鋁冶煉氟-碳危險(xiǎn)固體廢棄物焚燒爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種鋁冶煉氟-碳危險(xiǎn)固體廢棄物焚燒爐。它包括爐壁、爐室，所述爐壁包括保溫層、內(nèi)襯層，在所述爐壁的一端設(shè)置有點(diǎn)火/觀察孔和至少一個燃燒器，其另一端設(shè)置有高溫尾氣出口，在該爐壁側(cè)面或/和頂面設(shè)置有二次熱風(fēng)進(jìn)口和三次熱風(fēng)進(jìn)口，在所述爐壁底部設(shè)置有排料口。利用本實(shí)用新型處理氟-碳高危固體廢棄物，可回收廢料中所含的電解質(zhì)，并充分利用碳燃燒所產(chǎn)生的熱量，消耗燃料少，也解決了電解鋁生產(chǎn)過程中陽極預(yù)熱熱源的來源問題，實(shí)現(xiàn)了物料和熱能的循環(huán)利用，不產(chǎn)生廢渣、廢水，廢氣最終進(jìn)入電解凈化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了零污染排放，可徹底改變當(dāng)前氟-碳廢料污染環(huán)境的現(xiàn)狀，同時可有效的杜絕原材料的浪費(fèi)。
【專利說明】鋁冶煉氟-碳危險(xiǎn)固體廢棄物焚燒爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及固體廢棄物的處理設(shè)備，具體涉及一種鋁冶煉氟-碳危險(xiǎn)固體廢棄物焚燒爐。
【背景技術(shù)】
[0002]在鋁冶煉生產(chǎn)過程中，由于各種原因，會產(chǎn)生一定的碳渣；在電解槽大修過程中(國內(nèi)電解槽壽命一般為4?6年)，會產(chǎn)生大量的廢舊陰極。據(jù)統(tǒng)計(jì):每冶煉一噸原鋁產(chǎn)生廢舊陰極10?15 kg、產(chǎn)生碳渣10?20 kg。通常，廢舊陰極中約含有70%碳與30%電解質(zhì)、碳洛中約含有35%碳與65%電解質(zhì)。二者所含的固體電解質(zhì)是一種氟化物(主要成分是冰晶石3NaF*AlF3)，它具有強(qiáng)烈的腐蝕性，其中還含有微量的氰化物[Na4Fe (CN) 6]。當(dāng)前，這些氟-碳廢料主要作為固體廢棄物進(jìn)行堆放處理或填埋:廢料中的氟化物和氰化物會遇水溶解，滲入地下水或流入河流，污染水源，該類污染對人的身體骨骼毒害極大；另外，還對周圍的動植物有很大的危害，影響農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡，使農(nóng)作物減產(chǎn)。因此，該類廢料是極其危險(xiǎn)的固體廢棄物，應(yīng)該進(jìn)行處理。近年來人們在該類廢料處理方面做了一些探索，如中國專利文獻(xiàn)CN1358581A公開了一種陽極碳渣和廢舊陰極材料的無害化處理及綜合利用的方法:將廢舊陰極和碳渣分別破碎、磨成粉末，再按不同類別進(jìn)入浮選槽中，并加入浮選劑和清水，經(jīng)多次浮選后，得到的電解質(zhì)返回鋁電解使用，碳粉用于碳素制品的生產(chǎn)。上述方案是采用浮選方法對該類廢料進(jìn)行處理，但由于該技術(shù)存在較大缺陷:①回收的電解質(zhì)中的碳含量仍然較高(約5%)、回收的碳粉中電解質(zhì)含量仍然較高(約9%)，回收的電解質(zhì)和碳粉均不能直接使用；②廢渣、廢水、加熱的廢氣會對環(huán)境造成二次污染。因此，采用浮選技術(shù)處理氟-碳廢料并沒有在國內(nèi)電解鋁企業(yè)推廣開來。
[0003]當(dāng)前廢舊陰極主要作為固體廢棄物堆放或填埋；碳渣有部分廠家采用浮選技術(shù)進(jìn)行處理。
[0004]因此，研究開發(fā)一種氟-碳危險(xiǎn)固體廢棄物的綜合處理設(shè)備:既能對該類廢料進(jìn)行無害化處理；又能綜合利用該類廢料處理過程中的各種產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)零污染排放的目的，就顯得十分有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能綜合利用處理過程中的各種產(chǎn)物，并且不造成二次污染的鋁冶煉氟-碳危險(xiǎn)固體廢棄物焚燒爐。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0007]設(shè)計(jì)一種鋁冶煉氟-碳危險(xiǎn)固體廢棄物焚燒爐，包括爐壁、爐室，所述爐壁包括保溫層、內(nèi)襯層，在所述爐壁的一端設(shè)置有點(diǎn)火/觀察孔和至少一個燃燒器，其另一端設(shè)置有高溫尾氣出口，在該爐壁側(cè)面或/和頂面設(shè)置有二次熱風(fēng)進(jìn)口和三次熱風(fēng)進(jìn)口，在所述爐壁底部設(shè)置有排料口。
[0008]所述燃燒器設(shè)置有空氣進(jìn)口、空氣室、旋風(fēng)組件、燃?xì)膺M(jìn)口、燃?xì)鈬婎^，所述空氣室對接于所述旋風(fēng)組件的后端，所述燃?xì)鈬婎^對接于所述旋風(fēng)組件的前端，所述燃?xì)膺M(jìn)口經(jīng)由燃?xì)夤苈?lián)通至該燃?xì)鈬婎^，所述燃?xì)鈬婎^上設(shè)置有燃?xì)鈬娍?，其?nèi)設(shè)置有燃?xì)馐摇?br> [0009]本實(shí)用新型具有積極有益的效果:
[0010]1.利用本實(shí)用新型處理氟-碳高危固體廢棄物，可回收廢料中所含的電解質(zhì)，并充分利用碳燃燒所產(chǎn)生的熱量，消耗燃料少，也解決了電解鋁生產(chǎn)過程中陽極預(yù)熱熱源的來源問題，實(shí)現(xiàn)了物料和熱能的循環(huán)利用，不產(chǎn)生廢渣、廢水，廢氣最終進(jìn)入電解凈化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了零污染排放，可徹底改變當(dāng)前氟-碳廢料污染環(huán)境的現(xiàn)狀，同時可有效的杜絕原材料的浪費(fèi)。
[0011]2.經(jīng)濟(jì)社會效益:2012年我國原鋁產(chǎn)量為1968萬噸，外排廢舊陰極約20萬噸、夕卜排碳渣約30萬噸，如果全部采用本實(shí)用新型進(jìn)行綜合處理，僅2012年一年，能夠回收電解質(zhì)約26萬噸，價值約15億元。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為利用本實(shí)用新型進(jìn)行綜合處理的工藝流程圖；
[0013]圖2為一種焚燒爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3為圖2中焚燒爐的燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4為一種陽極預(yù)熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中，1、10為燃燒器，2為觀察孔，3為二次熱風(fēng)進(jìn)口，4為三次熱風(fēng)進(jìn)口，5為爐膛，6為保溫層，7為內(nèi)襯層，8為高溫尾氣出口，9為排料口，11為燃?xì)膺M(jìn)口，12為空氣進(jìn)口，13為空氣室，14為固定板，15為旋風(fēng)組件，16為燃?xì)鈬娍祝?7為燃?xì)馐遥?8為燃?xì)鈬婎^，19為加熱腔，20,21為中溫尾氣進(jìn)口，22為加熱腔體，23為陽極炭塊，24為低溫尾氣出口，25為移動罩板。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0018]實(shí)施例1 一種焚燒爐，包括爐壁、爐室5，參見圖2，所述爐壁包括保溫層6、內(nèi)襯層7，在所述爐壁的一端設(shè)置有觀察孔2和兩個燃燒器1、10，其另一端設(shè)置有高溫尾氣出口 8，在該爐壁側(cè)面和頂面分別設(shè)置有二次熱風(fēng)進(jìn)口 3和三次熱風(fēng)進(jìn)口 4，在所述爐壁底部設(shè)置有排料口 9。
[0019]上述燃燒器設(shè)置有空氣進(jìn)口(即一次風(fēng)進(jìn)口)12、空氣室13、旋風(fēng)組件15、燃?xì)膺M(jìn)口
11、燃?xì)鈬婎^18，參見圖3，所述空氣室13對接于旋風(fēng)組件15的后端，燃?xì)鈬婎^18對接于旋風(fēng)組件15的前端，燃?xì)膺M(jìn)口 11經(jīng)由燃?xì)夤苈?lián)通至該燃?xì)鈬婎^18的燃?xì)馐?7，燃?xì)鈬婎^18上設(shè)置有燃?xì)鈬娍?6，其內(nèi)設(shè)置有燃?xì)馐?7。
[0020]利用上述焚燒爐綜合處理利用鋁冶煉氟-碳危險(xiǎn)固體廢棄物的方法，參見圖1，包括以下步驟:
[0021](I)先將碳渣和廢舊陰極兩類氟-碳廢料分別破碎至200目；
[0022](2)將碳渣和廢舊陰極兩類氟-碳廢料兩類粉料按1:2.5的重量比混配成固體粉料，作為氟-碳廢料焚燒爐的燃料；
[0023](3)預(yù)加熱爐膛:先以燃?xì)馑椭练?碳廢料焚燒爐的燃燒器1、10，與一次風(fēng)進(jìn)行混合燃燒，噴出的高溫?zé)煔鈱Ψ贌隣t爐膛進(jìn)行預(yù)熱，至1000°c左右，使其達(dá)到正常生產(chǎn)的條件;
[0024](4)再由料倉和電磁振動給料機(jī)將步驟(2)所得固體粉料輸送至焚燒爐的二次熱風(fēng)進(jìn)口 3，并經(jīng)由二次熱風(fēng)輸送至焚燒爐的爐膛5，二次熱風(fēng)與固體粉料的比例為5Nm3/h: lKg/h，二次熱風(fēng)進(jìn)口的風(fēng)壓控制在20Kpa左右，三次熱風(fēng)輸送至焚燒爐中部的三次熱風(fēng)進(jìn)風(fēng)口，二次熱風(fēng)與三次熱風(fēng)的體積比為1/2?1/3 ;所述焚燒爐的爐膛溫度控制為1000°C?1300°C，最高使用溫度不超過1700°C ；
[0025]( 5 )經(jīng)由上步所形成液態(tài)的電解質(zhì)匯集在所述焚燒爐底部，定期排入料斗、冷凝后返回電解槽使用；
[0026](6)所述焚燒爐所排出的高溫尾氣進(jìn)入管式換熱器，通入二次進(jìn)風(fēng)或/和三次進(jìn)風(fēng)進(jìn)行熱交換，分別形成350?450°C的二次熱風(fēng)或/和三次熱風(fēng)，所述高溫尾氣經(jīng)熱交換后形成550?650°C的中溫尾氣，再將其連接至陽極預(yù)熱裝置，用以將陽極碳塊的溫度由常溫預(yù)熱至350?450°C，該中溫尾氣經(jīng)陽極換熱裝置后形成< 150°C的低溫尾氣；
[0027](7)所述低溫尾氣直接進(jìn)入電解鋁凈化系統(tǒng)，對氣體中所含的氟物質(zhì)進(jìn)行綜合回收后排放，從而實(shí)現(xiàn)物料全回收、零污染排放的目的。
[0028]上述陽極預(yù)熱裝置包括內(nèi)置有陽極炭塊的加熱腔體、移動罩板25 (作為活動門使用)，參見圖4，該加熱腔體兩端設(shè)置有中溫尾氣進(jìn)口 20、21，其頂部設(shè)置有低溫尾氣出口24。
[0029]雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實(shí)施方案對本實(shí)用新型作了詳盡的描述，但在本實(shí)用新型基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進(jìn)，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本實(shí)用新型精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁冶煉氟-碳危險(xiǎn)固體廢棄物焚燒爐，包括爐壁、爐室，其特征在于，所述爐壁包括保溫層、內(nèi)襯層，在所述爐壁的一端設(shè)置有點(diǎn)火/觀察孔和至少一個燃燒器，其另一端設(shè)置有高溫尾氣出口，在該爐壁側(cè)面或/和頂面設(shè)置有二次熱風(fēng)進(jìn)口和三次熱風(fēng)進(jìn)口，在所述爐壁底部設(shè)置有排料口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁冶煉氟-碳危險(xiǎn)固體廢棄物焚燒爐，其特征在于，所述燃燒器設(shè)置有空氣進(jìn)口、空氣室、旋風(fēng)組件、燃?xì)膺M(jìn)口、燃?xì)鈬婎^，所述空氣室對接于所述旋風(fēng)組件的后端，所述燃?xì)鈬婎^對接于所述旋風(fēng)組件的前端，所述燃?xì)膺M(jìn)口經(jīng)由燃?xì)夤苈?lián)通至該燃?xì)鈬婎^，所述燃?xì)鈬婎^上設(shè)置有燃?xì)鈬娍祝鋬?nèi)設(shè)置有燃?xì)馐摇?br> 【文檔編號】F23G7/00GK203421697SQ201320355157
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月20日
【發(fā)明者】王旭東, 曹國法, 和清霖, 袁志強(qiáng), 馮曉強(qiáng) 申請人:鄭州經(jīng)緯科技實(shí)業(yè)有限公司