固废综合回收利用装置及其使用方法与流程

本发明涉及电石炉生产技术领域，是一种固废综合回收利用装置及其使用方法。

背景技术：

目前，电石炉生产过程中产生的净化除尘灰中具有粒度细（约200目）、比重轻（约0.29t/m3）、温度高（最高达到70℃），含碳量达46%。由于灰中含大量的镁、磷等杂质，在接触空气后会发生自燃现象，成为危险固体废弃物，也成为环保治理的最大瓶颈。固体废弃物处理困难，严重影响厂区周边环境。

在生产电石所需的碳材烘干过程中会不断产生碳材除尘灰，对于这部分烘干除尘灰，外排并由运输车辆拉运至制定地点统一做填埋处理，由于烘干除尘灰质量较轻，所以在外排及运输过程中扬尘对现场环境造成污染，同时对作业人员存在粉尘伤害等职业危害，在做填埋处理时，对自然界土壤存在污染。所以在目前行业中对于碳材烘干后粉末利用率几乎为“0”，由此也对企业环境治理工作带来压力。

技术实现要素：

本发明提供了一种固废综合回收利用装置及其使用方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决电石炉生产过程中现有存在净化除尘灰固体废弃物处理困难以及外排及运输过程中扬尘对现场环境造成污染的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种固废综合回收利用装置，包括碳材除尘灰储灰仓、沸腾炉、烘干窑、渣仓、净化灰仓、旋风除尘器、渣兜、第一除尘机、第二除尘机、第一罗茨喷吹风机、第二罗茨喷吹风机和罗茨负压风机，第一罗茨喷吹风机出风口与沸腾炉下部第一进料口之间固定连通有除尘灰输送管线，碳材除尘灰储灰仓底部出料口与除尘灰输送管线之间连通有第一下料管线，第二罗茨喷吹风机出风口与沸腾炉下部第二进料口之间固定连通有净化灰输送管线，净化灰仓底部出料口与净化灰输送管线之间连通有第二下料管线，沸腾炉底部设置有两个排渣口，每个排渣口与渣兜顶部进料口之间均固定连通有排渣管线，渣兜底部出料口与渣仓上部进料口之间固定连通有送渣管线，渣仓顶部固定安装有旋风除尘器，旋风除尘器底部下料口与渣仓顶部进料口相连通，渣仓顶部出气口与旋风除尘器顶部进气口之间固定连通有第一除尘管线，旋风除尘器顶部出气口与第一除尘机进气口之间固定连通有第二除尘管线，第一除尘机出风口与罗茨负压风机进风口之间固定连通有负压抽风管线，沸腾炉上部出气口与烘干窑下部进气口之间固定连通有第一热气管线，烘干窑上部出气口与第二除尘机进气口之间固定连通有第一废气管线，烘干窑下部下布料斗底部出料口处对应设置有出料皮带。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述烘干窑包括主窑体、进料仓、出料仓、上布料斗、下布料斗、缓降组件和阻气环板，主窑体内设有上下贯通烘干腔，主窑体上端固定安装有进料仓，主窑体上端固定安装有位于进料仓内的上布料斗，主窑体上端内侧固定安装有下布料斗，上布料斗和下布料斗均呈开口向下且上小下大的圆台形，主窑体下端固定安装有出料仓，出料仓下端设有出料口；对应上布料斗下端与下布料斗下端之间位置的主窑体内固定安装有能使物料缓慢下降的缓降组件，主窑体中部内侧与缓降组件之间上下间隔设有两个阻气环板，对应阻气环板上方位置的主窑体外侧上下间隔设有至少一个能与烘干腔内连通的上进气口，对应阻气环板下方位置的主窑体外侧上下间隔设有至少一个能与烘干腔内连通的下进气口，对应两个阻气环板之间位置的主窑体外侧上下间隔设有至少一个能与烘干腔内连通的出气口,沸腾炉上部出气口与主窑体下部进气口之间固定连通有第一热气管线。

上述一下料管线上自上而下依次固定安装有第一上星型卸料器和第一下星型卸料器,第二下料管线上自上而下依次固定安装有第二上星型卸料器和第二下星型卸料器。

上述缓降组件包括内锥组件、外锥组件和固定筋板，主窑体内设有外锥组件，外锥组件内侧套装有内锥组件，外锥组件内侧与内锥组件外侧之间沿圆周分布有至少两个固定筋板；外锥组件包括至少两个上下间隔分布的外锥筒，外锥筒呈上下贯通且上大下小的圆台形，内锥组件包括至少两个上下间隔分布的内锥筒，内锥筒呈上下贯通且上小下大的圆台形，对应每个外锥筒位置的外锥筒内均设有内锥筒。

上述出料仓包括料斗本体、十字隔板和插板阀，料斗本体呈上大下小的圆台形，料斗本体内设有上大下小且上下贯通的下料腔，料斗本体内固定安装有能将下料腔分隔成四个分料腔的十字隔板，对应每个分料腔位置的料斗本体外侧均设有能调节分料腔下端开口大小的插板阀。

上述烘干窑的主窑体顶部设有能检测烘干物料高度的雷达料位计，烘干窑的主窑体自上而下包括十四个测温层，每层沿圆周方向均间隔设置有八个测温元件，烘干窑的主窑体底部设置有测温元件，测温元件均采用热电偶，且测温元件外侧套装有壁厚为8mm的304不锈钢测温元件护套管。

上述除尘灰输送管线、净化灰输送管线、第一热气管线、第一废气管线、第二除尘管线和负压抽风管线上均设置有远传压力表。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种固废综合回收利用装置的使用方法，按照下述方法进行：第一步，碳材除尘灰储灰仓内的碳材粉末经第一上星型卸料器和第一下星型卸料器由第一下料管线送至除尘灰输送管线内；第二步，除尘灰输送管线内的碳材粉末，在第一罗茨喷吹风机输出的冷风作用下输送至沸腾炉内，和由净化灰仓内送出的净化灰在第二罗茨喷吹风机作用下一起送至沸腾炉内进行焚烧；第三步，沸腾炉内的热气经第一热气管线排至烘干窑内，热气中携带的固体废料颗粒与烘干窑内湿焦物料混合后经烘干窑烘干后，得到的固体焦炭经下部下布料斗底部出料口排出至对应的出料皮带上送出再利用，气体在罗茨风机作用下由第一废气管线送至第二除尘机内除尘分离，分离出的小颗粒由第二除尘机底部出料口排出，合格气体经罗茨风机出风口排出；第四步，沸腾炉内燃烧后的炉渣经排渣口排出至渣兜，经排渣管线输送至渣仓内进行一次沉降后，大颗粒固体废物由渣仓底部出料口排出，小颗粒在旋风除尘器作用下进行二次沉降；第五步，二次沉降得到的大颗粒固体废物排至渣仓内，气体和粉尘颗粒在罗茨负压风机作用下，由第二除尘管线进入第一除尘机内过滤分离后，粉尘颗粒经第一除尘机底部出料口排出，合格气体经负压抽风管线输出后由罗茨负压风机出风口排出。

下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：

上述除尘灰输送管线、净化灰输送管线内的管道压力均不超过5pa。

上述第一热气管线、第一废气管线、第二除尘管线和负压抽风管线内的管道压力为-10pa至-20pa。

本发明可以降低电石生产对环境的污染，减小环保压力，实现循环经济，且采用气力输送和焚烧的清洁生产和环保技术，对电石净化除尘灰进行集中收集并输送至沸腾炉进行焚烧处理，既降低员工劳动强度、人员的和设备的安全风险，又带来了良好的环境效益。

附图说明

附图1为本发明实施例1的工艺流程示意图。

附图2本本发明中烘干窑的主视剖视结构示意图。

附图3为本发明中烘干窑的的俯视结构示意图。

附图4为本发明中出料仓的俯视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为碳材除尘灰储灰仓，2为沸腾炉，3为烘干窑，4为渣仓，5为净化灰仓，6为旋风除尘器，7为第一除尘机，8为第二除尘机，9为第一罗茨喷吹风机，10为第二罗茨喷吹风机，11为罗茨负压风机，12为除尘灰输送管线，13为第一下料管线，14为净化灰输送管线，15为第二下料管线，16为排渣管线，17为送渣管线，18为第一除尘管线，19为第二除尘管线，20为负压抽风管线，21为第一热气管线，22为第一废气管线，23为第一上星型卸料器，24为第一下星型卸料器，25为第二上星型卸料器，26为第二下星型卸料器，27为渣兜,28为出料皮带，29为进料仓，30为料斗本体，31为上布料斗，32为下布料斗，33为阻气环板，34为固定筋板，35为外锥筒，36为内锥筒，37为插板阀,38为十字隔板。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：如附图1所示，该固废综合回收利用装置，包括碳材除尘灰储灰仓1、沸腾炉2、烘干窑3、渣仓4、净化灰仓5、旋风除尘器6、渣兜27、第一除尘机7、第二除尘机8、第一罗茨喷吹风机9、第二罗茨喷吹风机10和罗茨负压风机11，第一罗茨喷吹风机9出风口与沸腾炉2下部第一进料口之间固定连通有除尘灰输送管线12，碳材除尘灰储灰仓1底部出料口与除尘灰输送管线12之间连通有第一下料管线13，第二罗茨喷吹风机10出风口与沸腾炉2下部第二进料口之间固定连通有净化灰输送管线14，净化灰仓5底部出料口与净化灰输送管线14之间连通有第二下料管线15，沸腾炉2底部设置有两个排渣口，每个排渣口与渣兜27顶部进料口之间均固定连通有排渣管线16，渣兜27底部出料口与渣仓4上部进料口之间固定连通有送渣管线17，渣仓4顶部固定安装有旋风除尘器6，旋风除尘器6底部下料口与渣仓4顶部进料口相连通，渣仓4顶部出气口与旋风除尘器6顶部进气口之间固定连通有第一除尘管线18，旋风除尘器6顶部出气口与第一除尘机7进气口之间固定连通有第二除尘管线19，第一除尘机7出风口与罗茨负压风机11进风口之间固定连通有负压抽风管线20，沸腾炉2上部出气口与烘干窑3下部进气口之间固定连通有第一热气管线21，烘干窑3上部出气口与第二除尘机8进气口之间固定连通有第一废气管线22，烘干窑3下部下布料斗32底部出料口处对应设置有出料皮带28。

本发明利用罗茨风机作为净化灰输送至沸腾炉2焚烧的气源，将电石炉净化灰和炭材除尘灰同时利用茨风机输送至沸腾炉2内焚烧发热，并将热气送至烘干窑3内作为烘干窑3的热源，实现了固废综合利用。经过焚烧后的净化灰灰分中含有较高的cao、mgo和r2o，该灰分即对兰炭的燃烧具有助燃作用，同时因为具有较强碱性，会降低燃料灰熔点，1000℃焚烧后，灰分接近熔点附近，经过重力下沉、冷却等过程后得到球形颗粒，直径多在1mm至3mm间。该颗粒物，比重近2.2g/cm³,不起尘，无粉尘污染，由沸腾炉2底部排出至渣兜27内,当达到一定的料位后，使用罗茨负压风机11进行负压吸送，经过二级旋风除尘后排出再利用或者填埋。此时，灰渣颗粒已无易燃成分，性质稳定，加之成颗粒状，基本不会生产粉尘污染。本发明一方面降低了碳粉燃料使用量，同时碳材在烘干过程中产生的碳材粉末也不用集中外排，解决了碳材烘干除尘灰外排扬尘所带来的环境污染及作业人员的职业危害，以及后续除尘灰做填埋处理污染土壤的问题。

实施例2：如附图1所示，作为上述实施例的优化，烘干窑包括主窑体、进料仓29、出料仓、上布料斗31、下布料斗32、缓降组件和阻气环板33，主窑体内设有上下贯通烘干腔，主窑体上端固定安装有进料仓29，主窑体上端固定安装有位于进料仓29内的上布料斗31，主窑体上端内侧固定安装有下布料斗32，上布料斗31和下布料斗32均呈开口向下且上小下大的圆台形，主窑体下端固定安装有出料仓，出料仓下端设有出料口；对应上布料斗31下端与下布料斗32下端之间位置的主窑体内固定安装有能使物料缓慢下降的缓降组件，主窑体中部内侧与缓降组件之间上下间隔设有两个阻气环板33，对应阻气环板33上方位置的主窑体外侧上下间隔设有至少一个能与烘干腔内连通的上进气口，对应阻气环板33下方位置的主窑体外侧上下间隔设有至少一个能与烘干腔内连通的下进气口，对应两个阻气环板33之间位置的主窑体外侧上下间隔设有至少一个能与烘干腔内连通的出气口,沸腾炉2上部出气口与主窑体下部进气口之间固定连通有第一热气管线21。

实施例3：如附图1所示，作为上述实施例的优化，第一下料管线13上自上而下依次固定安装有第一上星型卸料器23和第一下星型卸料器24，第二下料管线15上自上而下依次固定安装有第二上星型卸料器25和第二下星型卸料器26。

实施例4：如附图1所示，作为上述实施例的优化，缓降组件包括内锥组件、外锥组件和固定筋板34，主窑体内设有外锥组件，外锥组件内侧套装有内锥组件，外锥组件内侧与内锥组件外侧之间沿圆周分布有至少两个固定筋板34；外锥组件包括至少两个上下间隔分布的外锥筒35，外锥筒35呈上下贯通且上大下小的圆台形，内锥组件包括至少两个上下间隔分布的内锥筒36，内锥筒36呈上下贯通且上小下大的圆台形，对应每个外锥筒35位置的外锥筒内均设有内锥筒36。

本发明固废综合回收利用装置在使用过程中，通过设置固定筋板34，便于将内锥筒36和外锥筒35固定安装在一起；通过设置内锥组件和外锥组件，便于物料在自身的重力作用下沿外锥筒35内侧及内锥筒36外侧缓慢蠕动下行；通过上下间隔分布的外锥筒35和内锥筒36，便于热气从内锥组件和外锥组件之间的环空腔穿过，从而烘干环空腔内缓慢蠕动下行的物料。根据需求，缓降组件还包括固定筋，固定筋板34外端通过固定筋与主窑体内侧对应位置固定安装在一起；另外，阻气环板34呈上下贯通且上大下小的圆台形，阻气环板34上端与主窑体内侧对应位置固定安装在一起，阻气环板34下端与对应位置外锥筒35上端固定安装在一起。

实施例5：如附图1所示，作为上述实施例的优化，出料仓包括料斗本体30、十字隔板和插板阀37，料斗本体30呈上大下小的圆台形，料斗本体30内设有上大下小且上下贯通的下料腔，料斗本体30内固定安装有能将下料腔分隔成四个分料腔的十字隔板38，对应每个分料腔位置的料斗本体30外侧均设有能调节分料腔下端开口大小的插板阀37。

在使用过程中，通过这样的设置，能够控制本发明的下料速度。根据需求，还包括氮气管线，出料仓外侧设有能与其内连通的氮气管线，通过设置φ50mm氮气管线，当物料高温时可充氮气保护。

实施例6：如附图1所示，作为上述实施例的优化，烘干窑3的主窑体顶部设有能检测烘干物料高度的雷达料位计，烘干窑3的主窑体自上而下包括十四个测温层，每层沿圆周方向均间隔设置有八个测温元件，烘干窑3的主窑体底部设置有测温元件测温元件均采用热电偶，且测温元件外侧套装有壁厚为8mm的304不锈钢测温元件护套管。

根据需要，本发明中，测温元件可掌控窑内温度的分布情况，防止出现高温红料对设备的损毁。不锈钢测温元件护套管能够提高测温元件的耐磨耐高温特性。

本发明中，热电偶工作原理：将两种不同材料的导体或半导体a和b焊接起来，构成一个闭合回路。当导体a和b的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因此在回路中构成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是应用这一效应来工作的。烘干窑3系统组成方式：现场热电偶采集料层温度，并通过补偿导线将热电偶产生的mv信号引入远端温度变化量较小的电子间内，盘柜温度变送器将mv信号转化dc4ma至20ma电流信号输入plcai控制卡键进入逻辑运算。

实施例7：如附图1所示，作为上述实施例的优化，除尘灰输送管线12、净化灰输送管线14、第一热气管线21、第一废气管线22、第二除尘管线19和负压抽风管线20上均设置有远传压力表。根据需要，通过设置压力测点，便于控制空气进气量和调整风机变频，精细化调整给定频率，优化工艺操作流程。

实施例8：如附图1所示，该固废综合回收利用装置的使用方法，按照下述方法进行：第一步，碳材除尘灰储灰仓1内的碳材粉末经第一上星型卸料器23和第一下星型卸料器24由第一下料管线13送至除尘灰输送管线12内；第二步，除尘灰输送管线12内的碳材粉末，在第一罗茨喷吹风机9输出的冷风作用下输送至沸腾炉2内，和由净化灰仓5内送出的净化灰在第二罗茨喷吹风机10作用下一起送至沸腾炉2内进行焚烧；第三步，沸腾炉2内的热气经第一热气管线21排至烘干窑3内，热气中携带的固体废料颗粒与烘干窑3内湿焦物料混合后经烘干窑3烘干后，得到的固体焦炭经下部下布料斗32底部出料口排出至对应的出料皮带28上送出再利用，气体在罗茨风机作用下由第一废气管线22送至第二除尘机8内除尘分离，分离出的小颗粒由第二除尘机8底部出料口排出，合格气体经罗茨风机出风口排出；第四步，沸腾炉2内燃烧后的炉渣经排渣口排出至渣兜27，经排渣管线16输送至渣仓4内进行一次沉降后，大颗粒固体废物由渣仓4底部出料口排出，小颗粒在旋风除尘器6作用下进行二次沉降；第五步，二次沉降得到的大颗粒固体废物排至渣仓4内，气体和粉尘颗粒在罗茨负压风机11作用下，由第二除尘管线19进入第一除尘机7内过滤分离后，粉尘颗粒经第一除尘机7底部出料口排出，合格气体经负压抽风管线20输出后由罗茨负压风机11出风口排出。

实施例9：如附图1所示，作为上述实施例7的优化，除尘灰输送管线12、净化灰输送管线14内的管道压力均不超过5pa。

实施例10：如附图1所示，作为上述实施例7或8的优化，第一热气管线21、第一废气管线22、第二除尘管线19和负压抽风管线20内的管道压力为-10pa至-20pa。

电石生产是高耗能、高污染的行业，目前中国是全世界最大的电石生产大国，在世界范围内节能减排的大气候下，中国电石行业节能减排的任务非常艰巨。为降低电石生产对环境的污染，减小环保压力，实现循环经济，采用气力输送和焚烧炉焚烧、氮气保护的清洁生产和环保技术，对电石净化除尘灰进行集中收集并输送至焚烧炉进行焚烧处理。而本发明实现固废综合利用后，在经济上烘干窑3每天需用约8.7吨兰炭末，单台沸腾炉2利用净化灰和除尘灰取代部分兰炭末后，兰炭末使用量降为5.4吨，可节省3.3吨兰炭末，价值约600元至1000元。若12台沸腾炉2使用净化、碳材除尘灰，每天能够代替兰炭粉末39.6吨，则一天的效益为6000元至8000元，一年为200万元至300万元。扣除设备和运营投资，其不仅经济效益回报十分可观，且环境效益明显。

综上所述，本发明可以降低电石生产对环境的污染，减小环保压力，实现循环经济，且采用气力输送和焚烧的清洁生产和环保技术，对电石净化除尘灰进行集中收集并输送至沸腾炉2进行焚烧处理，既降低员工劳动强度、人员的和设备的安全风险，又带来了良好的环境效益。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

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