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廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理裝置及方法

868   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:上海鍋爐廠有限公司  
2023-12-20 14:00:00
權(quán)利要求書: 1.一種廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理裝置,其特征在于,包括:

用于存儲(chǔ)并干燥有機(jī)污泥的污泥存儲(chǔ)干燥單元;

用于存儲(chǔ)并干燥廢金屬催化劑的廢金屬催化劑存儲(chǔ)干燥單元;

用于存儲(chǔ)原煤的原煤存儲(chǔ)單元;

用于將干燥后的有機(jī)污泥、干燥后的廢金屬催化劑、原煤進(jìn)行混合,研磨成混合料顆粒并輸送的原料混合研磨發(fā)送單元;

用于將混合料顆粒氣化,生成可燃?xì)?,同時(shí)使廢金屬催化劑熔融形成玻璃渣的混合原料高溫氣化單元;

用于將所述可燃?xì)膺M(jìn)行焚燒的可燃?xì)夥贌龁卧?br />
用于利用可燃?xì)夥贌龁卧a(chǎn)生的煙氣余熱的煙氣余熱回收單元;

用于制備氣化和焚燒用的富氧空氣的富氧空氣制備單元;

污泥存儲(chǔ)干燥單元、廢金屬催化劑存儲(chǔ)干燥單元、原煤存儲(chǔ)單元均與原料混合研磨發(fā)送單元連接,原料混合研磨發(fā)送單元、混合原料高溫氣化單元、可燃?xì)夥贌龁卧?、煙氣余熱回收單元依次連接,富氧空氣制備單元連接混合原料高溫氣化單元和可燃?xì)夥贌龁卧?br />
2.如權(quán)利要求1所述的一種廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理裝置,其特征在于:所述煙氣余熱回收單元還連接污泥存儲(chǔ)干燥單元、廢金屬催化劑存儲(chǔ)干燥單元和富氧空氣制備單元。

3.如權(quán)利要求1所述的一種廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理裝置,其特征在于:所述污泥存儲(chǔ)干燥單元包括污泥倉(1),污泥倉(1)通過工業(yè)污泥輸送管線(25)連接干燥器A(4)原料進(jìn)口,干燥器A(4)原料出口連接所述原料混合研磨發(fā)送單元;

所述廢金屬催化劑存儲(chǔ)干燥單元包括廢金屬催化劑倉(2),廢金屬催化劑倉(2)通過非金屬催化劑輸送管線(24)連接干燥器B(5)原料進(jìn)口,干燥器B(5)原料出口連接所述原料混合研磨發(fā)送單元;

原煤存儲(chǔ)單元包括原煤倉(3),原煤倉(3)通過原煤輸送管線(23)連接所述原料混合研磨發(fā)送單元。

4.如權(quán)利要求3所述的一種廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理裝置,其特征在于:原料混合研磨發(fā)送單元包括混合料倉(39),所述原煤倉(3)通過原煤輸送管線(23)連接混合料倉(39)進(jìn)口,所述干燥器A(4)原料出口、干燥器B(5)原料出口均連接混合料倉(39)進(jìn)口,混合料倉(39)出口連接研磨篩分機(jī)(6)進(jìn)口,研磨篩分機(jī)(6)出口連接發(fā)料罐(7)進(jìn)口,發(fā)料罐(7)出口通過氣力輸送管線(8)連接所述混合原料高溫氣化單元。

5.如權(quán)利要求4所述的一種廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理裝置,其特征在于:所述混合原料高溫氣化單元包括氣化爐(26),氣化爐(26)底部設(shè)有渣池(27),渣池(27)底部設(shè)有集渣槽(28),集渣槽(28)通過水管與渣池(27)連接;所述發(fā)料罐(7)通過氣力輸送管線(8)連接氣化爐(26)進(jìn)口,所述富氧空氣制備單元也連接氣化爐(26)進(jìn)口,氣化爐(26)的可燃?xì)獬隹谶B接所述可燃?xì)夥贌龁卧?br />
6.如權(quán)利要求5所述的一種廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理裝置,其特征在于:所述可燃?xì)夥贌龁卧ǚ贌隣t(16),所述干燥器A(4)可燃?xì)獬隹?、干燥器B(5)可燃?xì)獬隹?、氣化爐(26)可燃?xì)獬隹?、富氧空氣制備單元均連接焚燒爐(16)進(jìn)口,焚燒爐(16)的煙氣出口連接煙氣余熱回收單元。

7.如權(quán)利要求6所述的一種廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理裝置,其特征在于:所述煙氣余熱回收單元包括余熱鍋爐(37),所述氣化爐(26)的煙氣出口連接余熱鍋爐(37)的煙氣進(jìn)口,余熱鍋爐(37)的煙氣出口連接發(fā)料罐(7)的輸送氣進(jìn)口和空氣預(yù)熱器(36)煙氣側(cè)進(jìn)口,空氣預(yù)熱器(36)煙氣側(cè)出口連接后處理設(shè)備;余熱鍋爐(37)的水蒸汽出口連接所述干燥器A(4)的水蒸汽進(jìn)口和干燥器B(5)的水蒸汽進(jìn)口,干燥器A(4)的冷凝水出口和干燥器B(5)的冷凝水出口均連接余熱鍋爐(37)的冷凝水進(jìn)口。

8.如權(quán)利要求7所述的一種廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理裝置,其特征在于:所述富氧空氣制備單元包括增壓風(fēng)機(jī)(10),增壓風(fēng)機(jī)(10)出口連接所述空氣預(yù)熱器(36)空氣側(cè)進(jìn)口,空氣預(yù)熱器(36)空氣側(cè)出口連接富氧制備機(jī)(11),富氧制備機(jī)(11)的富氧空氣出口連接所述氣化爐(26)進(jìn)口和焚燒爐(16)進(jìn)口。

9.一種廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理方法,其特征在于:采用如權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理裝置,步驟為:步驟1:根據(jù)有機(jī)污泥的發(fā)熱量、廢金屬催化劑的熔融溫度確定氣化的操作溫度,通過計(jì)算整體能量平衡以及根據(jù)原料煤的基本參數(shù)確定需要加入原煤的比例;

步驟2:有機(jī)污泥和廢金屬催化劑均需要進(jìn)行干燥,將外水控制在6%以下;當(dāng)原煤外水超過6%時(shí),也需要進(jìn)行干燥,將外水控制在6%以下;

步驟3:外水控制在6%以下的有機(jī)污泥、廢金屬催化劑、原煤同時(shí)送入原料混合研磨發(fā)送單元,經(jīng)破碎研磨后統(tǒng)一送至混合原料高溫氣化單元,并在超過廢金屬催化劑主要成分熔融溫度條件下氣化;通過富氧空氣制備單元制備氣化用的富氧空氣;

步驟4:氣化產(chǎn)生的可燃?xì)夂腿廴谠患だ洌廴谠纬刹Aгw粒排出,可燃?xì)獗患だ浜笈c步驟2干燥產(chǎn)生的馳放氣一同進(jìn)可燃?xì)夥贌龁卧贌煌ㄟ^富氧空氣制備單元制備焚燒用的富氧空氣;

步驟5:焚燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)煙氣余熱回收單元回收熱量,最后經(jīng)環(huán)保處理后再排放。

10.如權(quán)利要求9所述的一種廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理方法,其特征在于:所述煙氣余熱回收單元首先利用煙氣熱量產(chǎn)生足夠的飽和蒸汽用于步驟2中原料的干燥,再進(jìn)一步利用煙氣熱量加熱制備富氧空氣用的空氣。

說明書: 一種廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理裝置及方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及一種廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理裝置及其處理方法,屬于固體廢棄物處理技術(shù)領(lǐng)域。背景技術(shù)[0002] 近幾十年來,隨著我國煤化工和石油化工行業(yè)的快速發(fā)展,大量新技術(shù)被積極引入并進(jìn)行示范項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)行,取得了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也產(chǎn)生了大量的工業(yè)廢棄物,例如工業(yè)廢水、工業(yè)廢渣和工業(yè)廢氣,尤其是工業(yè)廢水的處理量相當(dāng)大,其最終產(chǎn)生了大量的工業(yè)污泥。工業(yè)廢渣主要包括焚燒爐渣及飛灰、工業(yè)廢催化劑等,其中工業(yè)廢催化劑含有大量重金屬,尚未有成熟的處理技術(shù)可用。[0003] 關(guān)于工業(yè)污泥,主要含有大量死亡的微生物,其主要成分為有機(jī)可燃物,以及少量的重金屬和有機(jī)廢棄物?,F(xiàn)有的污泥處置方法常規(guī)采用焚燒處理,常用處理方法為干燥后的流化床燃燒和爐排爐燃燒處置,但這兩種燃燒方式的燃燒溫度均達(dá)不到灰渣熔融溫度,雖然基本實(shí)現(xiàn)了減量化和資源化,但其燃燒產(chǎn)生的飛灰和底渣仍然具有造成二次污染的風(fēng)險(xiǎn);由于重金屬在飛灰中沒有得到固化,具有浸出性,可造成土壤和水體的二次污染;燃燒過程由于溫度較低,產(chǎn)生的二噁英未徹底分解,可能造成廢氣二次污染。[0004] 關(guān)于工業(yè)催化劑廢棄物,其成分相對(duì)復(fù)雜,且主要為不可燃燒的金屬氧化物。以煤制天然氣中使用的合成氣甲烷化催化劑為例,其主要為氧化鎳、氧化鉻、氧化硅、氧化鈣和氧化鋁,其中氧化鎳、氧化鉻均屬于重金屬,不能直接填埋,按照國家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)制成不可浸出性玻璃體。其他包括煤制油、煤制烯烴、煤制芳烴和煤制乙二醇等煤化工工藝過程均涉及催化劑的失活處置問題。目前對(duì)廢催化劑的處理方法常為選擇性地從中提取部分附加值較高的物質(zhì),很難全部回收利用,采用完全熔融回收工藝需要消耗大量的能量,處理成本較高。[0005] 綜上所述,工業(yè)污泥、廢催化劑等固體廢棄物的處理問題已經(jīng)日益嚴(yán)重并成為限制煤化工行業(yè)發(fā)展的重要因素,如何將固體廢棄物進(jìn)行穩(wěn)定化、減量化、無害化、資源化處理已經(jīng)刻不容緩。發(fā)明內(nèi)容[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:如何充分利用工業(yè)污泥的可燃物發(fā)熱量,補(bǔ)充原煤的發(fā)熱量,將不可燃的廢金屬催化劑高溫熔融形成玻璃渣,同時(shí)解決二噁英的抑制生成和重金屬固化防二次污染問題。[0007] 為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理裝置,其特征在于,包括:[0008] 用于存儲(chǔ)并干燥有機(jī)污泥的污泥存儲(chǔ)干燥單元;[0009] 用于存儲(chǔ)并干燥廢金屬催化劑的廢金屬催化劑存儲(chǔ)干燥單元;[0010] 用于存儲(chǔ)原煤的原煤存儲(chǔ)單元;[0011] 用于將干燥后的有機(jī)污泥、干燥后的廢金屬催化劑、原煤進(jìn)行混合,研磨成混合料顆粒并輸送的原料混合研磨發(fā)送單元;[0012] 用于將混合料顆粒氣化,生成可燃?xì)猓瑫r(shí)使廢金屬催化劑熔融形成玻璃渣的混合原料高溫氣化單元;[0013] 用于將所述可燃?xì)膺M(jìn)行焚燒的可燃?xì)夥贌龁卧籟0014] 用于利用可燃?xì)夥贌龁卧a(chǎn)生的煙氣余熱的煙氣余熱回收單元;[0015] 用于制備氣化和焚燒用的富氧空氣的富氧空氣制備單元;[0016] 污泥存儲(chǔ)干燥單元、廢金屬催化劑存儲(chǔ)干燥單元、原煤存儲(chǔ)單元均與原料混合研磨發(fā)送單元連接,原料混合研磨發(fā)送單元、混合原料高溫氣化單元、可燃?xì)夥贌龁卧?、煙氣余熱回收單元依次連接,富氧空氣制備單元連接混合原料高溫氣化單元和可燃?xì)夥贌龁卧?。[0017] 優(yōu)選地,所述煙氣余熱回收單元還連接污泥存儲(chǔ)干燥單元、廢金屬催化劑存儲(chǔ)干燥單元和富氧空氣制備單元。[0018] 優(yōu)選地,所述污泥存儲(chǔ)干燥單元包括污泥倉,污泥倉通過工業(yè)污泥輸送管線連接干燥器A原料進(jìn)口,干燥器A原料出口連接所述原料混合研磨發(fā)送單元;[0019] 所述廢金屬催化劑存儲(chǔ)干燥單元包括廢金屬催化劑倉,廢金屬催化劑倉通過非金屬催化劑輸送管線連接干燥器B原料進(jìn)口,干燥器B原料出口連接所述原料混合研磨發(fā)送單元;[0020] 原煤存儲(chǔ)單元包括原煤倉,原煤倉通過原煤輸送管線連接所述原料混合研磨發(fā)送單元。[0021] 優(yōu)選地,所述原料混合研磨發(fā)送單元包括混合料倉,所述原煤倉通過原煤輸送管線連接混合料倉進(jìn)口,所述干燥器A原料出口、干燥器B原料出口均連接混合料倉進(jìn)口,混合料倉出口連接研磨篩分機(jī)進(jìn)口,研磨篩分機(jī)出口連接發(fā)料罐進(jìn)口,發(fā)料罐出口通過氣力輸送管線連接所述混合原料高溫氣化單元。[0022] 優(yōu)選地,所述混合原料高溫氣化單元包括氣化爐,氣化爐底部設(shè)有渣池,渣池底部設(shè)有集渣槽,集渣槽通過水管與渣池連接;所述發(fā)料罐通過氣力輸送管線連接氣化爐進(jìn)口,所述富氧空氣制備單元也連接氣化爐進(jìn)口,氣化爐的可燃?xì)獬隹谶B接所述可燃?xì)夥贌龁卧0023] 優(yōu)選地,所述可燃?xì)夥贌龁卧ǚ贌隣t,所述干燥器A可燃?xì)獬隹凇⒏稍锲鰾可燃?xì)獬隹?、氣化爐可燃?xì)獬隹?、富氧空氣制備單元均連接焚燒爐進(jìn)口,焚燒爐的煙氣出口連接煙氣余熱回收單元。[0024] 優(yōu)選地,所述煙氣余熱回收單元包括余熱鍋爐,所述氣化爐的煙氣出口連接余熱鍋爐的煙氣進(jìn)口,余熱鍋爐的煙氣出口連接發(fā)料罐的輸送氣進(jìn)口和空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)進(jìn)口,空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)出口連接后處理設(shè)備;余熱鍋爐的水蒸汽出口連接所述干燥器A的水蒸汽進(jìn)口和干燥器B的水蒸汽進(jìn)口,干燥器A的冷凝水出口和干燥器B的冷凝水出口均連接余熱鍋爐的冷凝水進(jìn)口。[0025] 優(yōu)選地,所述富氧空氣制備單元包括增壓風(fēng)機(jī),增壓風(fēng)機(jī)出口連接所述空氣預(yù)熱器空氣側(cè)進(jìn)口,空氣預(yù)熱器空氣側(cè)出口連接富氧制備機(jī),富氧制備機(jī)的富氧空氣出口連接所述氣化爐進(jìn)口和焚燒爐進(jìn)口。[0026] 本發(fā)明還提供了一種廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理方法,采用上述的廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理裝置,步驟為:[0027] 步驟1:根據(jù)有機(jī)污泥的發(fā)熱量、廢金屬催化劑的熔融溫度確定氣化的操作溫度,通過計(jì)算整體能量平衡以及根據(jù)原料煤的基本參數(shù)確定需要加入原煤的比例;[0028] 步驟2:有機(jī)污泥和廢金屬催化劑均需要進(jìn)行干燥,將外水控制在6%以下;當(dāng)原煤外水超過6%時(shí),也需要進(jìn)行干燥,將外水控制在6%以下;[0029] 步驟3:外水控制在6%以下的有機(jī)污泥、廢金屬催化劑、原煤同時(shí)送入原料混合研磨發(fā)送單元,經(jīng)破碎研磨后統(tǒng)一送至混合原料高溫氣化單元,并在超過廢金屬催化劑主要成分熔融溫度條件下氣化;通過富氧空氣制備單元制備氣化用的富氧空氣;[0030] 步驟4:氣化產(chǎn)生的可燃?xì)夂腿廴谠患だ洌廴谠纬刹Aгw粒排出,可燃?xì)獗患だ浜笈c步驟2干燥產(chǎn)生的馳放氣一同進(jìn)可燃?xì)夥贌龁卧贌煌ㄟ^富氧空氣制備單元制備焚燒用的富氧空氣;[0031] 步驟5:焚燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)煙氣余熱回收單元回收熱量,最后經(jīng)環(huán)保處理后再排放。[0032] 優(yōu)選地,所述煙氣余熱回收單元首先利用煙氣熱量產(chǎn)生足夠的飽和蒸汽用于步驟2中原料的干燥,再進(jìn)一步利用煙氣熱量加熱制備富氧空氣用的空氣。

[0033] 更優(yōu)選地,當(dāng)有機(jī)污泥熱值低至系統(tǒng)無法通過有機(jī)污泥氣化維持足夠高的氣化溫度時(shí),需要補(bǔ)充原煤進(jìn)行輔助提高氣化溫度,以及保證燃燒產(chǎn)生足夠高溫的煙氣用于余熱回收產(chǎn)生足夠的飽和蒸汽用于原料干燥。[0034] 優(yōu)選地,所述干燥操作溫度為130~180℃;[0035] 所述氣化反應(yīng)操作溫度為1200~1650℃;[0036] 所述焚燒操作溫度為900~1100℃;[0037] 所述焚燒產(chǎn)生的煙氣去煙氣余熱回收單元的余熱鍋爐后降溫至200℃~230℃;[0038] 所述余熱鍋爐的熱水蒸汽的壓力為0.5~0.8MPa、溫度為160~180℃;[0039] 所述余熱鍋爐產(chǎn)生的送至空氣預(yù)熱器的煙氣溫度為200~230℃,加熱空氣至80℃~150℃。[0040] 本發(fā)明提供的廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理裝置,通過干燥脫水、高溫氣化、焚燒余熱回收等三個(gè)步驟處理工業(yè)污泥和廢催化劑,實(shí)現(xiàn)工業(yè)污泥和廢催化劑的無害化、減量化、資源化和穩(wěn)定化處理。系統(tǒng)內(nèi)熱量主要靠污泥本身自帶熱量實(shí)現(xiàn)自平衡,污泥自身熱量不足時(shí)需要原煤進(jìn)行摻混補(bǔ)足。該系統(tǒng)無二噁英排放和粉塵排放問題,形成的玻璃渣達(dá)到國家環(huán)保相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),解決了非金屬催化劑中重金屬的二次污染問題。完全實(shí)現(xiàn)了污泥等含碳固體廢棄物和廢金屬催化劑等不可燃工業(yè)危廢的清潔環(huán)保處理,應(yīng)用前景十分廣闊。[0041] 本發(fā)明裝置運(yùn)行穩(wěn)定可靠,易于大型化放大,環(huán)保節(jié)能,相比現(xiàn)有技術(shù),具有如下有益效果:[0042] (1)本發(fā)明采用以可燃污泥自身熱量為主,輔助于燃料煤的方式進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)工業(yè)污泥和非金屬催化劑的協(xié)同處理,實(shí)現(xiàn)無二噁英排放和粉塵排放問題,形成的玻璃渣達(dá)到國家環(huán)保相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),解決了非金屬催化劑中重金屬的二次污染問題;[0043] (2)本發(fā)明中利用氣化條件下實(shí)現(xiàn)高溫液態(tài)排渣,主要在還原性氣氛下進(jìn)行,針對(duì)含氯原料的處理可有效避免二噁英的生成,生成的少量鹽酸態(tài)氯在水洗過程去除,同時(shí)達(dá)到水激冷玻璃渣的形成;[0044] (3)本發(fā)明氣化溫度達(dá)到1000℃以上,停留時(shí)間超過5秒,達(dá)到國家危廢處理標(biāo)準(zhǔn),且全系統(tǒng)可獨(dú)立運(yùn)行,不需要依賴于其他輔助系統(tǒng)。附圖說明[0045] 圖1為本實(shí)施例提供的廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理裝置示意圖;[0046] 附圖標(biāo)記說明:[0047] 1?工業(yè)污泥倉;2?廢金屬催化劑倉;3?原煤倉;4?干燥器A;5?干燥器B;6?研磨篩分機(jī);7?發(fā)料罐;8?氣力輸送管線;9?空氣;10?風(fēng)機(jī);11一富氧制備機(jī);12?排放空氣;13?氣化富氧空氣;14?燃燒富氧空氣;15?可燃?xì)猓?6?焚燒爐;17?高溫?zé)煔猓?8?循環(huán)冷凝水;19?煙氣;20?飽和蒸汽;21?冷凝水A;22?冷凝水B;23?原煤輸送管線;24?非金屬催化劑輸送管線;25?工業(yè)污泥輸送管線;26?氣化爐;27?渣池;28?集渣槽;29?輸送空氣;30?干燥馳放氣;31?外送飽和蒸汽;32?輸送煙氣;33?鍋爐給水;34?激冷水;35?渣池循環(huán)水;36?空氣預(yù)熱器;

37?余熱鍋爐;38?干燥器加熱用水蒸汽;39?混合料倉。

具體實(shí)施方式[0048] 下面結(jié)合具體實(shí)施例,進(jìn)一步闡述本發(fā)明。[0049] 圖1為本實(shí)施例提供的廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理裝置示意圖,所述的廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理裝置主要由污泥存儲(chǔ)干燥單元、廢金屬催化劑存儲(chǔ)干燥單元、原煤存儲(chǔ)單元、原料混合研磨發(fā)送單元、富氧空氣制備單元、混合原料高溫氣化單元、可燃?xì)夥贌龁卧约盁煔庥酂峄厥諉卧冉M成。[0050] 污泥存儲(chǔ)干燥單元包括污泥倉1、工業(yè)污泥輸送管線25、干燥器A4等,污泥倉1通過工業(yè)污泥輸送管線25連接干燥器A4原料進(jìn)口。原工業(yè)污泥從污泥倉1通過工業(yè)污泥輸送管線25送入干燥器A4中,利用來自余熱鍋爐37產(chǎn)生的干燥器加熱用水蒸汽38進(jìn)行加熱干燥。[0051] 污泥干燥采用間接式旋轉(zhuǎn)干燥器,采用飽和蒸汽為干燥源,利用飽和水的相變熱干燥污泥,將干燥后的污泥外水控制在6%以下,干燥器操作溫度130℃~180℃。[0052] 廢金屬催化劑存儲(chǔ)干燥單元包括廢金屬催化劑倉2、非金屬催化劑輸送管線24、干燥器B5等,廢金屬催化劑倉2通過非金屬催化劑輸送管線24連接干燥器B5原料進(jìn)口。廢金屬催化劑從廢金屬催化劑倉2通過非金屬催化劑輸送管線24送入干燥器B5中,利用來自余熱鍋爐37產(chǎn)生的干燥器加熱用水蒸汽38進(jìn)行加熱干燥。[0053] 廢催化劑干燥采用間接式旋轉(zhuǎn)干燥器,采用飽和蒸汽為干燥源,利用飽和水的相變熱干燥廢催化劑,將干燥后的廢催化劑外水控制在6%以下,干燥器操作溫度130℃~180℃。[0054] 原煤存儲(chǔ)單元包括原煤倉3、原煤輸送管線23。原煤視煤種外水條件,如果外水<6%時(shí)不需要干燥,可直接從原煤倉3通過原煤輸送管線23輸送至原料混合研磨發(fā)送單元。

[0055] 原料混合研磨發(fā)送單元包括混合料倉39、研磨篩分機(jī)6、發(fā)料罐7、氣力輸送管線8等,原煤倉3通過原煤輸送管線23連接混合料倉39進(jìn)口,干燥器A4原料出口、干燥器B5原料出口均連接混合料倉39進(jìn)口,混合料倉39出口連接研磨篩分機(jī)6進(jìn)口,研磨篩分機(jī)6出口連接發(fā)料罐7進(jìn)口,發(fā)料罐7出口通過氣力輸送管線8連接混合原料高溫氣化單元。原煤、干燥后的工業(yè)污泥、干燥后的廢金屬催化劑均送入混合料倉39進(jìn)行混合,混合料倉39出口的混合料通過研磨篩分機(jī)6達(dá)到顆粒粒徑要求,然后送入發(fā)料罐7,再在輸送空氣29或輸送煙氣32的作用下通過氣力輸送管線8輸送至混合原料高溫氣化單元?dú)饣?br />
[0056] 富氧空氣制備單元包括富氧制備機(jī)11、空氣預(yù)熱器36、增壓風(fēng)機(jī)10等,增壓風(fēng)機(jī)10出口連接空氣預(yù)熱器36空氣側(cè)進(jìn)口,空氣預(yù)熱器36空氣側(cè)出口連接富氧制備機(jī)11??諝?由增壓風(fēng)機(jī)10送入空氣預(yù)熱器36加熱,加熱后的空氣送入富氧制備機(jī)11,產(chǎn)生用于氣化用的氣化富氧空氣13和用于焚燒用的燃燒富氧空氣14,其余氣體作為排放空氣12排出。[0057] 富氧空氣制備,可采用膜分離、分子篩變壓吸附以及空分制出純氧再摻混空氣的方法制備,氧氣濃度控制在35%以上。[0058] 混合原料高溫氣化單元包括氣化爐26,氣化爐26底部設(shè)有渣池27。發(fā)料罐7通過氣力輸送管線8連接氣化爐26進(jìn)口,富氧制備機(jī)11的富氧空氣出口也連接氣化爐26進(jìn)口。非金屬催化劑和煤種灰渣在高溫條件及氣化富氧空氣13的作用下氣化,氣化產(chǎn)生的可燃?xì)?5通入可燃?xì)夥贌龁卧?,氣化形成的熔融液態(tài)渣在激冷水34的作用下瞬間激冷形成玻璃渣落入渣池27,再以間歇排出方式排至集渣槽28;激冷水34也落入渣池27并排至集渣槽28形成渣池循環(huán)水35,集渣槽28內(nèi)的渣池循環(huán)水35送回渣池27內(nèi)。[0059] 混合原料高溫氣化采用氣流床氣化方式,以富氧空氣為氣化劑,氣化溫度達(dá)到1200℃以上,必要時(shí)可達(dá)到更高溫度,確保達(dá)到廢催化劑所含金屬氧化物熔點(diǎn)以上,氣化后的熔融渣采用水激冷的方式冷卻形成玻璃渣,同時(shí),可燃?xì)庖苍谠摷だ溥^程中的得到冷卻和初步凈化。

[0060] 可燃?xì)夥贌龁卧捎梅贌隣t16,干燥器A4可燃?xì)獬隹?、干燥器B5可燃?xì)獬隹凇饣癄t26可燃?xì)獬隹?、富氧制備機(jī)11的富氧空氣出口均連接焚燒爐16進(jìn)口。污泥干燥過程產(chǎn)生的馳放氣與廢金屬催化劑干燥過程產(chǎn)生的馳放氣混合形成干燥馳放氣30后送入焚燒爐16,氣化爐26熔融液態(tài)渣激冷產(chǎn)生的可燃?xì)?5也送入焚燒爐16,在燃燒富氧空氣14的作用下進(jìn)行充分燃燒,產(chǎn)生1000℃左右的高溫?zé)煔?7送入煙氣余熱回收單元。[0061] 可燃?xì)夥贌捎门P式或立式焚燒爐進(jìn)行燃燒,同時(shí)將污泥干燥和金屬催化劑干燥產(chǎn)生的廢氣在焚燒爐內(nèi)燃燒處理,焚燒爐采用耐火材料內(nèi)襯設(shè)計(jì),燃燒產(chǎn)生1000℃左右高溫?zé)煔?。[0062] 煙氣余熱回收單元包括余熱鍋爐37和空氣預(yù)熱器36,氣化爐26的煙氣出口連接余熱鍋爐37的煙氣進(jìn)口,余熱鍋爐37的煙氣出口連接發(fā)料罐7的輸送氣進(jìn)口和空氣預(yù)熱器36煙氣側(cè)進(jìn)口。氣化爐26產(chǎn)生的高溫?zé)煔?7送入余熱鍋爐37進(jìn)行一級(jí)余熱回收,排出的煙氣部分作為輸送煙氣32通入發(fā)料罐7,剩余部分通入空氣預(yù)熱器36加熱空氣進(jìn)行二級(jí)余熱回收,二級(jí)余熱回收后排出煙氣19去后處理。余熱鍋爐37的水蒸汽出口連接干燥器A4的水蒸汽進(jìn)口和干燥器B5的水蒸汽進(jìn)口,干燥器A4的冷凝水出口和干燥器B5的冷凝水出口均連接余熱鍋爐37的冷凝水進(jìn)口。[0063] 余熱鍋爐37將循環(huán)冷凝水18或鍋爐給水33加熱產(chǎn)生~180℃的飽和蒸汽20,絕大部分作為干燥器加熱用水蒸汽38送至干燥器A4和干燥器B5,富足部分作為外送飽和蒸汽31外送。干燥器A4內(nèi)的干燥器加熱用水蒸汽38放熱后形成冷凝水A21,干燥器B5內(nèi)的干燥器加熱用水蒸汽38放熱后形成冷凝水B22,冷凝水A21與冷凝水B22混合形成循環(huán)冷凝水18回到余熱鍋爐37。[0064] 余熱鍋爐37主要將焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)行余熱回收,產(chǎn)生壓力為0.5~0.8MPa、溫度為160~180℃的飽和水蒸汽,將煙氣溫度降低到200℃~230℃左右。煙氣經(jīng)過余熱回收后部分可選擇性回流作為混合料氣力發(fā)送的載氣,剩余煙氣去空氣預(yù)熱器進(jìn)行余熱回收,加熱空氣至80℃~150℃,然后熱空氣進(jìn)富氧空氣制備裝置,煙氣溫度降至150℃以下排出界區(qū)去凈化處理。[0065] 上述的廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理裝置的處理步驟如下:[0066] 步驟1:根據(jù)工業(yè)污泥的發(fā)熱量、廢金屬催化劑的熔融溫度確定氣化的操作溫度,通過計(jì)算整體能量平衡,以及根據(jù)原料煤的基本參數(shù)確定需要加入原料煤的比例;[0067] 步驟2:工業(yè)污泥和廢金屬催化劑均需要進(jìn)入干燥器進(jìn)行干燥,將外水控制在6%以下,干燥器操作溫度130℃~180℃,當(dāng)原煤外水超過6%時(shí),也需要進(jìn)行干燥,將外水控制在6%以下,干燥器操作溫度130℃~180℃;[0068] 步驟3:干燥后的工業(yè)污泥、廢金屬催化劑及原煤同時(shí)送入原料混合倉,經(jīng)破碎研磨后統(tǒng)一從發(fā)料罐送氣化爐氣化,在超過廢金屬催化劑主要成分熔融溫度條件下氣化,氣化反應(yīng)操作溫度為1200~1650℃;[0069] 步驟4:氣化產(chǎn)生的可燃?xì)夂透邷厝廴谠跉饣癄t底部被激冷,熔融渣形成細(xì)顆粒玻璃渣從氣化爐底部排出,可燃?xì)饧だ浜髲臍饣癄t側(cè)面出氣化爐與干燥產(chǎn)生的馳放氣一同進(jìn)焚燒爐焚燒;[0070] 步驟5:焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺_(dá)到~1000℃,高溫?zé)煔饨?jīng)余熱鍋爐后回收熱量,再去空預(yù)器加熱進(jìn)制備富氧空氣的空氣,余熱鍋爐出口煙氣還可部分作為氣力輸送的載氣輸送混合原料,最后送界區(qū)外的煙氣去環(huán)保處理后再排放;焚燒爐的操作溫度為900~1100℃;[0071] 步驟6:余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽一部分用于工業(yè)污泥、廢金屬催化劑和原煤的干燥,一部分直接外送其他利用。[0072] 當(dāng)污泥熱值低至系統(tǒng)無法通過污泥氣化維持足夠高的氣化溫度時(shí),需要補(bǔ)充原煤進(jìn)行輔助提高氣化溫度,以及保證燃燒產(chǎn)生足夠高溫?zé)煔庥糜谟酂峄厥债a(chǎn)生足夠飽和蒸汽用于原料干燥。[0073] 下面以一套日處理工業(yè)污泥量200噸(濕基)和非金屬催化劑50噸(濕基)的廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理裝置為例進(jìn)行說明。裝置的設(shè)計(jì)參數(shù)如下:[0074] 原工業(yè)污泥含水:85%;[0075] 水處理廠初步脫水后污泥含水:60%;[0076] 干燥后污泥總含水:15%,外水5%;[0077] 空氣預(yù)熱器出口空氣溫度:180℃;[0078] 所有工藝設(shè)備操作壓力:常壓;[0079] 操作溫度:干燥器A和干燥器B均為160℃;[0080] 工業(yè)污泥干基熱值:20000kJ/kg;[0081] 污泥中含有約65%有機(jī)物和35%無機(jī)物;[0082] 余熱鍋爐產(chǎn)水蒸汽0.69MPa,溫度170℃;[0083] 焚燒后煙氣溫度980℃[0084] 廢金屬催化劑主要成分:氧化鐵、氧化鋯和氧化鎳,無熱值;[0085] 氣化操作溫度:1500℃;[0086] 原煤投入:收到基熱值4000Kcal/kg,35噸/天。[0087] 處理后[0088] 玻璃渣平均粒徑:2mm,作為建材原材料回收利用;[0089] 煙氣排放達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)排放;[0090] 副產(chǎn)飽和水蒸汽:0.69MPa,溫度170℃,5t/h。[0091] 從以上數(shù)據(jù)可以得出,本發(fā)明采用廢棄金屬催化劑和有機(jī)工業(yè)污泥共處理設(shè)計(jì),在工業(yè)污泥熱值保證的前提下可以實(shí)現(xiàn)利用污泥本身熱量與廢金屬催化劑一起完成清潔轉(zhuǎn)化處理,無需外加熱源,同時(shí)無三廢排放,幾乎不產(chǎn)生二噁英、粉塵、重金屬等二次污染。相比常規(guī)工業(yè)污泥和非金屬催化劑處理方式,節(jié)約能耗10%以上,二噁英排放值降低至

95%,完全避免重金屬污染。

[0092] 綜上所述,本發(fā)明具有明顯的技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì),適用于工業(yè)園區(qū)污泥和非金屬催化劑的集中處理,實(shí)現(xiàn)資源化、無害化、穩(wěn)定化和減量化。[0093] 以上所述,僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并非對(duì)本發(fā)明任何形式上和實(shí)質(zhì)上的限制,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明方法的前提下,還將可以做出若干改進(jìn)和補(bǔ)充,這些改進(jìn)和補(bǔ)充也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下,當(dāng)可利用以上所揭示的技術(shù)內(nèi)容而做出的些許更動(dòng)、修飾與演變的等同變化,均為本發(fā)明的等效實(shí)施例;同時(shí),凡依據(jù)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)技術(shù)對(duì)上述實(shí)施例所作的任何等同變化的更動(dòng)、修飾與演變,均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。



聲明:
“廢棄金屬催化劑和有機(jī)污泥共處理裝置及方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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