危废回转窑焚烧工艺的制作方法

[0001]
本发明属于危废焚烧技术领域，具体涉及一种危废回转窑焚烧工艺。


背景技术：

[0002]
危废，是危险废物的简称，是指列入国家危险废物名录或根据国家规定的危险废物鉴定标准和鉴定方法认定的具有危险废物特性的废物。大部分危废都含有有毒有害物质，若随意排放会对环境造成污染，因此通常需要对其进行处理后再排放。
[0003]
现目前通常是使用回转窑来对危废进行焚烧处理，再将焚烧后的灰渣进行排放。而焚烧后的灰渣的热灼减率是判定回转窑正常与否最有力的依据，能推算出焚烧的完成状况。
[0004]
通常危废的利用回转窑进行焚烧时，通入回转窑内的空气不能充分扩散、形成的流场不全面覆盖、沿回转窑的轴移动速度过高等都会导致热灼减率提高，即不能保证危废的充分燃烧，而目前通常的做法就是提高空气的供入量，但这样又会使得回转窑的空气过剩系数过高，造成热量的大量损失，例如目前常用回转窑焚烧工艺，会在窑头罩顶部开设一个风孔，并利用风孔进行供风，为保证热灼减率在5％～8％的范围内，回转窑的空气过剩系数达到了1.5～2.0，因此目前工艺不能同时确保较低的热灼减率和较低的空气过剩系数。


技术实现要素：

[0005]
本发明意在提供一种危废回转窑焚烧工艺，能够确保危废焚烧后的热灼减率低，且空气过剩系数低，因此实现危废既充分焚烧又能减少焚烧过程中热量的损失。
[0006]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，危废回转窑焚烧工艺，采用危废回转窑实现，危废回转窑包括支撑架和转动连接在支撑架上的筒体，支撑架上还固定有驱动筒体转动的电机，筒体的两端分别设置有窑头罩和窑尾罩，且筒体与窑头罩、窑尾罩均转动密封连接，窑尾罩的上设有用于焚烧危废的焚烧管，窑尾罩的下部设有出渣口，窑头罩呈圆筒形，窑头罩的侧壁上设有主风孔和副风孔，主风孔位于窑头罩的顶部，主风孔与副风孔不在窑头罩的同一周向线上，主风孔靠近筒体设置，副风孔远离筒体一侧设置；
[0007]
将危废持续投放至筒体内进行焚烧，当筒体内的温度上升至1000℃～1150℃后，再从主风孔和副风孔向窑头罩内供入空气，且两者的风速一致，使空气沿着筒体内壁呈螺旋前进，提高燃烧率；待危废焚烧后，再从出渣口将灰渣导出。
[0008]
本技术方案的有益效果：
[0009]
1、本方案中焚烧的过程中，通过主风孔和副风孔导入空气，由于窑头罩的外壁呈圆筒形，因此空气会沿着转筒的内壁呈螺旋前进，并在转筒内形成稳定的旋转湍流流场；另外通过模型模拟，将危废焚烧的空气过剩系数控制在0.8～1.0之间来调节空气的供入量时，可得到的旋转湍流流场，使得回转窑的危废焚烧热灼减率低于3％，在确保低的过剩系数前提下，还能保证低得多热灼减率，提高燃烧率；
[0010]
2、本方案能够保证回转窑低的热灼减率，又保证了回转窑低的空气过剩系，减少
热量的损失的原理在于，由于供入的空气在转筒内呈螺旋形前进，通过动力场模型计算发现，从主风孔进入而形成的旋转流场，相邻的螺旋之间流场强度会相对较弱，因此发明人据此进行了研究设计，在窑头罩上设置副风孔，以对主风孔的旋转流场起到补强的作用，从而提高流场在转筒内部径向的均匀性。
[0011]
进一步，同时从主风孔和副风孔向窑头罩内供入气体。
[0012]
有益效果：通过模拟计算，同时供入能够保证副风孔螺旋气流的补强作用。
[0013]
进一步，从副风孔供入空气的时间相较于主风孔为延迟供入，且延迟供入的时间不超过5min。
[0014]
有益效果：通过模拟计算，延迟供入不会影响副风孔螺旋气流的补强效果。
[0015]
进一步，主风孔与副风孔的垂直距离为d，主风孔的孔径为d，其中d≤d＜2d。
[0016]
有益效果：通过模拟计算，当垂直距离d位于主风孔的孔径d与两倍孔径d之间时，发现将危废焚烧的空气过剩系数控制在0.8～1.0之间来控制空气的供入量时，回转窑的危废焚烧热灼减率超过了5％，可见在这个范围内，副风孔形成的螺旋气流的补强效果最佳。
[0017]
进一步，焚烧过程中对筒体靠近窑尾罩的一端进行刮焦处理。
[0018]
有益效果：由于窑尾罩处设有出渣口，使得筒体的尾端与空气接触量大，因此与筒体中部的温差较大，而部分危废移动至尾部后不能充分燃烧，便会在回转窑的尾部结焦；而结焦后会造成尾部堵塞，使得焚烧后的灰渣排出困难。因此本技术方案提供的焚烧工艺中，对筒体靠近窑尾罩一端进行刮焦处理，能够便于焚烧后的灰渣排出，避免灰渣在筒体内堆积，影响危废的焚烧。
[0019]
进一步，使用在线除焦装置进行刮焦处理，在线除焦装置包括安装架，安装架上转动连接有除焦轴，除焦轴上同轴设置有螺旋刮焦刀；安装架上还固定有收料板，收料板位于除焦轴的下方；收料板上表面朝向远离安装架方向向下倾斜设置；窑尾罩上设有供在线除焦装置插入的通孔。
[0020]
有益效果：回转窑运行时，筒体发生转动，同时除焦轴带动螺旋刮焦刀也发生转动，进而能实现与筒体内的结焦物发生相对转动，将筒体内壁的结焦物刮下。而且在刮下结焦物时，由于螺旋刮焦刀呈螺旋状，因此能够将结焦物搅碎；搅碎后的结焦物落至收料板上，并沿着倾斜的收料板滑动，能够将结焦物导入筒体的中部进行再次的焚烧。
[0021]
进一步，安装架上还固定有可封闭窑尾罩上的通孔的挡板；除焦轴和收料板均贯穿挡板，且除焦轴与挡板转动连接。
[0022]
有益效果：设置挡板能够将窑尾罩上的通孔进行封闭，减少筒体尾端与气体发生的热交换的量，进而降低筒体尾端的热量流失，减小筒体尾部与中部的温度差，能够减少将结焦量。
[0023]
进一步，收料板内设有导出通道、位于导出通道下方的导入通道以及两端分别与导入通道和导出通道连通的连通槽，导入通道远离挡板的一端与外部连通；收料板顶部设有与导出通道远离挡板的一端连通的导料口；还包括一根贯穿收料板且延伸至导出通道内的导料轴，导料轴外周设有螺旋的导料叶片。
[0024]
有益效果：结焦物落至收料板上后，沿着倾斜的上料板表面滑动，并通过导料口进入导出通道内，此时导料轴带动螺旋的导料叶片转动，对结焦物进行传送，同时螺旋叶片会挤压结焦物，起到对结焦物进行破碎的作用。而结焦物被传送至连通槽处后，落至导入通道
内，再导入回转窑内进行再次焚烧处理；结焦物在被破碎后，焚烧处理的效果能更佳，因此能缩短对结焦物焚烧处理的时间。
[0025]
进一步，导入通道内沿其长度方向滑动连接有推动块，推动块上连接有贯穿收料板且与收料板滑动连接的推杆，推动块的顶部固定有与导入通道顶部相贴的支撑板，支撑板为伸缩板，支撑板远离推动块的一端与导入通道内壁固定；安装架上还设有驱动推杆的驱动件。
[0026]
有益效果：通过推杆推动推动块滑动，能带动导入通道内的结焦物移动，实现将物料推入回转窑内。而推动块在推动结焦物进入回转窑内时，支撑板会被拉伸，从而封闭连通槽，避免结焦物进入推动块与导入通道的封闭端之间，导致无法导出的情况出现。
[0027]
进一步，驱动件包括转动连接安装架上的转盘，转盘上偏心铰接有连杆，连杆与推杆位于收料板外的一端铰接。
[0028]
有益效果：连杆、推杆和推动块构成曲柄滑块机构，因此在转盘转动时，能带动推动块往复移动，并且推动块发生的运动是急行运动，能够给予结焦物一个快速抛向回转窑内的力，使得结焦物进入回转窑的中部，使得再次焚烧的效果佳。
附图说明
[0029]
图1为本发明实施例1的结构示意图；
[0030]
图2为图1中a-a向剖视图；
[0031]
图3为本发明实施例1中使用的在线除焦装置的纵向剖视图；
[0032]
图4为本发明实施例2中回转窑的筒体的纵向剖视图；
[0033]
图5为图3中b-b向剖视图；
[0034]
图6为本发明实施例4的结构示意图；
[0035]
图7为本发明实施例5的结构示意图；
[0036]
图8为本发明实施例6的结构示意图。
具体实施方式
[0037]
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
[0038]
说明书附图中的附图标记包括：筒体1、窑头罩11、主风孔111、副风孔112、导流套筒113、窑尾罩12、通孔121、出渣口122、进料管13、焚烧管14、耐火砖2、挡板3、导出口31、除焦轴4、螺旋刮焦刀41、收料板5、导料口51、导出通道52、连通槽53、导入通道54、挡块55、导料轴6、导料叶片61、推动块7、支撑板71、推杆72、连杆73、转盘8。
[0039]
实施例1：
[0040]
危废回转窑焚烧工艺，使用危废回转窑来实现，危废回转窑，基本如附图1所示，包括支撑架和转动连接在支撑架上的筒体1，筒体1从左至右向下倾斜设置，筒体1的倾斜角度根据实际需求进行设置，本实施例中筒体1的倾斜角度为10
°
。支撑架上还固定有电机，电机的驱动轴上同轴固定有主动齿轮，筒体1外同轴固定有与主动齿轮啮合的从动齿圈，因此能实现电机带动主动齿轮转动，并且通过从动齿圈的传动，实现筒体1的转动。
[0041]
筒体1的左端转动连接有窑头罩11，筒体1的右端转动连接有窑尾罩12，窑头罩11和窑尾罩12与筒体1之间均设有一圈静压环，因此能实现对窑头罩11与筒体1和窑尾罩12与
筒体1之间进行密封。窑头罩11和窑尾罩12均固定在支撑架上，且窑头罩11和窑尾罩12均呈圆筒状。窑尾罩12右侧壁的底部设有出渣口122，能够用于将危废焚烧后的灰渣排出。窑尾罩12右侧壁的上部还设置有通孔121。
[0042]
还包括一根焚烧管14和一根进料管13，进料管13呈l型，进料管13包括贯穿窑头罩11的横管和与横管左端连通的竖管，横管的右端延伸至筒体1内，竖管的顶端设有锥形的导料罩。焚烧管14贯穿窑尾罩12且左端延伸至筒体1内，将焚烧管14与储存有可燃气体的罐体连通，能够将可燃气体导入筒体1内，实现对危废的焚烧。
[0043]
窑头罩11包括圆筒形的外壁和连接在外壁两端的端盖，在窑头罩11的外壁上设有主风孔111和副风孔112，其中主风孔111位于外壁的顶部，主风孔111与副风孔112均为圆形孔，主风孔111的孔径要大于副风孔112的孔径，且主风孔111与副风孔112错位设置，即不在窑头罩11的同一周向线上，主风孔111靠近筒体1设置，而副风孔112远离筒体1一侧设置，设定主风孔111的孔径为d，主风孔111与副风孔112的垂直距离为d，其中d≤d＜2d，而主风孔111到副风孔112的直线距离为l，本实施例中d＝d，且l＝d，即副风孔112位于外壁的顶部，主风孔111和副风孔112的中心位于同一条与窑头罩11的轴向平行的直线上。
[0044]
筒体1内沿轴向依次设置有多组物料分散结构，每组物料分散结构均包括沿筒体1内壁周向布置的多组耐火砖组，物料分散结构和耐火砖组的数量根据实际需求进行设置。结合图2所示，本实施例中每个物料分散结构均包括11组耐火砖组，每组耐火砖组包括一块较高的耐火砖2和一块较低的耐火砖2，较高的耐火砖2与较低的耐火砖2的高度差为50mm或100mm，本实施例优选50mm，且与较高的耐火砖2相邻的均为较低的耐火砖2；即，每个物料分散结构的耐火砖2均按照a、a+50mm、a.....a、a+50mm的方式循环设置。
[0045]
本实施例中每组物料分散结构均包括一个较高的物料分散结构和一个较低的物料分散结构，较高的物料分散结构与较低的物料分散结构的高度差为50mm或100mm，本实施例优选50mm；且与较高的物料分散结构相邻的均为较低的物料分散结构。即物料分散结构按照(a、a+50mm、a.....a、a+50mm)、(a、a+50mm、a.....a、a+50mm)+50mm、(a、a+50mm、a.....a、a+50mm)......的形式排布。
[0046]
危废回转窑焚烧工艺，具体如下：
[0047]
首先，将待焚烧的危废通过进料管13导入筒体1内，再通过焚烧管14向筒体1内导入可燃气体，并点燃，实现对危废的焚烧；同时启动电机，利用电机带动主动齿轮转动，并通过从动齿圈的传动实现筒体1的转动；筒体1在转动的过程中，会带动内壁的物料分散结构转动，多组物料分散结构拼接成凸齿状且具有螺旋形的凹槽，能够对危废进行搅动，使得危废均匀受热，提高焚烧的效果。
[0048]
第二步，当筒体1内的温度达到1000℃～1150℃，本实施例优选1150℃后，从主风孔111和副风孔112同时向窑头罩11内供入空气，且从主风孔111和副风孔112供入的空气流速一致；由于窑头罩11的外壁呈圆筒形，因此从主风孔111和副风孔112进入的空气会沿着转筒的内壁呈螺旋前进，并在转筒内形成稳定的旋转湍流流场。
[0049]
并且根据模型模拟，将筒体1内危废焚烧的空气过剩系数控制在0.8～1.0之间，从而调节空气的供入量。
[0050]
第三步，使用在线除焦装置对筒体1尾部(右端)内壁进行在线除焦，本实施例中使用的在线除焦装置，如图3所示，包括安装架，安装架的底部设有移动轮，能实现安装架的移
动。安装架上固定有可封闭窑尾罩12的通孔121的挡板3，即挡板3与窑尾罩12相抵时，将通孔121封闭；挡板3的下部设有与出渣口122连通的导出口31。
[0051]
还包括贯穿挡板3上部且与挡板3转动连接的除焦轴4，除焦轴4位于挡板3左侧的部分上设有螺旋刮焦刀41；安装架上还固定有驱动电机，驱动电机与除焦轴4的右端同轴固定。挡板3左侧壁上位于除焦轴4下方处固定有收料板5，收料板5的上表面从右至左向下倾斜设置；收料板5的左端固定有挡块55。
[0052]
收料板5内设有横向的导出通道52和导入通道54，且导入通道54位于导出通道52的下方；还包括将导出通道52的右部与导入通道54的右部连通的连通槽53。收料板5上表面设有与导出通道52的左端连通的导料口51，导入通道54的左端贯穿收料板5且与外部连通。
[0053]
导出通道52内设置有一根贯穿收料板5右端和挡板3的导料轴6，导料轴6与收料板5和挡板3均转动连接。导料轴6位于导出通道52内的部分上设置有螺旋状的导料叶片61，能够实现将结焦物从左至右传送；导料轴6位于挡板3右侧的部分上同轴固定有转动轮，除焦轴4位于挡板3右侧的部分上也同轴固定有转动轮，两个转动轮之间套设有皮带，因此能实现导料轴6和除焦轴4的同步转动。
[0054]
导入通道54内横向滑动连接有推动块7，推动块7右侧的顶部固定有与导入通道54顶部相贴的支撑板71，支撑板71为伸缩板，支撑板71的右端与导入通道54的右端固定，因此在推动块7向左滑动时，能够将连通槽53封闭，当推动块7向右滑过连通槽53处时，通过连通槽53将导入通道54和导出通道52连通。
[0055]
推动块7的右侧固定有一根贯穿收料板5和挡板3的推杆72，推杆72与收料板5和挡板3横向滑动连接。还包括驱动推杆72横向滑动的驱动件，本实施例中，驱动件包括转动连接安装架上的转盘8，转盘8的轴线垂直于纸面，转盘8上同轴固定有转轴；转盘8上偏心铰接有连杆73，连杆73远离转盘8的一端与推杆72位于挡板3右侧的一端铰接。
[0056]
导料轴6上同轴固定有主动锥齿轮，转轴上同轴固定有与主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮。
[0057]
在线除焦具体为，将在线除焦装置移动至回转窑的右侧，并且将除焦轴4和收料板5通过通孔121插入回转窑内，使得除焦轴4上的螺旋刮焦刀41与回转窑的筒体1顶部内壁相贴，并且挡板3与窑尾罩12相贴。在回转窑的筒体1转动的同时，启动驱动电机，驱动电机带动除焦轴4转动，进而利用螺旋刮焦刀41将筒体1尾端的结焦物刮下。由于螺旋刮焦刀41呈螺旋状，因此在转动时能产生剪切力，将结焦物刮下的同时搅碎。
[0058]
结焦物被刮下后，落至收料板5上，并沿着倾斜的收料板5上表面向左滑动，再通过导料口51进入导出通道52内。除焦轴4在转动时，通过皮带传动，会带动导料轴6转动，进而对导出通道52内的结焦物从左至右转运，并且利用螺旋状的导料叶片61将结焦物进行再次破碎。当结焦物被转运至导出通道52的右端后，通过连通槽53进入导入通道54内。与此同时，通过主动锥齿轮和从动锥齿轮的传动，能实现转轴带动转盘8转动，而连杆73、推杆72和推动块7构成曲柄滑块结构，根据曲柄滑块结构的运动原理，能实现推动块7沿着导入通道54往复滑动，并且推动块7的往复滑动时急行的。因此，在推动块7向左滑动时，会推动导入通道54内的结焦物快速的滑动，并给予结焦物一个向左移动的初速度，使得结焦物落至筒体1的中部进行再次焚烧。
[0059]
而在推动块7向左滑动的过程中，支撑板71被拉伸，进而将连通槽53阻挡，能避免
结焦物进入导入通道54内。避免对推动块7向右滑动造成影响。
[0060]
第四步，随着筒体1的转动，能够利用物料分散结构形成的螺旋形凹槽对焚烧的后灰渣进行导流，并且筒体1从左至右向下倾斜设置，因此能够使得焚烧后的灰渣向右移动，使得灰渣移动至出渣口122处，再通过出渣口122将焚烧后的灰渣导出。
[0061]
最后，对回转窑的危废焚烧热灼减率进行检测，回转窑的危废焚烧热灼减率低于3％。
[0062]
综上，本实施例提供的危废回转窑焚烧工艺，能够在保证低的过剩系数前提下，还能确保热灼减率低，提高燃烧率。而且在整个焚烧过程中，对筒体1内壁的结焦物进行在线刮除，并将其转运至筒体1内部进行再次焚烧，能够方便灰渣导出的同时，提高危废焚烧的效果。
[0063]
实施例2：
[0064]
实施例2与实施例1的不同之处仅在于，如图5所示，本实施例中每个物料分散结构均包括8组耐火砖2组，每组耐火砖2组包括一块较高的耐火砖2和三块较低的耐火砖2，较高的耐火砖2与较低的耐火砖2的高度差为50mm或100mm，本实施例优选50mm，且与较高的耐火砖2相邻的均为较低的耐火砖2；即，每个物料分散结构的耐火砖2均按照a、a、a、a+50mm、a.....a+50mm、a、a、a、a+50mm的方式循环设置。
[0065]
结合图4所示，本实施例中每组物料分散结构均包括一个较高的物料分散结构和三个较低的物料分散结构，较高的物料分散结构与较低的物料分散结构的高度差为50mm或100mm，本实施例中优选50mm，且与较高的物料分散结构相邻的均为较低的物料分散结构。将一个较低的物料分散结构标记为a，即物料分散结构按照a、a、a、a+50mm、a......的形式排布。
[0066]
通过上述设置，能够使得物料分散结构形成的螺旋凹槽的宽度较大，能够对更多的危废进行搅拌，提高搅拌混合的效果，进而提高危废焚烧的效果。
[0067]
实施例3：
[0068]
实施例3与实施例1的不同之处仅在于，本实施例中d＝1.5d；通过模型模拟计算，得出与实施例1相似的结论，即将危废焚烧的空气过剩系数控制在0.8～1.0之间来控制空气的供入量，回转窑的危废焚烧热灼减率低于3％。
[0069]
实施例4：
[0070]
实施例4与实施例1的区别仅在于，如图6所示，本实施例中副风孔112位于外壁的中部；通过模型模拟计算，得出与实施例1相似的结论，即将危废焚烧的空气过剩系数控制在0.8～1.0之间来控制空气的供入量，回转窑的危废焚烧热灼减率低于3％。
[0071]
实施例5：
[0072]
实施例5与实施例1的区别仅在于，如图7所示，本实施例中副风孔112位于外壁的底部；通过模型模拟计算，得出与实施例1相似的结论，即将危废焚烧的空气过剩系数控制在0.8～1.0之间来控制空气的供入量，回转窑的危废焚烧热灼减率低于3％。
[0073]
实施例6：
[0074]
实施例6与实施例1的区别仅在于，如图8所示，本实施例中在窑头罩11内固定有导流套筒113，其中导流套筒113与窑头罩11的外壁同轴设置，副风孔112沿外壁的径向投影位于导流套筒113上，这样设置从副风孔112进入的空气，在导流套筒113的作用下，能够更好
的形成螺旋气流，对主风孔111排出的气流起到更好的补强作用。
[0075]
对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本专利实施的效果和专利的实用性。

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