以氧化铝、氧化铁为主的液相，液相的组分中还有氧化镁和碱等。其次，随着温度的升高和时间延长，液相量增加，液相粘度降低，氧化钙、硅酸二钙不断溶解、扩散，硅酸三钙晶核不断形成，并逐渐发育、长大，最终形成几十微米大小、发育良好的阿利特晶体。与此同时，晶体不断重排、收缩、密实化，物料逐渐由疏松状态转变为色泽灰黑、结构致密的孰料.以上过程为熟料的烧结过程，简称熟料烧结。)，可使有害废料中可能存在的金属元素(包括重金属)固化在水泥熟料矿物的晶格中，并且固化稳定，因而新型回转式焚烧炉起到了尾气净化和重金属高温固化的双重作用。再次，新型干
法回转窑系统是负压状态运转(窑头热风在窑尾高温分机的作用下通过水泥窑筒体和分解炉及预热器进入排放标准不大于10mg/m3的袋收尘中)，烟气和粉尘不会外溢，从根本上防止了处理过程中的再污染。再次，新型干法回转窑处理危险废物完全可以利用水泥生产的废气处理系统，(余热发电及生料立磨和袋收尘器)。粉尘排放浓度很低，污染物排放量少。特别是由于焚烧过程有吸硫作用(水泥生料本身含有的氧化钙与硫反应)，所以整个系统不需采取特殊措施，二氧化硫的实际排放浓度也很低。当新型干法回转窑使用有害物作为代替原燃料时，空气中的有害物排放量不会增加，不造成新的污染，对空气质量无影响，有时甚至有改善和降低污染物综合排放量的作用。另外，利用新型干法水泥窑协同处理固体废物除具上述优越性外，还有它的独特性。即：所有其他的处理方式都存在焚烧灰渣的二次处理问题，新型干法回转窑可直接利用灰渣(因为灰渣里正好含熟料煅烧过程中所需的铁质成分原料)。固废焚烧后残渣，均成为无害盐类，往往具有可利用的组分，替代部分天然原料，并且在固废的处理过程中，直接参与了熟料的固相反应、液相反应和熟料烧结过程，参与熟料的形成。因此新型干法回转窑处理固体废物不存在焚烧灰渣的二次处理和周转污染，电炉除尘灰作为危险废物主要有害元素为zn、cu、cr、mn等金属元素，水泥窑可以有效将这类危险废物中有害金属元素固化水泥熟料晶格中。因此结合除锌预处理工艺和新型干法水泥窑处理是实现电炉除尘灰等固体危险废物处理和资源化利用的一种新工艺，也是电炉除尘灰等固体危险废物处理的发展方向。
4.现有窑炉其存在回转支承磨损严重，焚烧不彻底，物料传输不干净不彻底。如何改进现有窑炉，减少其支撑架的磨损，成为急需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题总的来说是提供固废危险废物处理系统及方法。
6.为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
7.一种回转窑炉组件，回转窑炉组件包括窑炉机架；在窑炉机架上设置有调整倾斜组件；在调整倾斜组件上有摆动架体；在摆动架体上同轴设置第一支撑组件及第二支撑组件；
8.在第一支撑组件及第二支撑组件旋转设置有转窑组件。
9.一种固废危险废物处理系统，借助于回转窑炉组件，在回转窑炉组件对应端部分别设置有送料部及沉淀部。
10.一种固废危险废物处理方法，借助于固废危险废物处理系统。
11.本发明通过回转窑炉组件，实现了燃料对物料的加热，沉淀部实现物料的输出，送料部实现了物料的送入，窑炉机架为支撑，作为具体结构，转窑组件实现旋转，第一支撑组件，第二支撑组件实现支撑，调整倾斜组件实现了窑炉本体的倾斜，从而物料的平稳输送，当物料与燃料进行不充分加热与焚烧时，调整角度，使得物料靠近进料口，从而减缓输送速度，当出料量少，向输出端倾倒，从而使得物料输出量保持稳定。左侧端头座，右侧端头座内部可以包含轴承座、密封圈、法兰盘等，下落通道通道实现输出，物料下落通道输出前行，驱动支撑架体，导向弧形滑道，驱动齿轮组件，联动旋转齿圈，主旋转齿轮，实现了齿轮多动力驱动，其减少单个功率电机的负荷，降低成本，可以通过调速机或变频机等实现速度匹配同步。炉体旋转托座实现辅助支撑，机架底座为支撑，铰接支座部，纵向滑道部，纵向滑块座，
斜向铰接座，摆动架体，上倾斜轨道，缓冲座体，工艺开口部实现了平稳的倾斜调整。下落通道部实现输出，本发明中心燃料通道组件通过内螺旋片通道，外螺旋片通道，内旋转隔管套，变向工位，径向通孔部，锥孔内腔，废渣出料软管实现了燃料的输出，其可以配有多个送氧气孔，在清理维修时候，可以配套连接水路，本发明通过旋转磁套管，外磁套实现磁悬浮，送料夹层通道，物料螺旋翅片实现了物料输送，进料环形套部，进料口部，物料下落转套，物料向下输出部，实现了旋转主体与进出料部的连接，各个接口可以根据工艺设计，在轴向进行调整。
12.本发明相比于传统窑炉，其实现了热能的充分释放与充分利用，其降低了支撑件的损耗，相比于传统结构，优化了输出端的结构。
附图说明
13.图1为本发明的工作示意图。
14.图2为本发明的窑炉整体结构图。
15.图3为本发明的窑炉主体结构图。
16.图4为本发明的倾斜组件结构图。
17.图5为本发明的燃料中心组件结构图。
18.图6是本发明的窑炉主体剖视示意图。
19.1、回转窑炉组件；2、沉淀部；3、送料部；4、窑炉机架；5、转窑组件；6、第一支撑组件；7、第二支撑组件；8、调整倾斜组件；9、窑炉本体；10、右侧端头座；11、下落通道通道；12、左侧端头座；13、物料下落通道；14、驱动支撑架体；15、导向弧形滑道；16、驱动齿轮组件；17、联动旋转齿圈；18、主旋转齿轮；19、炉体旋转托座；20、机架底座；21、铰接支座部；22、纵向滑道部；23、纵向滑块座；24、斜向铰接座；25、摆动架体；26、上倾斜轨道；27、缓冲座体；28、工艺开口部；29、下落通道部；30、内螺旋片通道；31、外螺旋片通道；32、内旋转隔管套；33、变向工位；34、径向通孔部；35、锥孔内腔；36、中心燃料通道组件；37、废渣出料软管；38、旋转磁套管；39、外磁套；40、送料夹层通道；41、物料螺旋翅片；42、进料环形套部；43、进料口部；44、物料下落转套；45、物料向下输出部。
具体实施方式
20.实施例1，如图1-6所示，本发明实施例提供固废危险废物处理系统及方法。本实施例的固废危险废物处理系统，借助于回转窑炉组件1，在回转窑炉组件1对应端部分别设置有送料部3及沉淀部2。其将物料下落进入窑炉中，其优选为锥度口，从而方便下落的兼容性。
21.如图2-4所示，本实施例的回转窑炉组件1，回转窑炉组件1包括窑炉机架4，其结构可以根据情况调整，图2省略了部分结构；在窑炉机架4上设置有调整倾斜组件8；在调整倾斜组件8上有摆动架体25；在摆动架体25上同轴设置第一支撑组件6及第二支撑组件7，其具有轴承座、密封圈、法兰部、螺丝螺母等通用组件。倾斜调整，其调整平稳，从而使得物料输出。
22.在第一支撑组件6及第二支撑组件7旋转设置有转窑组件5，其卧式设置，其角度可
调，从而保证物料输出。
23.第一支撑组件6包括左侧端头座12；第二支撑组件7包括右侧端头座10；从而实现旋转支撑，分担窑炉的重力。
24.作为旋转驱动，转窑组件5包括架设在左侧端头座12及右侧端头座10上的窑炉本体9；在窑炉本体9上同轴设置有主旋转齿轮18；通过驱动齿轮旋转，实现窑炉的旋转。
25.在窑炉本体9两端分别设置有朝下的下落通道通道11及朝上的物料下落通道13；从而方便物料在自重作用下，进行下落。
26.在摆动架体25上分别设置有驱动支撑架体14，实现了支撑，图3仅仅给了部分驱动组件，及炉体旋转托座19，在驱动支撑架体14上同轴设置有导向弧形滑道15及联动旋转齿圈17；在驱动支撑架体14上分布有若干驱动齿轮组件16；在导向弧形滑道15中旋转有联动旋转齿圈17；驱动齿轮组件16啮合主旋转齿轮18和/或同时啮合联动旋转齿圈17及主旋转齿轮18；本发明通过齿轮驱动旋转，其稳定平稳。
27.在炉体旋转托座19上托载有窑炉本体9，其可以采用传统窑炉，也可以是其他窑炉。
28.在窑炉机架4包括机架底座20；其结构可以是箱体、壳体或板材结构。
29.调整倾斜组件8包括两条设置在机架底座20上的纵向滑道部22及在两纵向滑道部22之间的铰接支座部21；从而实现纵向移动驱动。
30.在纵向滑道部22上行走有纵向滑块座23，在纵向滑块座23铰接有斜向铰接座24；在摆动架体25下表面设置有上倾斜轨道26；斜向铰接座24在上倾斜轨道26下部滑动设置；在机架底座20上设置有直线驱动部，其可以是液压缸、直线推杆或其他直线往返结构，直线驱动部铰接有纵向滑块座23；从而实现利用斜面实现窑炉本体的倾斜角度调整，相比于传统固定倾斜，本发明可以实现动态调整，以根据物料存储量保证物料的均匀输出，还通过倾角调整，实现物料与燃料的充分螺旋搅拌。
31.在摆动架体25四角部设置有用于与机架底座20接触的缓冲座体27；从而实现辅助支撑，分担滑块座的受力。
32.在摆动架体25上设置有工艺开口部28，方便安装下通管道等组件。
33.窑炉本体9具有同轴的外管套体及内旋转隔管套32；在外管套体与内管套体之间设置有送料夹层通道40；本发明通过夹套设计，可以满足热量的充分吸收交换。送料夹层通道40具有螺旋片，图为示意图。
34.在内旋转隔管套32中设置有中心燃料通道组件36；可以实现燃料的推送，其套管内可设置加热丝，实现辅热。
35.中心燃料通道组件36包括中心套管及反向且同轴设置在中心套管内外侧壁上的内螺旋片通道30及外螺旋片通道31；从而实现了燃料从移动送入与送出，从而简化结构，使得燃料充分加热，释放能量。
36.在左侧端头座12一侧下部设置有下落通道部29；其实现了废料的输出。
37.在内旋转隔管套32右端设置有锥孔内腔35，从而实现了对废渣的调节，避免废渣过渡挤压在端头内腔，在该位置可以设置若干顶杆或高压送气孔，避免堵塞与燃料过渡挤压，还可以送氧气助燃；在锥孔内腔35中设置有变向工位33；中心套管右端口位于变向工位33，在中心套管右端口的外侧壁上分布有径向通孔部34，从而实现燃料
输出。
38.外管套体为旋转磁套管38，在驱动支撑架体14上设置有外磁套39；本发明一大创新在于，巧妙利用磁悬浮原理，实现了内外磁套的分离或避免过渡挤压，从而减轻磨损。
39.在送料夹层通道40中设置有物料螺旋翅片41，其可以实现物料推送；
40.在旋转磁套管38两端分别设置有进料环形套部42及物料下落转套44；在进料环形套部42上端连通有进料口部43；在物料下落转套44下端连通有物料向下输出部45。其利用环形套与外管套体的配合，实现了旋转配合。
41.下落通道部29连通有废渣出料软管37或漏斗；进料口部43配套有软管或漏斗；物料向下输出部45配套有软管或漏斗；实现了物料下落的兼容性。
42.中心燃料通道组件36的进口处连接有软管或漏斗。
43.内旋转隔管套32为磁力互斥的双层磁管；其为理论结构保护。
44.物料螺旋翅片41与中心燃料通道组件36的旋转角速度相同或不同，可以根据工作进行调整，从而实现物料、燃料双输出。
45.当空载时，回转窑炉组件1的重心在铰接支座部21靠近物料进入一侧，当物料螺旋输送时，回转窑炉组件1的重心在铰接支座部21靠近物料输出一侧；从而降低倾斜调整的负荷。
46.内螺旋片通道30与物料螺旋翅片41旋转方向相同。
47.本实施例的固废危险废物处理方法，借助于固废危险废物处理系统。
48.将物料从送料部3通过进料口部43进入送料夹层通道40中；将脱水固废燃料通过中心燃料通道组件36送入；
49.步骤二，驱动齿轮组件16直接或通过联动旋转齿圈17联动驱动主旋转齿轮18以第一支撑组件6与第二支撑组件7为依托旋转，从而带动物料螺旋翅片41带动物料前行；中心燃料通道组件36随窑炉本体9一同旋转或与窑炉本体9单独旋转，从而将燃料加热并推送前行；
50.步骤三，根据物料及燃料的增减，调整调整倾斜组件8，其中，通过推杆驱动纵向滑块座23带动斜向铰接座24移动，从而调节窑炉本体9以铰接支座部21为支点进行轴向角度倾斜；
51.其中，在中心燃料通道组件36内壁中附着有加热丝和/或送入氧气；
52.其中，在中心燃料通道组件36工作中；首先，燃料通过内螺旋片通道30进入并螺旋前行到变向工位33的径向通孔部34，推送到锥孔内腔35的外螺旋片通道31并反向推送到下落通道部29中排出；
53.其中，通过旋转磁套管38与外磁套39互斥和/或内旋转隔管套32互斥。
54.本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一列举。
55.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种回转窑炉组件(1)，其特征在于：回转窑炉组件(1)包括窑炉机架(4)；在窑炉机架(4)上设置有调整倾斜组件(8)；在调整倾斜组件(8)上有摆动架体(25)；在摆动架体(25)上同轴设置第一支撑组件(6)及第二支撑组件(7)；在第一支撑组件(6)及第二支撑组件(7)旋转设置有转窑组件(5)。2.根据权利要求1所述的回转窑炉组件(1)，其特征在于：第一支撑组件(6)包括左侧端头座(12)；第二支撑组件(7)包括右侧端头座(10)；转窑组件(5)包括架设在左侧端头座(12)及右侧端头座(10)上的窑炉本体(9)；在窑炉本体(9)上同轴设置有主旋转齿轮(18)；在窑炉本体(9)两端分别设置有朝下的下落通道通道(11)及朝上的物料下落通道(13)；在摆动架体(25)上分别设置有驱动支撑架体(14)及炉体旋转托座(19)，在驱动支撑架体(14)上同轴设置有导向弧形滑道(15)及联动旋转齿圈(17)；在驱动支撑架体(14)上分布有若干驱动齿轮组件(16)；在导向弧形滑道(15)中旋转有联动旋转齿圈(17)；驱动齿轮组件(16)啮合主旋转齿轮(18)和/或同时啮合联动旋转齿圈(17)及主旋转齿轮(18)；在炉体旋转托座(19)上托载有窑炉本体(9)。3.根据权利要求2所述的回转窑炉组件(1)，其特征在于：在窑炉机架(4)包括机架底座(20)；调整倾斜组件(8)包括两条设置在机架底座(20)上的纵向滑道部(22)及在两纵向滑道部(22)之间的铰接支座部(21)；在纵向滑道部(22)上行走有纵向滑块座(23)，在纵向滑块座(23)铰接有斜向铰接座(24)；在摆动架体(25)下表面设置有上倾斜轨道(26)；斜向铰接座(24)在上倾斜轨道(26)下部滑动设置；在机架底座(20)上设置有直线驱动部，直线驱动部铰接有纵向滑块座(23)；在摆动架体(25)四角部设置有用于与机架底座(20)接触的缓冲座体(27)；在摆动架体(25)上设置有工艺开口部(28)。4.根据权利要求3所述的回转窑炉组件(1)，其特征在于：窑炉本体(9)具有同轴的外管套体及内旋转隔管套(32)；在外管套体与内管套体之间设置有送料夹层通道(40)；在内旋转隔管套(32)中设置有中心燃料通道组件(36)；中心燃料通道组件(36)包括中心套管及反向且同轴设置在中心套管内外侧壁上的内螺旋片通道(30)及外螺旋片通道(31)；在左侧端头座(12)一侧下部设置有下落通道部(29)；在内旋转隔管套(32)右端设置有锥孔内腔(35)；在锥孔内腔(35)中设置有变向工位(33)；中心套管右端口位于变向工位(33)，在中心套管右端口的外侧壁上分布有径向通孔部(34)。5.根据权利要求3所述的回转窑炉组件(1)，其特征在于：外管套体为旋转磁套管(38)，在驱动支撑架体(14)上设置有外磁套(39)；在送料夹层通道(40)中设置有物料螺旋翅片(41)；在旋转磁套管(38)两端分别设置有进料环形套部(42)及物料下落转套(44)；在进料环
形套部(42)上端连通有进料口部(43)；在物料下落转套(44)下端连通有物料向下输出部(45)。6.根据权利要求3所述的回转窑炉组件(1)，其特征在于：下落通道部(29)连通有废渣出料软管(37)或漏斗；进料口部(43)配套有软管或漏斗；物料向下输出部(45)配套有软管或漏斗；中心燃料通道组件(36)的进口处连接有软管或漏斗。7.根据权利要求3所述的回转窑炉组件(1)，其特征在于：内旋转隔管套(32)为磁力互斥的双层磁管；物料螺旋翅片(41)与中心燃料通道组件(36)的旋转角速度相同或不同。8.根据权利要求3所述的回转窑炉组件(1)，其特征在于：当空载时，回转窑炉组件(1)的重心在铰接支座部(21)靠近物料进入一侧，当物料螺旋输送时，回转窑炉组件(1)的重心在铰接支座部(21)靠近物料输出一侧；内螺旋片通道(30)与物料螺旋翅片(41)旋转方向相同。9.一种固废危险废物处理系统，其特征在于：借助于回转窑炉组件(1)，在回转窑炉组件(1)对应端部分别设置有送料部(3)及沉淀部(2)。10.一种固废危险废物处理方法，其特征在于：借助于固废危险废物处理系统；方法执行以下步骤；步骤一，将物料从送料部(3)通过进料口部(43)进入送料夹层通道(40)中；将脱水固废燃料通过中心燃料通道组件(36)送入；步骤二，驱动齿轮组件(16)直接或通过联动旋转齿圈(17)联动驱动主旋转齿轮(18)以第一支撑组件(6)与第二支撑组件(7)为依托旋转，从而带动物料螺旋翅片(41)带动物料前行；中心燃料通道组件(36)随窑炉本体(9)一同旋转或与窑炉本体(9)单独旋转，从而将燃料加热并推送前行；步骤三，根据物料及燃料的增减，调整调整倾斜组件(8)，其中，通过推杆驱动纵向滑块座(23)带动斜向铰接座(24)移动，从而调节窑炉本体(9)以铰接支座部(21)为支点进行轴向角度倾斜；其中，在中心燃料通道组件(36)内壁中附着有加热丝和/或送入氧气；其中，在中心燃料通道组件(36)工作中；首先，燃料通过内螺旋片通道(30)进入并螺旋前行到变向工位(33)的径向通孔部(34)，推送到锥孔内腔(35)的外螺旋片通道(31)并反向推送到下落通道部(29)中排出；其中，通过旋转磁套管(38)与外磁套(39)互斥和/或内旋转隔管套(32)互斥。

技术总结
本发明涉及固废危险废物处理系统及方法，其包括窑炉机架；在窑炉机架上设置有调整倾斜组件；在调整倾斜组件上有摆动架体；在摆动架体上同轴设置第一支撑组件及第二支撑组件；在第一支撑组件及第二支撑组件旋转设置有转窑组件。一种固废危险废物处理系统，借助于回转窑炉组件，在回转窑炉组件对应端部分别设置有送料部及沉淀部。一种固废危险废物处理方法，借助于固废危险废物处理系统；本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。结构紧凑且使用方便。结构紧凑且使用方便。


技术研发人员：王振勇 薛宏魁 张华
受保护的技术使用者：河北曲寨矿峰水泥股份有限公司
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/7/7