一种飞灰与废钢协同回收系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种飞灰与废钢协同回收系统及装置，通过特定的伞形进料控制系统和飞灰加料系统，以及用于定温排烟气的第一管道和循环回收烟气的第二管道，解决了现有废钢回收中存在的热回收效率低与设备使用寿命兼顾难的问题，能在高温烟气中实现废钢均匀加料，绿色回收废钢，并能协同处置除尘飞灰，实现飞灰的玻璃化处理，结构简单，坚固耐用，成本低；通过控制定温烟气的恒温排放与循环回收利用，最大限度减少导出烟气中的二噁英，并能抑制焚烧烟气中再次产生二噁英；还能充分利用高温烟气余热，热回收效率高，大大降低了能量的损失。大大降低了能量的损失。大大降低了能量的损失。

【技术实现步骤摘要】
一种飞灰与废钢协同回收系统及装置
[0001]本申请主张中国在先申请，申请号：202011171476.3，申请日2020年10月18日的优先权，其所有的内容作为本专利技术的一部分。


[0002]本专利技术属于冶金及环保领域，涉及一种飞灰与废钢协同回收系统及装置，尤其是涉及一种抑制焚烧烟气中产生二噁英，并尽可能高效利用能量、降低能量损失的飞灰与废钢协同回收系统及装置。

技术介绍

[0003]垃圾焚烧及危废处理产生的飞灰，由于飞灰中含有二噁英及其它重金属有害物质，在我国2016年的《国家危险废物名录》中被列入危废管理名录，按危废管理要求，不得未经处置进入生活垃圾填埋场。高温熔渣玻璃化技术是实现飞灰无害化处理的有效途径之一，具有适应范围广、处置能力大、有机物质焚毁去除率高、烟气净化程度高等优点，目前该技术在我国尚未推广应用，研究成果多但实际应用少。
[0004]现有技术中，飞灰的回收处理均以高温熔融法处置最为彻底，由于高温熔融法处置温度可高达1600℃，二噁英等有害有机物可被彻底分解为小分子，重金属及其他无机物被玻璃化，溶出物降至极少值。但是由于熔融法相对能耗较高，实施过程要尽量利用余热，特别是对烟气余热的利用。熔炉高温处置飞灰时，产生的高温烟气可高达1000℃，其所带能量高达高温炉消耗总能量的20％
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30％，因此该部分能量十分必要进行回收利用，而高温烟气的余热用于预热进料是最直接也是效率最高的方法之一。高温烟气余热利用过程中，烟气温度降低，当温度降至250℃
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500℃的温度区间内时，容易使已经分解的二噁英再生，而且二噁英的再生速度较快，因此烟气余热利用过程应尽可能避开该温度区间。现有的生活垃圾焚烧烟气处理，为了避免二噁英的产生，均是采用大量喷水急冷的方式将烟气温度从1000℃到800℃左右的高温迅速降至250℃，该方法不但无法回收烟气中的能量，而且浪费大量的水资源，产生的大量水气对后置设备的腐蚀作用加大。
[0005]废铁治炼技术中由于现有的金属表面含有各种无机及有机防腐剂，在回收过程中容易产生二噁英污染，现阶段均需采用溶剂或机械法去除表面防腐层。不但工序复杂，且易造成二次污染。
[0006]电弧炉回收废钢中节能、降耗、环保一直是全球电弧炉技术发展的核心技术之一。现有技术对电弧炉的节能降耗主要从两个方向进行研究，一个是将间断式生产向连续生产发展；另一个是对废钢进行预热，特别是用电弧炉高温烟气对废钢进行预热，(电弧炉产生的高温烟气可达1000℃以上)以减少电能的消耗。
[0007]利用电弧炉烟气预热废钢技术是一个二十多年来国内外均在研究的技术，但因其在高温下运行，技术难度大，到目前为止实际投入使用的方案很少，典型代表如振动连续加料的Consteel(US5400358
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1992)、手指竖炉(DE4025294A1
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1992)、竖井侧推加料(US2007/0013112A1)技术。但是现有技术存在较大的缺陷：Consteel(US5400358
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1992)炉只有进料
废钢料层的表面与烟气接触，烟气与废钢换热不充分，且由于废钢料层相对静止，至使废钢受热不均匀；手指竖井炉，烟气与废钢充分接触换热，余热利用率高，但是因手指阀结构复杂，受废钢冲击力大，易导致手指冷却水渗漏，从而严重影响手指阀在高温下的使用寿命，易造成手指阀断裂失效而中断生产；另外这两种工艺均存在由于废钢中往往夹杂塑料、油漆等杂质，在预热过程中易产生剧毒物质二噁英的环保难题。另一个难是烟气与物料进行换热，当温度降到300℃
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500℃时，已经分解的二噁英有了再生条件，既有合适的温度，又有各种金属离子，就又重新生成二噁英，进而又要重新进行处理，变成一个无解的循环。
[0008]截至目前，缺乏一种能在高温烟气中实现废钢均匀加料，并能协同处置除尘飞灰，同时还能抑制焚烧烟气中再次产生二噁英，并能同时充分利用高温烟气余热的有效设备。

技术实现思路

[0009]为解决上述问题，本专利技术提供了一种飞灰与废钢协同回收系统及装置，通过特定的伞形进料控制系统和飞灰加料系统，并设置了用于定温排烟气的第一管道和循环回收烟气的第二管道，解决了现有废钢回收中存在的热回收效率低与设备使用寿命兼顾难的问题，并能同时实现飞灰的玻璃化处理，结构简单，成本低，既抑制了焚烧烟气中产生二噁英，又大大降低了能量的损失。
[0010]本专利技术提供了一种能对废钢及除酸造渣添加剂均匀布料的特殊进料预热装置，该装置具有加料竖井和电弧炉熔融装置，加料竖井内设带冷却装置的伞形篦阀，伞形篦阀内的冷却系统具有双层结构，不易渗漏；加料竖井壁上设带冷却的磁延伸体，通过冷却系统回收的热量再由本装置重复利用，用于飞灰的预热；加料竖井外设可移动的磁铁，依靠加料竖井外的磁铁移动配合伞形篦阀将废钢连续均匀地加入电弧炉内。
[0011]电弧炉产生的高温烟气通过伞形篦阀中的空隙与废钢层进行充分接触换热，高温烟气与废钢进料器下部的废钢及添加剂换热后，在特定的位置导出部分定温烟气(定温烟气是指在该特定位置导出的烟气温度是恒定的)，该温度下的烟气能控制二噁英的再生成。该部分定温烟气导出后通过急冷塔快速降温，从而避开二噁英的再合成窗口温度，冷却后的这部分烟气经特殊的净化系统净化后超净排放。另有一部分未被导出的定温烟气则继续上升，与废钢进料器上部的废钢及添加剂进一步换热降温，降温后的烟气连接高温风机，通过高温风机加压后鼓入特定的飞灰加料系统，与飞灰充分换热后进入电弧炉熔融系统。
[0012]通过电弧炉高温加热，烟气及飞灰中所含二噁英由于受到超高温的持续作用而彻底分解，飞灰中的碳等成分参与废钢的回收利用，其他固形物形成重组份及轻组份浮渣熔融物，烟气及飞灰中的重金属进入熔融物中，轻组份浮渣熔融物通过上层的轻组份出料器进入水淬池，水淬后形成的玻璃态炉渣综合利用，水淬形成的蒸汽通过特定的装置综合回收利用，水淬冷却水循环利用，电弧熔融炉中形成的重组份熔融物，累积后通过下层重组份出料器进入重组份回收容器，冷却后回收利用，从而实现废钢的绿色回收及飞灰的无害化协同处置。
[0013]一方面，本专利技术提供了一种飞灰与废钢协同回收装置，所述装置包括加料竖井、伞形进料控制系统、飞灰加料系统和电弧炉；所述加料竖井的下端连接电弧炉；伞形进料控制系统位于加料竖井下侧；飞灰加料系统位于加料竖井的一侧。
[0014]进一步地，所述伞形进料控制系统包括伞形篦阀和磁力控制系统；所述伞形篦阀
设于加料竖井下侧；磁力控制系统环绕加料竖井壁设置，位于伞形篦阀外围。
[0015]进一步地，所述伞形篦阀包括伞形底座、定位管道、伞形篦阀冷却器和移动轨道；伞形底座顶部连接定位管道，定位管道与伞形篦阀冷却器相连；伞形底座和定位管道可沿移动轨道移动。
[0016]在一些方式中，所述伞形底座为圆锥形的开口朝下的装置，伞形底座的顶部连接定位管道，定位管道的另一端与伞形篦阀冷却器相连，用于为伞形篦阀冷却降温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞灰与废钢协同回收装置，其特征在于，包括加料竖井、伞形进料控制系统、飞灰加料系统和电弧炉；所述加料竖井的下端连接电弧炉；伞形进料控制系统位于加料竖井下侧；飞灰加料系统位于加料竖井的一侧。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述伞形进料控制系统包括伞形篦阀和磁力控制系统；所述伞形篦阀设于加料竖井下侧；磁力控制系统环绕加料竖井壁设置，位于伞形篦阀外围。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述伞形篦阀包括伞形底座、定位管道、伞形篦阀冷却器和移动轨道；伞形底座顶部连接定位管道，定位管道与伞形篦阀冷却器相连；伞形底座和定位管道可沿移动轨道移动。4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述磁力控制系统包括磁延伸体和永磁体；永磁体设于加料竖井壁外，位于磁延伸体外围；磁延伸体设于加料竖井壁上；所述磁延伸体采用软磁耐热材料分层设置，层间采用非磁耐热材料隔离；所述磁延伸体还设有磁延伸体冷却器；所述永磁体可沿移动轨道上下移动。5.如权利要求1～4任一项所述的装置，其特征在于，所述加料竖井上还设有第一管道、第二管道，第二管道的设置位置高于第一管道；第一管道用于将部分烟气排出进料预热器，第二管道与飞灰加料系统相连，用于其余烟气送回电弧炉；第一管道内的温度高于烟气中二噁英的再生温度。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述加料竖井为多...

【专利技术属性】
技术研发人员：周友信，沈毅，靳晓鹏，曹熠，胡波，陈俊宇，许群惟，李蕾蕾，
申请(专利权)人：杭州正隆环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：