• 水泥窑、炉分离热解处置氰化物污染土壤的系统的制作方法

    文档序号:16562553发布日期:2019-01-08 22:24
    水泥窑、炉分离热解处置氰化物污染土壤的系统的制作方法

    本实用新型属于污染土处理技术领域,特别是涉及一种水泥窑、炉分离热解处置氰化物污染土壤的系统。



    背景技术:

    氰化物是剧毒物质,通过呼吸道或消化道进入体内,与体内细胞色素氧化酶中的三价铁结合,从而导致细胞不能利用氧,失去了传递氧的作用,最终导致机体缺氧死亡,因此,含氰污染土必须经过科学合理的处置才能有效防止对人、动物、植物以及农业带来危害。

    含氰污染土水分较大(>15%),在处置过程中大量的水分蒸发急剧吸收窑内温度,造成烟室温度大幅降低(≤300℃),而传统的水泥回转窑工艺中烟室温度在1050±50℃,煤粉的着火点正常在600℃左右,大量水蒸气在进入分解炉后,造成分解炉内的煤粉无法正常燃烧,后燃现象非常严重,进而造成预热器整体温度升高,二级筒出口温度≥800℃,随着处置时间的延长煤粉后燃现象会更加严重,给预热器系统的安全运行增加隐患,只能被迫采取停窑降温措施。

    在传统水泥熟料生产中粘土通常用来作为生料配料中的硅质原料和铝质原料,其中的二氧化硅、三氧化铝以及其它有害物质(碱、氯、硫)含量较多,造成其烧成范围非常狭窄。而污染土内主要化学成分是硅、铝、铁、镁以及其它碱性物质,若单纯的焚烧污染土,在煅烧过程中液相很容易出现,在遇到篦冷机的冷却风时必然在窑前出现厚结圈,同时高温粘结的物料洒落在篦冷机固定篦板处形成雪人,严重时雪人的高度超过篦冷机壳体顶部而停窑,这些都无法保证处置过程的连续性和稳定性。



    技术实现要素:

    本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种水泥窑、炉分离热解处置氰化物污染土壤的系统,采用窑、炉分离独立煅烧技术,实现含氰化物的污染土在入窑后与窑内的高温气体充分接触发生解析,含氰化物的废气进入分解炉内,利用二次燃烧技术进行高温裂解,同时处置系统整体处在一个负压的环境,最终实现了含氰污染土的资源化、无害化、安全化处置,并有效杜绝二次污染。

    本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:

    一种水泥窑、炉分离热解处置氰化物污染土壤的系统,包括预热器、分解炉、窑尾烟室、水泥窑和篦冷机,其特征在于,所述分解炉底部的锥形外壳体的内侧壁上设有阻风托板,所述阻风托板的中心开设下料孔一,所述下料孔一的底部设有下料筒,所述下料筒伸入窑尾烟室,所述窑尾烟室上设有污染土下料管。

    所述阻风托板和下料筒采用耐火浇注料一体浇筑成型。

    所述阻风托板的厚度为300-500mm。

    位于下料孔一周围的阻风托板上还均匀开设有若干个下料孔二,所述下料孔二的孔径小于下料孔一的孔径。

    所述下料筒的出料口为斜口,且所述斜口的朝向与水泥窑内烟气流向相反。

    所述分解炉上还设有单管三通道窑尾油煤混烧枪。

    采用上述系统进行水泥窑、炉分离热解处置氰化物污染土壤的工艺,包括如下步骤:

    1)污染土经过前期处理后由一线水泥窑窑尾烟室入窑;

    2)水泥窑内热解脱附:污染土处理量50~75t/h,窑头用煤2.5~5t/h,柴油用量80~300L/h,水泥窑内焚烧温度≥1000℃,保证火焰燃烧稳定;控制水泥窑窑速为1.0~3.0r/min,污染土在水泥窑中的停留时间≥35min,使水泥窑内污染土中的氰化物进行解析;

    3)分解炉内氰化物裂解:热处理过程中产生的氰化物气体,进入分解炉内进行高温焚烧处置,窑尾用煤1.0~3.0t/h,柴油用量100~450L/h,分解炉内燃烧温度控制在950~1200℃,分解炉出口温度控制在850~950℃,尾气在分解炉内的停留时间大于3秒,使氰化物彻底裂解。

    所述系统整体处于一个负压的环境。

    所述预热器的一级筒负压为-1000~-3000pa。

    所述预热器的一级筒内投入5~30t/h用于吸附硫化物的催化剂。

    与现有技术相比,本实用新型具有的优点和积极效果是:

    1)本实用新型通过在窑尾烟室与分解炉连接处,设置阻风托板,保证了分解炉内的燃料得到充分燃烧,污染土中的有害物质得到彻底分解,同时在阻风托板上开孔增设下料孔,稳定烟气流场,改善窑头燃料的燃烧效率,维持窑头火焰合理的形状,使得窑内温度梯度分布更加合理,提高污染土热解和裂解的效率;

    2)本实用新型彻底改变了水泥窑内的温度梯度分布,有效避免了窑内出现集中高温造成的污染土熔化现象,保证此处置工艺系统的连续和稳定运行;再次,由于新型干法水泥生产工艺的特点,分解炉内容易出现积料,而增设的下料孔和下料筒可以保证分解炉内物料的顺畅通过,避免存在下料盲区,减少分解炉内物料的堆积;

    3)本实用新型将分解炉由原来单一的燃料供给方式改为油煤混合燃料供给的燃烧方式,燃料燃烧更加充分,明显降低了能源的消耗,很大程度上降低了污染土中的水分在高温作用下变成水蒸气进入分解炉造成其内部温度梯度紊乱的影响,确保分解炉内燃料的稳定燃烧,系统温度长期稳定在950至1200度,以达到氰化物彻底裂解和无害化处置;

    4)本实用新型通过分解炉技术创新,实现了窑列、炉列工艺分开,改变了传统水泥回转窑的点火、升温模式,实现了窑头和分解炉同时点火升温,既解决了在冷态状态下分解炉内燃料的独立燃烧,实现对含氰气体的裂解;又打破常规下水泥回转窑的升温规律,大幅降低其升温时间,最终改变了原有回转窑的运行模式;

    5)充分利用原有设施和工艺结构布局,降低投资,含氰污染土在水泥窑内与窑头火焰进行逆流换热,将土壤中的污染物彻底进行解析,利用窑尾分解炉内的高温进行裂解,含氰废气二次加温,并用催化剂吸附煤粉中带入的硫化物,保证环保指标严格低于国家控制标准,实现了含氰污染土的资源化、安全化处置,最终实现了水泥窑可以大规模处置污染土的目的;

    6)通过窑、炉分离技术,避免水份和气流波动对分解炉内燃料完全燃烧的影响,稳定了预热器系统的整体温度,确保氰化物在系统内有足够的停留时间,保证氰化物彻底热裂解。

    7)热处理过程产生的气体充分利用此次的独立燃烧技术,彻底避免了窑内解析的氰化物发生短路进而直排大气,造成环境二次污染的情况。

    附图说明

    图1是本实用新型的结构示意图。

    图中:1-分解炉,2-窑尾烟室,3-水泥窑,4-阻风托板,41-下料孔一,42-下料孔二,5-下料筒,6-窑尾油煤混烧枪,7-污染土下料管。

    具体实施方式

    为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下:

    实施例:

    一种水泥窑、炉分离热解处置氰化物污染土壤的系统,包括预热器、分解炉1、窑尾烟室2、水泥窑3和篦冷机,分解炉1底部的锥形外壳体的内侧壁上设有阻风托板4,阻风托板4的中心开设下料孔一41,下料孔一41的底部设有下料筒5,下料筒5伸入窑尾烟室2,阻风托板4和下料筒5采用耐火浇注料(型号G-16K)和锚固件(材质:1Gr18Ni9Ti)一体浇筑成型,形成厚度为300-500mm的阻风托板,下料筒的内径大小根据污染土处置量,窑内温度梯度分布,窑内的通风量,窑炉内燃料的燃烧效果进行调整,当污染土处理量为50~75t/h时,下料筒的内径控制在70-115cm;分解炉1上设有单管三通道窑尾油煤混烧枪6,三个通道分别用于供给油、煤和风,窑尾烟室2上设有污染土下料管7,污染土直接由窑尾烟室入窑。

    为避免存在下料盲区,造成分解炉内物料堆积,位于下料孔一41周围的阻风托板4上还均匀开设有若干个下料孔二42,下料孔二42的孔径小于下料孔一41的孔径。

    下料筒5的出料口为斜口,且斜口的朝向与水泥窑内烟气流向相反,可以最大限度地降低烟气紊流对分解炉燃料燃烧产生的不利影响,起到稳定火焰的目的,保证二次燃烧效果,提高氰化物裂解效率。

    采用上述系统进行水泥窑、炉分离热解处置氰化物污染土壤的工艺,包括如下步骤:

    1)首先将污染土经过筛分破碎、密闭传输与均化、进料计量等一系列的前期处理后由一线水泥窑窑尾烟室入窑;

    2)污染土在水泥窑内热解脱附:污染土处理量50~75t/h,窑头用煤2.5~5t/h,柴油用量80~300L/h,水泥窑内焚烧温度≥1000℃,保证火焰燃烧稳定;控制水泥窑窑速为1.0~3.0r/min,污染土在水泥窑中的停留时间≥35min,使水泥窑内污染土中的氰化物进行解析;

    3)分解炉内进行氰化物裂解:热处理过程中产生的氰化物气体,进入分解炉内进行高温焚烧处置,窑尾用煤1.0~3.0t/h,柴油用量100~450L/h,分解炉内燃烧温度控制在950~1200℃,分解炉出口温度控制在850~950℃,尾气在分解炉内的停留时间大于3秒,使氰化物彻底裂解;修复的土壤经过篦冷机冷却后存于原有工艺布局的熟料储存库,冷却交换后的高温气体经三次风管拉风至分解炉作为助燃空气利用。

    在进行氰化物污染土处置工艺时,系统整体处于一个负压的环境,从而确保不发生环境的二次污染,最终达到资源化、安全化、无害化修复合格土壤的目的。预热器的一级筒负压为-1000~-3000pa,可保证整个系统的正常运行。

    预热器的一级筒内投入5~30t/h用于吸附硫化物的催化剂,如石灰石粉等,进一步确保系统尾气满足环保排放要求,。

    综上所述,本实用新型实现了窑、炉工艺分离,既解决了窑、炉独立点火、独立煅烧技术,又打破常规窑升温规律、大幅降低升温时间,改变原有的投料模式,大幅降低系统通风量的同时又有效地避免了含水率(>20%)较高的污染土对窑尾燃料正常燃烧所产生的弊端;此实用新型彻底改变了回转窑内的工艺温度分布带,温度梯度分布有效避免了窑内出现高温集中造成污染土熔化的现象,保证此处置工艺系统的稳定和连续运行,实现了水泥窑大规模处置污染土的目的。

    以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制,凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改,等同变化与修饰,均属于本实用新型技术方案的范围内。

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