用于焚烧喷嘴的冷却装置和用于焚烧喷嘴的冷却方法及其应用与流程

[0001]
本发明涉及危险废物处理领域，具体涉及一种用于焚烧喷嘴的冷却装置和用于焚烧喷嘴的冷却方法及其应用。


背景技术：

[0002]
近年来，危险废物的处置成为全世界的热门话题。危险废物如果处置不当，可能引起严重的环境与生态问题。同时，大部分危险废物中含有贵金属元素，具有较强的回收价值。因此，正确的处理含固危险废物，并回收其中的金属元素，具有显著的经济与社会意义。
[0003]
目前，含固危险废物主要通过回转窑进行无害化处理，此种炉型主要采用皮带进料或提升机进料方式，不涉及到冷却系统。
[0004]
气流床焚烧技术是实现乙炔铜废催化剂无害化转化利用的关键技术之一。气流床焚烧炉采用液态排渣方式，依据入炉原料和焚烧炉耐火衬里形式不同，焚烧炉操作温度通常在1100～1500℃之间，焚烧炉操作压力通常为-0.1～1mpa之间，喷嘴作为焚烧炉进料关键设备需要在此高温下长周期稳定运行，但焚烧喷嘴在长周期高温下存在易烧损、使用寿命短的问题。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的是为了克服现有技术存在的焚烧喷嘴在长周期高温下易烧损、使用寿命短的问题，提供一种用于焚烧喷嘴的冷却装置及用于焚烧喷嘴的冷却方法，通过使用本发明的用于焚烧喷嘴的冷却装置，能够降低焚烧喷嘴端部热辐射强度、强化冷却水换热，由此能够显著提高焚烧喷嘴的使用寿命，可实现焚烧喷嘴在恶劣工况下的长周期使用。
[0006]
为了实现上述目的，本发明一方面提一种用于焚烧喷嘴的冷却装置，其特征在于，该装置包括：包覆于焚烧喷嘴外侧的冷却水夹套，通过管道与所述冷却水夹套的出水口依次连通的冷却水存储单元、加压单元和换热单元，所述换热单元的出水口与所述冷却水夹套的进水口连通；其中，所述冷却水存储单元上设置有压力调节单元，用于调节冷却水存储单元的压力。
[0007]
优选地，所述压力调节单元包括：设置在所述冷却水存储单元上的压力检测仪、用于泄压的放空管以及用于加压的惰性气体导入单元。
[0008]
优选地，所述压力检测仪为压力表。
[0009]
优选地，所述放空管上设置有第一压力调节阀，用于开关所述放空管。
[0010]
优选地，所述惰性气体导入单元包括，用于导入惰性气体的惰性气体导入管。
[0011]
优选地，所述惰性气体导入管上设置有第二压力调节阀，用于开关所述惰性气体导入管。
[0012]
优选地，所述冷却水存储单元上设置有冷却水导入单元，用于向所述冷却水存储单元中导入冷却水。
[0013]
优选地，所述冷却水导入单元包括冷却水导入管，用于导入冷却水。
[0014]
优选地，所述冷却水导入管上设置有液位调节阀，用于调节冷却水在所述冷却水存储单元中的液位。
[0015]
优选地，连通所述冷却水夹套和所述冷却水存储单元的管道上设置有第一切断阀、第一温度计和第一流量计。
[0016]
优选地，所述冷却水夹套与所述第一切断阀之间的管道上设有第一止回阀。
[0017]
优选地，连通所述冷却水夹套和换热单元的管道上设置有第二切断阀、第二温度计、第二加压表和第二流量计。
[0018]
优选地，所述冷却水存储单元为冷却水罐。
[0019]
优选地，所述加压单元为加压泵。
[0020]
优选地，所述换热单元为换热器。
[0021]
优选地，所述惰性气体导入单元为惰性气体导入管。
[0022]
优选地，所述冷却水导入单元)为冷却水导入管。
[0023]
本发明还提供一种用于焚烧喷嘴的冷却方法，其中，该方法使用本发明的用于焚烧喷嘴的冷却装置对焚烧喷嘴进行冷却。
[0024]
优选地，所述冷却水存储单元中的冷却水的压力为0～2mpag。
[0025]
优选地，所述冷却水的温度为20～180℃。
[0026]
优选地，在连通所述冷却水夹套和所述冷却水存储单元的管道泄漏时，关闭所述第一切断阀。
[0027]
优选地，在连通所述冷却水夹套和换热单元的管道泄漏时，关闭所述第二切断阀。
[0028]
本发明还提供本发明的用于焚烧喷嘴的冷却装置在含固危险废物乙炔铜废催化剂焚烧中的应用。
[0029]
通过上述技术方案，本发明通过采用冷却水夹套，可降低冷却水系统压降，进而降低输送能耗；此外，冷却水夹套的安装检修简单方便；通过调节冷却水系统的压力和温度，可适应不同乙炔铜废催化剂浆体浓度的需求。并且，通过使用本发明的用于焚烧喷嘴的冷却装置，大大延长了焚烧喷嘴的使用寿命，有力保障了焚烧炉的安全稳定运行。
附图说明
[0030]
图1是本发明的用于焚烧喷嘴的冷却装置的示意图。
[0031]
附图标记说明
[0032]
1、焚烧喷嘴 2、冷却水夹套
[0033]
3、第一切断阀 4、第一温度计
[0034]
5、第一流量计 6、压力表
[0035]
7、第一压力调节阀 8、放空管
[0036]
9、第二压力调节阀 10、惰性气体导入单元
[0037]
11、液位调节阀 12、冷却水导入单元
[0038]
13、冷却水存储单元 14、换热单元
[0039]
15、冷却水或蒸汽 16、第二流量计
[0040]
17、第二压力表 18、第二温度计
[0041]
19、第二切断阀 20、加压单元
具体实施方式
[0042]
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0043]
下面结合图1对本发明的根据本发明的用于焚烧喷嘴的冷却装置进行说明。本发明提供的用于焚烧喷嘴的冷却装置包括：包覆于焚烧喷嘴外侧的冷却水夹套2，通过管道与所述冷却水夹套2的出水口依次连通的冷却水存储单元13、加压单元20和换热单元14，所述换热单元14的出水口与所述冷却水夹套2的进水口连通；其中，所述冷却水存储单元13上设置有压力调节单元，用于调节冷却水存储单元13的压力。
[0044]
通过上述结构的本发明的用于焚烧喷嘴的冷却装置，所述冷却水夹套2中的冷却水经过加压、稳压和换热后返回所述冷却水夹套2中，由此可以降低喷嘴端部热辐射强度和强化冷却水换热，能够显著提高焚烧喷嘴的使用寿命，可实现焚烧喷嘴在恶劣工况下的长周期使用。
[0045]
根据本发明，优选地，所述压力调节单元包括：设置在所述冷却水存储单元13上的压力检测仪6、用于泄压的放空管8以及用于加压的惰性气体导入单元10。所述压力检测仪6用于检测所述冷却水存储单元13中的冷却水的压力，所述放空管8和所述惰性气体导入单元10用于调节所述冷却水存储单元13中的冷却水的压力。具体而言，在冷却水的压力低于设定值时，可以通过所述惰性气体导入单元10向所述冷却水存储单元13中导入惰性气体；在冷却水的压力达到设定值时，停止导入惰性气体；在冷却水的压力高于设定值时，可以通过所述放空管8排出惰性气体，并在冷却水的压力恢复至设定值时，停止排出惰性气体。通过对冷却水的压力的调节，可以防止冷却夹套2破损后焚烧反应所得气体的外泄。
[0046]
在本发明的一个优选的实施方式中，所述压力检测仪6具有控制电路，所述控制电路用于控制第一压力调节阀7和第二压力调节阀9，由此可以基于压力检测仪6监测的压力值，通过所述控制电路控制第一压力调节阀7和第二压力调节阀9的开关，以对所述冷却水存储单元13中的冷却水的压力进行调节。
[0047]
在本发明中，优选通过压力调节单元将所述冷却水存储单元13中的冷却水的压力调节为0～2mpag的范围，更优选为常压。
[0048]
根据本发明，所述放空管8上设置有第一压力调节阀7，用于开关所述放空管8，也即，通过调节第一压力调节阀7可以开关所述放空管8，在冷却水的压力高于设定值时，可以通过所述放空管8排出惰性气体。
[0049]
优选地，所述冷却水存储单元13为冷却水罐。
[0050]
优选地，所述惰性气体导入单元10包括，用于导入惰性气体的惰性气体导入管；更优选地，所述惰性气体导入单元10为惰性气体导入管。所述惰性气体导入管一端可以与所述冷却水存储单元13连通，另一端可以连接惰性气体源(例如可以为惰性气体罐)。所述惰性气体例如可以为氮气、氩气等不活性气体。
[0051]
优选地，所述惰性气体导入管上设置有第二压力调节阀9，用于开关所述惰性气体
导入管。通在所述惰性气体导入管上设置有第二压力调节阀9，可以在冷却水的压力低于设定值时，通过所述惰性气体导入管向所述冷却水存储单元13中导入惰性气体；在冷却水的压力达到设定值时，停止导入惰性气体。
[0052]
优选地，所述冷却水存储单元13上设置有冷却水导入单元12，用于向所述冷却水存储单元13中导入冷却水。
[0053]
优选地，所述冷却水导入单元12包括冷却水导入管，用于导入冷却水；更优选地，所述冷却水导入单元12为冷却水导入管。所述冷却水导入管一端可以与所述冷却水存储单元13连通，另一端可以连接冷却水源(例如可以为脱盐水源)。
[0054]
优选地，所述冷却水导入管上设置有液位调节阀11，用于调节冷却水在所述冷却水存储单元13中的液位。
[0055]
优选地，连通所述冷却水夹套2和所述冷却水存储单元13的管道上设置有第一切断阀3、第一温度计4和第一流量计5。第一温度计4用于监测从所述冷却水夹套2流出的冷却水的温度，所述第一流量计5用于监测从所述冷却水夹套2流出的冷却水的流量。所述第一温度计4和所述第一流量计5较佳地设置于所述第一切断阀3与所述冷却水存储单元13之间的管道上。通过第一温度计4和第一流量计5的设置，可以实时监测冷却水的工艺参数，可避免异常工况的发生。
[0056]
优选地，所述冷却水夹套2与所述第一切断阀3之间的管道上设有第一止回阀(未图示)。第一止回阀的设置，可以避免所述冷却水夹套2泄露后焚烧反应所得气体反串入冷却水系统，可以使冷却水装置更加平稳的运行。
[0057]
优选地，连通所述冷却水夹套2和换热单元14的管道上设置有第二切断阀19、第二温度计18、第二加压表17和第二流量计16。所述第二温度计184用于监测从所述换热单元14流出的冷却水的温度，所述第二加压表17用于监测从所述换热单元14流出的冷却水的压力，所述第二流量计16用于监测从所述换热单元14流出的冷却水的流量。
[0058]
另外，由于连通所述冷却水夹套2和所述冷却水存储单元13的管道上设置有第一切断阀3，在该冷却水通道泄漏时，可以将所述第一切断阀3关闭。同样，由于连通所述冷却水夹套2和换热单元14的管道上设置有第二切断阀19，当该冷却水通道泄漏时，可以将所述第二切断阀19关闭。
[0059]
根据本发明，可以通过第一切断阀3和后述的第二切断阀19可以对冷却水的流量进行调节。通过换热单元14对进入所述冷却水夹套2的冷却水的温度进行调节。
[0060]
优选地，所述换热单元14为换热器。通过使用所述换热器，根据所述冷却水的得热和散热情况，可通过调整通入换热器中的换热介质15(冷却水或蒸汽)的流量来满足工艺需求。优选地，所述冷却水的温度可在20～180℃的范围内调节(更优选为30～50℃)，通过在该温度范围内对冷却水的温度进行调节，可以防止喷嘴主体的表面金属的露点腐蚀。
[0061]
优选地，所述加压单元20为加压泵。
[0062]
本发明还提供一种用于焚烧喷嘴的冷却方法，该方法使用本发明所述的用于焚烧喷嘴的冷却装置对焚烧喷嘴进行冷却。
[0063]
根据本发明的方法，优选地，所述冷却水存储单元13中的冷却水的压力为0～2mpag，更优选为常压。
[0064]
根据本发明的方法，优选地，所述冷却水的温度为20～180℃，更优选为30～50℃。
[0065]
根据本发明的方法，优选地，在连通所述冷却水夹套2和所述冷却水存储单元13的管道泄漏时，关闭所述第一切断阀3。
[0066]
根据本发明的方法，优选地，在连通所述冷却水夹套2和换热单元14的管道泄漏时，关闭所述第二切断阀19。
[0067]
本发明还提供本发明所述的用于焚烧喷嘴的冷却装置在含固危险废物乙炔铜废催化剂焚烧中的应用。
[0068]
以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明并不限于以下的实施例。
[0069]
以下实施例中，采用图1所示的用于焚烧喷嘴的冷却装置对焚烧喷嘴进行冷却。如图1所示，本发明的用于焚烧喷嘴的冷却装置包括：包覆于焚烧喷嘴1外侧的冷却水夹套2，通过管道与所述冷却水夹套2的出水口依次连通的冷却水存储单元13(具体为冷却水罐)、加压单元20(具体为加压泵)和换热单元14(具体为换热器，换热介质为冷却水或蒸汽)，所述换热单元14的出水口与所述冷却水夹套2的进水口连通；所述冷却水夹套2与所述冷却水罐之间的管道上依次设置了第一切断阀3、第一温度计4和第一流量计5；所述冷却水罐上设置有压力调节单元，用于调节冷却水存储单元13的压力，所述压力调节单元为：设置在所述冷却水罐上的压力检测仪6(具体为第一压力表)、用于泄压的放空管8以及用于加压的惰性气体导入单元10(具体为惰性气体导入管)；所述放空管上设有第一压力调节阀7，所述惰性气体导入管上设有第二压力调节阀9，第一压力表6的控制电路用于控制第一压力调节阀7和第二压力调节阀9；所述冷却水罐还设有冷却水导入单元12(具体为冷却水导入管)，用于向冷却水罐中导入冷却水(具体为脱盐水)，所述冷却水导入管上设有液位调节阀11，用于调节所述冷却水罐中所述冷却水的液位；所述换热器与所述冷却水夹套2之间的管道上设有第二流量计16、第二压力表17、第二温度计18和第二切断阀19。
[0070]
实施例1
[0071]
采用上述图1所示的用于焚烧喷嘴的冷却装置对焚烧喷嘴进行冷却，其中，焚烧装置为日处理能力为5吨(干基)含乙炔铜的废催化剂焚烧装置，焚烧温度1200℃，压力-0.05mpa，焚烧炉设有1个焚烧喷嘴1。经喷嘴的含乙炔铜的废催化剂浆和空气量分别为1t/h和2100nm3/h，含乙炔铜的废催化剂浆浓度为25wt％。
[0072]
通过该用于焚烧喷嘴的冷却装置控制冷却水罐的压力为常压，冷却水的流量3t/h，进出焚烧喷嘴1的冷却水温度分别为30℃和35℃，进出焚烧喷嘴1的冷却水的压降约为0.1mpa，实现了焚烧喷嘴1的良好冷却保护，该焚烧喷嘴1的使用寿命超过6个月。
[0073]
实施例2
[0074]
采用上述图1所示的用于焚烧喷嘴的冷却装置对焚烧喷嘴进行冷却，其中，焚烧装置为日处理能力为10吨(干基)含乙炔铜的废催化剂焚烧装置，焚烧温度1200℃，压力-0.05mpa，焚烧炉设有1个焚烧喷嘴1。经喷嘴的含乙炔铜的废催化剂浆和空气量分别为2t/h和3600nm3/h，含乙炔铜的废催化剂浆浓度为25wt％。
[0075]
通过该用于焚烧喷嘴的冷却装置控制冷却水罐的压力为常压，冷却水的流量5t/h，进出焚烧喷嘴1的冷却水温度分别为30℃和35℃，进出焚烧喷嘴1的冷却水的压降约为0.1mpa，实现了焚烧喷嘴1的良好冷却保护，该焚烧喷嘴1的使用寿命超过6个月。
[0076]
实施例3
[0077]
采用上述图1所示的用于焚烧喷嘴的冷却装置对焚烧喷嘴进行冷却，其中，焚烧装
置为日处理能力为50吨(干基)含乙炔铜的废催化剂焚烧装置，焚烧温度1200℃，压力-0.05mpa，焚烧炉设有4个焚烧喷嘴1。经喷嘴的含乙炔铜的废催化剂浆和空气量分别为10t/h和7200nm3/h，含乙炔铜的废催化剂浆浓度为25wt％。
[0078]
通过该用于焚烧喷嘴的冷却装置控制冷却水罐的压力为常压，冷却水的流量12t/h，进出焚烧喷嘴1的冷却水温度分别为30℃和35℃，进出焚烧喷嘴1的冷却水的压降约为0.1mpa，实现了焚烧喷嘴1的良好冷却保护，该焚烧喷嘴1的使用寿命超过6个月。
[0079]
实施例4
[0080]
采用上述图1所示的用于焚烧喷嘴的冷却装置对焚烧喷嘴进行冷却，其中，焚烧装置为日处理能力为100吨(干基)含乙炔铜的废催化剂焚烧装置，焚烧温度1200℃，压力-0.05mpa，焚烧炉设有2个焚烧喷嘴1。经喷嘴的含乙炔铜的废催化剂浆和空气量分别为20t/h和7500nm3/h，含乙炔铜的废催化剂浆浓度为25wt％。
[0081]
通过该用于焚烧喷嘴的冷却装置控制冷却水罐的压力为常压，冷却水的流量15t/h，进出焚烧喷嘴1的冷却水温度分别为30℃和35℃，进出焚烧喷嘴1的冷却水的压降约为0.1mpa，实现了焚烧喷嘴1的良好冷却保护，该焚烧喷嘴1的使用寿命超过6个月。
[0082]
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

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