CN111322618B - 一种用于工业废盐处理的焙烧炉及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于工业废盐处理的焙烧炉及其处理方法，为立式间接加热焙烧炉，由底部出料锥体、中部焙烧炉筒体和上部下料机构三段装配而成，焙烧炉筒体内分别形成用于工业废盐焙烧热解的热解腔和用于供燃烧器热气流流动的密闭腔室，焙烧炉内各个接触高温盐的部位全部设置耐高温氯盐腐蚀的保护层。本发明的焙烧炉设备可以实现工业废盐的焙烧资源化，解决了废盐热解焙烧中对设备的腐蚀问题和二次污染问题。

Description

一种用于工业废盐处理的焙烧炉及其处理方法

技术领域

本发明属于固体废弃物和危险废物处理领域，具体涉及工业废盐资源化的设备和方法。

背景技术

许多生产过程都中产生大量含有机物的废盐，例如：生产苯酚丙酮、甲酸、维生素C等装置末端会产生大量废盐；维生素生产的废盐溶解总固体中有机物占近30％。很多废盐都被列入国家危险废物名录，且随着重要精细化工及中间体产品的发展，废盐产量不断增大。由于废盐中含有害物质，不能直接作为工业原料使用，而其处置困难、费用高昂，许多企业不断建设仓库堆存，占用大量土地。因此如何低投资、低成本的无害化处置废杂盐并将其资源化利用，成为急需解决的重大问题。

目前对化工副产盐的处理方法大致有四种：①萃取有机物：将废盐用溶剂萃取有机物，尽量去除废盐中的有毒有害化学物质，此方法适用范围小，萃取剂会产生二次污染，且有机物去除不彻底；②高温氧化法：将废盐用回转窑、沸腾炉等热工设备800℃以上高温煅烧处理，使废盐中的有机物在高温下分解氧化成气态组分，但是一些杂盐熔点低，出现熔融、结圈、结块等现象，影响回转窑或沸腾炉设备正常运行；③熔融态处理法：通过热工设备将盐渣加热到熔点以上，热分解氧化处理有机物有害杂质，该方法具有设备投资高、工艺复杂、能耗高等缺点；④中低温热解法：该方法将盐渣通过600℃以下的热解炉处理，有机物热分解成易挥发尾气脱离固体盐，而分解后的固体成分残留在固体盐表面，其缺点是有挥发性有机物释放、较难生产纯白色的盐。但是热解仍然是四种方法中比较合适的技术路线。

废盐热解焙烧的难点之一在于高温下氯盐与金属、金属氧化物反应导致设备腐蚀严重，因此设备的结构设计及其防腐蚀是首要解决问题。其次，高温下氯化物与金属氧化物、有机物的反应会形成有毒有害有机污染物，如何降低或消除二次污染是杂盐焙烧并实现资源化的另外一个难题。

发明内容

基于上述现有技术所存在的不足之处，本发明公开了一种用于工业废盐处理的焙烧炉及其处理方法，以期可以解决废盐热解焙烧中对设备的腐蚀问题和二次污染问题。

本发明为实现发明目的，采用如下技术方案：

一种用于工业废盐处理的焙烧炉，所述焙烧炉为立式间接加热焙烧炉，其特点在于：所述焙烧炉由底部出料锥体、中部焙烧炉筒体和上部下料机构三段装配而成；

在所述焙烧炉筒体的顶部设置有盖板；

所述焙烧炉筒体内部设置有圆锥体，所述圆锥体的底部连通固定有底部圆盆，所述底部圆盆侧面设置有用于连通燃烧器出口管的进气管，所述圆锥体的顶部连接有燃烧废气排气管；由所述进气管、所述底部圆盆、所述圆锥体及所述燃烧废气排气管构成用于供燃烧器热气流流动的密闭腔室；在所述圆锥体内设置有布气圆台；在所述盖板上设置有供燃烧废气排气管引出的开口；

所述下料机构包括下料斗，在所述下料斗内设置有通过驱动电机驱动的下料螺杆；在所述盖板上设置有供所述下料斗的出口引入的开口，所述下料斗的出口穿过所述盖板伸入炉体内；

所述焙烧炉筒体的炉体外壳与所述圆锥体之间形成用于工业废盐焙烧热解的热解腔；在所述热解腔内设置有上布料锥和下布料锥；

在所述盖板上设置有热解气排气管，所述热解气排气管连通至所述热解腔；

所述出料锥体连通装配在焙烧炉筒体的底部，在所述出料锥体的出口处设置有出料口控制插板；在所述出料锥体的一侧设置有供所述进气管引出的出口。

进一步地，所述炉体外壳的内表面、所述盖板的内表面、所述出料锥体外壳的内表面、所述热解气排气管的内表面、所述燃烧废气排气管的外表面、上布料锥和下布料锥的外表面及出料口控制插板的表面皆设置有耐高温氯盐腐蚀的保护层；所述保护层可采用陶瓷、耐火砖衬砌而成，或采用窑炉浇注料浇注或涂覆而成，浇注料中铁氧化物的含量≤0.5％。

进一步地，所述圆锥体和所述底部圆盆采用碳化硅材质，是由碳化硅粉体浇注成型后烧制而成。

进一步地，所述燃烧废气排气管的出口插入至所述下料斗内。

进一步地，所述盖板与所述焙烧炉筒体之间、以及所述焙烧炉筒体与所述出料锥体之间采用法兰连接，并设置有密封垫圈。

进一步地，在所述下料斗出口的正下方设置有布料圆台，所述布料圆台固定在所述燃烧废气排气管的外壁上；所述布气圆台的上方通过吊杆固定在所述布料圆台的底部。

进一步地，在所述炉体外壳的不同高度处设置有若干热电偶测温点；在所述炉体外壳的中下部设置有观察孔。

进一步地，所述下料斗通过若干个第一支撑柱固定在所述盖板上；所述底部圆盆通过若干个第二支撑柱固定在所述出料锥体的外壳上；所述出料锥体下方设置有若干个支撑到地面的第三支撑柱。

更进一步地，所述第二支撑柱和所述第三支撑柱位于所述热解腔内的部分的外表面设置有耐高温氯盐腐蚀的保护层。

利用所述焙烧炉处理工业废盐的方法为：

待处理工业废盐通过提升机输送到下料斗中，在驱动电机驱动下，通过下料螺杆下料至热解腔中；物料通过上布料锥和下布料锥分散、散落，并借助重力沿着上、下布料锥和圆锥体表面滑落；

燃烧器的出口管与底部圆盆的进气管连接并密封，燃料燃烧的热气流借助燃烧器的风压在圆锥体与布气圆台之间的空隙中螺旋上升，热气流的热量通过圆锥体和底部圆盆的壁换热，使位于热解腔内的物料加热；换热后热气流从燃烧废气排气管排出，因未受到污染，可直接排放，也可引入下料斗中对物料进行预加热；

通过热电偶测温，控制底部圆盆外部最高温区域的温度在500-750℃，一方面满足废盐中有机物快速热解的要求，另一方面避免废盐温度过高熔化结圈造成运行障碍；

在滑落过程中物料温度升高、有机物受热分解成为挥发性气体和碳质；热解气从热解气排气管引出并经冷却后，再经袋式除尘器内干法净化去除氮氧化物、二氧化硫和盐颗粒物，然后输送到燃烧器作为燃料燃烧，或单独燃烧净化达标后排放。

固体产物经所述出料锥体的出口排出。

本发明的有益效果体现在：

1、焙烧炉为立式间接加热焙烧炉，由底部出料锥体、中部焙烧炉筒体和上部下料机构三段装配而成，便于设备运输、安装。

2、焙烧炉筒体内部的圆锥体、底部圆盆及相关管道组装成为一个整体作为供燃烧器热气流流动的内腔体，采用间接加热方式实现废盐中有机物热解，隔绝了燃烧器热气流与杂盐及有机物热解气接触。气量大的燃烧器热气流未受到任何污染可以直接排放，热解气体流量小单独进行净化处理，减少了杂盐焙烧废气处理的难度，降低了处理成本和二次污染风险。

3、焙烧炉筒体内部的圆锥体及其底部圆盆用耐高温氯腐蚀、导热系数大的碳化硅粉体浇注成型后高温烧制，焙烧炉筒体内各个接触高温盐的部位全部设置耐高温氯盐腐蚀的保护层，解决了杂盐焙烧高温氯盐腐蚀问题，整个焙烧炉无金属表面及变价金属氧化物与300℃以上的高温盐物料接触，避免高温下氯盐与金属氧化物的氧化还原反应及其关联反应。

4、杂盐热解气经过冷却、袋式除尘器内干法净化去除氮氧化物、二氧化硫及气流夹带氯盐细颗粒物，再输送到燃烧器1000℃以上高温燃烧达标排放，完全避免了杂盐焙烧带来的二次污染。

5、在炉壁上设置热电偶测温点，在热解气排气管的出口还可设置氧含量测量仪、压力表，采用高精度的热电偶测温仪、氧测量仪、微压表等，对炉内的温度、氧含量、总气压等参数进行测定，并实现全程精确自动控制。

附图说明

图1为本发明用于工业废盐处理的焙烧炉的结构示意图，图中标号：1-炉体外壳，2-保护层，3-圆锥体，4-底部圆盆，4A-进气管，5-布气圆台，6-吊杆，7-驱动电机，8-下料螺杆，9-下料斗，10-燃烧废气排气管，11-热解气排气管，12-上布料锥，13-下布料锥，14-出料锥体，14A-出料口控制插板，15-盖板，16-密封垫圈，17-布料圆台，18-热电偶测温点，19-观察孔，20C-第一支撑柱，20B-第二支撑柱，20A-第三支撑柱。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例一种用于工业废盐处理的焙烧炉为立式间接加热焙烧炉，由底部出料锥体、中部焙烧炉筒体和上部下料机构三段装配而成；

在焙烧炉筒体的顶部设置有盖板15；

焙烧炉筒体内部设置有圆锥体3，圆锥体3的底部连通固定有底部圆盆4，底部圆盆4侧面设置有用于连通燃烧器出口管的进气管4A，圆锥体3的顶部连接有燃烧废气排气管10；由进气管4A、底部圆盆4、圆锥体3及燃烧废气排气管10构成用于供燃烧器热气流流动的密闭腔室；在圆锥体3内设置有布气圆台5；在盖板15上设置有供燃烧废气排气管10引出的开口；

下料机构包括下料斗9，在所述下料斗9内设置有通过驱动电机7驱动的下料螺杆8；在盖板15上设置有供所述下料斗9的出口引入的开口，所述下料斗9的出口穿过所述盖板15伸入炉体内；

焙烧炉筒体的炉体外壳1与圆锥体3之间形成用于工业废盐焙烧热解的热解腔；在热解腔内设置有上布料锥12和下布料锥13；

在盖板15上设置有热解气排气管11，热解气排气管11连通至所述热解腔；

出料锥体14连通装配在焙烧炉筒体的底部，在出料锥体14的出口处设置有出料口控制插板14A；在出料锥体14的一侧设置有供进气管4A引出的出口。

具体实施中，炉体外壳1的内表面、盖板15的内表面、出料锥体14外壳的内表面、热解气排气管11的内表面、燃烧废气排气管10的外表面、上布料锥12和下布料锥13的外表面及出料口控制插板14A的表面皆设置有耐高温氯盐腐蚀的保护层2。保护层可采用陶瓷、耐火砖衬砌而成，或采用窑炉浇注料浇注或涂覆而成，浇注料中铁氧化物的含量≤0.5％。

具体实施中，圆锥体3和底部圆盆4采用碳化硅材质，是由碳化硅粉体浇注成型后烧制而成。

具体实施中，燃烧废气排气管10的出口可插入至下料斗9内，也可直接放空。换热后热气流从燃烧废气排气管排出，因未受到污染，可直接排放，也可引入下料斗中对物料进行预加热。

具体实施中，盖板15与焙烧炉筒体之间、以及焙烧炉筒体与出料锥体14之间皆采用法兰连接，并采用密封垫圈16对法兰连接处缝隙进行密封。

具体实施中，在下料斗9出口的正下方设置有布料圆台17，布料圆台17固定在燃烧废气排气管10的外壁上；布气圆台5的上方通过吊杆固定在布料圆台17的底部。

具体实施中，燃烧废气排气管10的进口管和出口管上下承接且不在一条直线上，对下料斗9出口的正下方让位，水平管处便于设置布料圆台。

具体实施中，在炉体外壳1的不同高度处设置有若干热电偶测温点18，具体位置和数量可按需设置；在炉体外壳1的中下部设置有观察孔19，具体位置可按需设置。

具体实施中，下料斗9通过若干个第一支撑柱20C固定在盖板15上；底部圆盆4通过若干个第二支撑柱20B固定在出料锥体14的外壳上；出料锥体14下方设置有若干个支撑到地面的第三支撑柱20A。为使支撑更加稳固，第一支撑柱直接支撑至下料斗的上表面，第二支撑柱穿过保护层支撑至出料锥体14的外壳上，第三支撑柱支撑至下料锥体的上法兰面上。

具体实施中，第二支撑柱20B和第三支撑柱20A位于热解腔内的部分的外表面设置有耐高温氯盐腐蚀的保护层2。即焙烧炉筒体内各个接触高温盐的部位全部设置耐高温氯盐腐蚀的保护层，焙烧炉筒体内部的圆锥体及其底部圆盆采用耐高温氯腐蚀、导热系数大的碳化硅材质，解决了杂盐焙烧高温氯盐腐蚀问题，整个焙烧炉无金属表面及变价金属氧化物与300℃以上的高温盐物料接触，避免高温下氯盐与金属氧化物的氧化还原反应及其关联反应。

具体实施中，上布料锥12和下布料锥13下方的保护层加厚，形成凸台，并在内部设置环形支撑钢片，从而构成上布料锥12和下布料锥13。

具体的，本实施例按照图1制作了焙烧炉小型样机，分别制作底部出料锥体、中部焙烧炉筒体、上部下料机构及其关键部件。焙烧炉筒体的炉体外壳1由5mm厚310S不锈钢板卷成，其内部焊接6cm长鸡爪形齿钉，浇注浇注料形成保护层2；用碳化硅粉体制浆，按照内部圆锥体3、带有进气管的底部圆盆4的形状制作型模，浇注成型后烧成；内部布气圆台5、布气圆台的吊杆6、上布料锥12和下布料锥13、支撑柱20B用耐高温的310S不锈钢制作；驱动电机采用变频电机，下料螺杆、下料斗用不锈钢制作；出料锥体14外壳、燃烧废气排气管10、热解气排气管11、出料口控制插板14A采用碳钢制作；热解气排气管11的内表面涂覆浇注料2mm厚保护层，其余接触杂盐的相应部位皆用浇注料涂覆5cm厚保护层。热电偶用碳化硅陶瓷管作为保护套，观察孔用碳化硅陶瓷管制作。密封垫圈16采用耐高温的莫来石棉垫圈。整个焙烧炉无金属表面及变价金属氧化物与高温盐物料接触，避免高温下氯盐与金属氧化物的氧化还原反应及其关联反应。

利用上述焙烧炉处理工业废盐的方法为：

待处理工业废盐通过提升机输送到下料斗9中，在驱动电机7驱动下，通过下料螺杆8下料至热解腔中；物料通过上布料锥12和下布料锥13分散、散落，并借助重力沿着上、下布料锥和圆锥体3表面滑落；

燃烧器的出口管与底部圆盆4的进气管4A连接并密封，燃料燃烧的热气流借助燃烧器的风压在圆锥体3与布气圆台5之间的空隙中螺旋上升，热气流的热量通过圆锥体和底部圆盆的壁换热，使位于热解腔内的物料加热；换热后热气流从燃烧废气排气管10排出；

通过热电偶测温，控制底部圆盆4外部的温度在600-650℃；

在滑落过程中物料温度升高、有机物受热分解成为挥发性气体和碳质；热解气从热解气排气管11引出并经冷却后，再经袋式除尘器内干法净化去除氮氧化物、二氧化硫和盐颗粒物，然后输送到燃烧器作为燃料燃烧，或单独燃烧净化达标后排放。

固体产物经出料锥体14的出口排出。

利用上述的设备和方法可以实现工业废盐的焙烧资源化，解决了废盐热解焙烧中对设备的腐蚀问题和二次污染问题。

Claims (8)

1.一种用于工业废盐处理的焙烧炉，所述焙烧炉为立式间接加热焙烧炉，其特征在于：所述焙烧炉由底部出料锥体、中部焙烧炉筒体和上部下料机构三段装配而成；

在所述焙烧炉筒体的顶部设置有盖板(15)；

所述焙烧炉筒体内部设置有圆锥体(3)，所述圆锥体(3)的底部连通固定有底部圆盆(4)，所述底部圆盆(4)侧面设置有用于连通燃烧器出口管的进气管(4A)，所述圆锥体(3)的顶部连接有燃烧废气排气管(10)；由所述进气管(4A)、所述底部圆盆(4)、所述圆锥体(3)及所述燃烧废气排气管(10)构成用于供燃烧器热气流流动的密闭腔室；在所述圆锥体(3)内设置有布气圆台(5)；在所述盖板(15)上设置有供燃烧废气排气管(10)引出的开口；

所述下料机构包括下料斗(9)，在所述下料斗(9)内设置有通过驱动电机(7)驱动的下料螺杆(8)；在所述盖板(15)上设置有供所述下料斗(9)的出口引入的开口，所述下料斗(9)的出口穿过所述盖板(15)伸入炉体内；

所述焙烧炉筒体的炉体外壳(1)与所述圆锥体(3)之间形成用于工业废盐焙烧热解的热解腔；在所述热解腔内设置有上布料锥(12)和下布料锥(13)；

在所述盖板(15)上设置有热解气排气管(11)，所述热解气排气管(11)连通至所述热解腔；

所述出料锥体(14)连通装配在焙烧炉筒体的底部，在所述出料锥体(14)的出口处设置有出料口控制插板(14A)；在所述出料锥体(14)的一侧设置有供所述进气管(4A)引出的出口；

所述炉体外壳(1)的内表面、所述盖板(15)的内表面、所述出料锥体(14)外壳的内表面、所述热解气排气管(11)的内表面、所述燃烧废气排气管(10)的外表面、所述上布料锥(12)和所述下布料锥(13)的外表面、及所述出料口控制插板(14A)的表面皆设置有耐高温氯盐腐蚀的保护层(2)；

所述圆锥体(3)和所述底部圆盆(4)采用碳化硅材质。

2.根据权利要求1所述的焙烧炉，其特征在于：所述燃烧废气排气管(10)的出口插入至所述下料斗(9)内。

3.根据权利要求1所述的焙烧炉，其特征在于：所述盖板(15)与所述焙烧炉筒体之间、以及所述焙烧炉筒体与所述出料锥体之间采用法兰连接，并设置有密封垫圈(16)。

4.根据权利要求1所述的焙烧炉，其特征在于：在所述下料斗(9)出口的正下方设置有布料圆台(17)，所述布料圆台(17)固定在所述燃烧废气排气管(10)的外壁上；所述布气圆台(5)的上方通过吊杆固定在所述布料圆台(17)的底部。

5.根据权利要求1所述的焙烧炉，其特征在于：在所述炉体外壳(1)的不同高度处设置有若干热电偶测温点(18)；在所述炉体外壳(1)的中下部设置有观察孔(19)。

6.根据权利要求1所述的焙烧炉，其特征在于：所述下料斗(9)通过若干个第一支撑柱(20C)固定在所述盖板(15)上；所述底部圆盆(4)通过若干个第二支撑柱(20B)固定在所述出料锥体(14)的外壳上；所述出料锥体(14)下方设置有若干个支撑到地面的第三支撑柱(20A)。

7.根据权利要求6所述的焙烧炉，其特征在于：所述第二支撑柱(20B)和所述第三支撑柱(20A)位于所述热解腔内的部分的外表面设置有耐高温氯盐腐蚀的保护层(2)。

8.一种利用权利要求1～7中任意一项所述焙烧炉处理工业废盐的方法，其特征在于：

待处理工业废盐通过提升机输送到下料斗(9)中，在驱动电机(7)驱动下，通过下料螺杆(8)下料至热解腔中；物料通过上布料锥(12)和下布料锥(13)分散、散落，并借助重力沿着上、下布料锥和圆锥体(3)表面滑落；

燃烧器的出口管与底部圆盆(4)的进气管(4A)连接并密封，燃料燃烧的热气流借助燃烧器的风压在圆锥体(3)与布气圆台(5)之间的空隙中螺旋上升，热气流的热量通过圆锥体和底部圆盆的壁换热，使位于热解腔内的物料加热；换热后热气流从燃烧废气排气管(10)排出；

通过热电偶测温，控制底部圆盆(4)外部的温度在500-750℃；

在滑落过程中物料温度升高、有机物受热分解成为挥发性气体和碳质；热解气从热解气排气管(11)引出并经冷却后，再经袋式除尘器内干法净化去除氮氧化物、二氧化硫和盐颗粒物，然后输送到燃烧器作为燃料燃烧，或单独燃烧净化达标后排放；

固体产物经所述出料锥体(14)的出口排出。