公布日：2022.05.20
申请日：2022.01.21
分类号：F23G5/16(2006.01)I;F23G5/44(2006.01)I;F23J15/02(2006.01)I;B28C5/00(2006.01)I;B28C7/00(2006.01)I;B28C7/04(2006.01)I
摘要
本发明属于节能环保的技术领域，尤其涉及一种废物焚烧联合污泥制陶粒的系统及工艺方法。包括焚烧装置、废渣处理装置、废气处理装置和制陶装置；焚烧装置包括焚烧炉和二燃室；废渣处理装置包括通过物料管道依次连通的第一滚筒冷却机、破碎机、磨机和除尘器；制陶装置包括陈化仓、第二双轴搅拌输送机、造粒机、整形机、滚筒干燥机、预烧回转窑、焙烧回转窑、第二滚筒冷却机、提升机和分级筛；系统工作时，废物在焚烧装置内焚烧产生炉渣、灰渣、废烟气和燃烧热；制陶装置利用产生炉渣、灰渣和燃烧热制得陶粒；陶粒的内部结构特征呈细密蜂窝状微孔，陶粒堆密度为500‑900kg/m3。因此本发明焚烧联合污泥制陶粒，环境污染小，生产成本低，经济效益效果明显。
权利要求书
1.一种废物焚烧联合污泥制陶粒的系统，其特征在于：包括焚烧装置、废渣处理装置、废气处理装置和制陶装置；所述焚烧装置包括焚烧炉（1）和二燃室（2），焚烧炉（1）的出口布设于二燃室（2）内；所述废渣处理装置包括通过物料管道依次连通的第一滚筒冷却机（11）、破碎机（12）、磨机（13）和除尘器（14），且第一滚筒冷却机（11）、破碎机（12）和磨机（13）的布置高度依次降低；所述第一滚筒冷却机（11）的进料口和二燃室（2）的底部连通，所述除尘器（14）的进气口与磨机（13）的出料口132相通，底部出料口与称重输送机（15）的进料口相连；所述废气处理装置包括通过气相管道依次连通的余热锅炉（3）、急冷塔（4）、脱酸塔（5）、布袋除尘器（14）、引风机（7）、洗涤塔（8）和烟囱（9）；所述余热锅炉（3）、急冷塔（4）、脱酸塔（5）和布袋除尘器（6）的底部出料口分别通过管道连通着灰渣输送机（16）的对应进料口；所述余热锅炉（3）的进气口和二燃室（2）上部的烟气出口通过管道连通，所述除尘器（14）的上部出气口通过管道连通着引风机（7）的进口；所述制陶装置包括空气换热器（31）、第一双轴搅拌输送机（20）、陈化仓（21）、第二双轴搅拌输送机（22）、造粒机（23）、整形机（24）、滚筒干燥机（25）、预烧回转窑（26）、焙烧回转窑（27）、第二滚筒冷却机（28）、提升机（29）和分级筛（30）；所述第一双轴搅拌输送机（20）、陈化仓（21）、第二双轴搅拌输送机（22）、造粒机（23）、整形机（24）、滚筒干燥机（25）、预烧回转窑（26）、焙烧回转窑（27）和第二滚筒冷却机（28）的布置高度依次降低，且通过物料管道依次连通；所述第一双轴搅拌输送机（20）的进口端设有混合斗（201），混合斗（201）分别通过管道与称重输送机（15）出料口、脱水污泥称重输送机（17）出料口、添加剂称重输送机（18）出料口和黏土称重输送机（19）进料口相连；所述第二滚筒冷却机（28）的出料口通过提升机（29）和分级筛（30）的进口连通；所述空气换热器（31）的底部进气口和预热回转窑（26）的出气口管道连通，空气换热器（31）的顶部出气口通过管道分别连通着磨机（13）的进风口和滚筒干燥机（25）的进风口；所述第一滚筒冷却机（11）的出风口通过管道分别连通着焚烧炉（1）的进风口和预烧回转窑（26）的进风口；所述焙烧回转窑（27）的进风口通过管道连通着二燃室（2）的上部烟气出口；所述第一滚筒冷却机（11）、第二滚筒冷却机（28）、磨机（13）和空气换热器（31）为水冷设备，且均接通冷却水上水管和冷却水回水管，其中第一滚筒冷却机（11）和第二滚筒冷却机（28）通过鼓风机（10）分别连通着空气进口B，第一滚筒冷却机（11）和第二滚筒冷却机（28）为风冷、水冷一体化设备；上述系统工作时，废物在焚烧装置内焚烧产生炉渣、灰渣、废烟气和燃烧热；废烟气经废气处理装置处理得到净化气，并达到国家危废焚烧处置的焚烧后尾气排放标准；灰渣、炉灰、污泥和黏土按照焚烧炉渣12.5%-25%、灰渣7.5%-15%、污泥30%-50%、添加剂5%-15%、粘土10-15%的质量比加入混合斗（201）中混合，其中燃烧热通入制陶装置中，经过制陶装置得到陶粒；陶粒的内部结构特征呈细密蜂窝状微孔，陶粒堆密度为500-900kg/m3。
2.根据权利要求1所述一种废物焚烧联合污泥制陶粒的系统，其特征在于：混合斗（201）内设有雾化喷头，所述洗涤塔（8）的底部通过阀门连通着混合斗（201）内的雾化喷头。
3.根据权利要求1所述一种废物焚烧联合污泥制陶粒的系统，其特征在于：所述焙烧回转窑（27）和滚筒干燥机（25）的出风口分别通过管道连通着二燃室（2）的中部，使得焙烧回转窑（27）和滚筒干燥机（25）的废气返回二燃室（2）。
4.根据权利要求1-3任一所述一种废物焚烧联合污泥制陶粒的系统的工艺方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤（1）：系统中第一滚筒冷却机（11）、磨机（13）、空气换热器（31）均通过冷却水上水管通入循环冷却水；步骤（2）：首先依次启动引风机（7）、鼓风机（10）、焚烧炉（1）、布袋除尘器（6）；步骤（3）：再依次启动第二滚筒冷却机（28）、焙烧回转窑（27）、预烧回转窑（26）、滚筒干燥机（25）、整形机（24），且相邻设备间隔启动时间为1min；步骤（4）：最后依次启动造粒机（23）、第一双轴搅拌输送机（20）、第二双轴搅拌输送机（22）、每个称重输送机（15）和除尘器（14），且相邻设备间隔启动时间为1min；步骤（5）：分别启动磨机（13）和破碎机（12），且间隔启动时间为2min；步骤（6）：焚烧炉（1）内投放废物并点燃，保持焚烧炉（1）内温度为500-850℃，二燃室（2）内温度为1000-1250℃；其中废物为危险废物或一般固废；步骤（7）：待废渣处理装置中除尘器（14）得到的炉渣，和废气处理装置中灰渣输送机（16）得到的灰渣达到上部灰斗的30%-60%后，启动灰渣输送机（16）、称重输送机（15）、脱水污泥称重输送机（17）、添加剂称重输送机（18）和黏土称重输送机（19），按照炉渣12.5%-25%、灰渣7.5%-15%、污泥30%-50%、添加剂5%-15%、粘土10-15%的质量比加入，得到混合物；其中污泥为为工业或市政污泥，添加剂为成孔剂或起泡剂一种或两种；步骤（8）：第一双轴搅拌输送机（20）搅拌后混合物进入陈化仓（21），陈化时间15min-24h；步骤（9）：造粒机（23）采用挤压造粒成球，经整形机（24）整形后得到陶粒，粒径范围主要为15-20mm，并有少量为0-15mm，陶粒依次进入滚筒干燥机（25）、预烧回转窑（26）和焙烧回转窑（27），得到温度为约1200-1300℃的高温陶粒；其中所述滚筒干燥机（25）通入110-150℃空气进行干燥，预烧回转窑（26）通入300-600℃空气，进行预烧处理，在焙烧回转窑（27）通入高温烟气温度为1000-1250℃；步骤（10）：高温陶粒经第二滚筒冷却机（28）降温至70-120℃，之后通过提升机（29）在分级筛（30）分粒径为0-5mm、5-15mm、15-20mm的三级成品入仓，并在输送和筛分储存过程中陶粒逐渐自然冷却至常温。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提供一种硫酸法钛白粉酸解钛液净化还原方法及系统，可以降低生产能耗、节约生产时间和降低生产成本，减少环境污染。
具体技术方案如下：一种废物焚烧联合污泥制陶粒的系统，包括焚烧装置、废渣处理装置、废气处理装置和制陶装置；所述焚烧装置包括焚烧炉1和二燃室2，焚烧炉1的出口布设于二燃室2内；所述废渣处理装置包括通过物料管道依次连通的第一滚筒冷却机11、破碎机12、磨机13和除尘器14，且第一滚筒冷却机11、破碎机12和磨机13的布置高度依次降低；所述第一滚筒冷却机11的进料口和二燃室2的底部连通，所述除尘器14的进气口与磨机13的出料口132相通，底部出料口与称重输送机15的进料口相连；所述废气处理装置包括通过气相管道依次连通的余热锅炉3、急冷塔4、脱酸塔5、布袋除尘器14、引风机7、洗涤塔8和烟囱9；所述余热锅炉3、急冷塔4、脱酸塔5和布袋除尘器6的底部出料口分别通过管道连通着灰渣输送机16的对应进料口；所述余热锅炉3的进气口和二燃室2上部的烟气出口通过管道连通，所述除尘器14的上部出气口通过管道连通着引风机7的进口；所述制陶装置包括空气换热器31、第一双轴搅拌输送机20、陈化仓21、第二双轴搅拌输送机22、造粒机23、整形机24、滚筒干燥机25、预烧回转窑26、焙烧回转窑27、焙烧回转窑28、提升机29和分级筛30；所述第一双轴搅拌输送机20、陈化仓21、第二双轴搅拌输送机22、造粒机23、整形机24、滚筒干燥机25、预烧回转窑26、焙烧回转窑27和焙烧回转窑28的布置高度依次降低，且通过物料管道依次连通；所述第一双轴搅拌输送机20的进口端设有混合斗201，混合斗201分别通过管道与称重输送机15出料口、脱水污泥称重输送机17出料口、添加剂称重输送机18出料口和黏土称重输送机19进料口相连；所述焙烧回转窑28的出料口通过提升机29和分级筛30的进口连通；所述空气换热器31的底部进气口和预热回转窑26的出气口管道连通，空气换热器31的顶部出气口通过管道分别连通着磨机13的进风口和滚筒干燥机25的进风口；所述滚筒冷却机的出风口通过管道分别连通着焚烧炉1的进风口和预烧回转窑26的进风口；所述焙烧回转窑27的进风口通过管道连通着二燃室2的上部烟气出口；所述第一滚筒冷却机11、焙烧回转窑28、磨机13和空气换热器31为水冷设备，且均接通冷却水上水管和冷却水回水管，其中第一滚筒冷却机11和焙烧回转窑28通过鼓风机10分别连通着空气进口B，第一滚筒冷却机11和焙烧回转窑28为风冷、水冷一体化设备；上述系统工作时，废物在焚烧装置内焚烧产生炉渣、灰渣、废烟气和燃烧热；废烟气经废气处理装置处理得到净化气，并达到国家危废焚烧处置的焚烧后尾气排放标准；灰渣、炉灰、污泥和黏土按照焚烧炉渣12.5%-25%、灰渣7.5%-15%、污泥30%-50%、添加剂5%-15%、粘土10-15%的质量比加入混合斗201中混合，其中燃烧热通入制陶装置中，经过制陶装置得到陶粒；陶粒的内部结构特征呈细密蜂窝状微孔，陶粒堆密度为500-900kg/m3。
进一步，所述混合斗201内设有雾化喷头，所述洗涤塔8的底部通过阀门连通着混合斗201内的雾化喷头。
进一步，所述焙烧回转窑27和滚筒干燥机25的出风口分别通过管道连通着二燃室2的中部，使得焙烧回转窑27和滚筒干燥机25的废气返回二燃室2。
还包括上述一种废物焚烧联合污泥制陶粒的系统的工艺方法，具体包括以下步骤：步骤（1）：系统中第一滚筒冷却机11、磨机13、空气换热器31均通过冷却水上水管通入循环冷却水；步骤（2）：首先依次启动引风机7、鼓风机10、焚烧炉1、布袋除尘器6；步骤（3）：再依次启动第二滚筒冷却机28、焙烧回转窑27、预烧回转窑26、滚筒干燥机25、整形机24，且相邻设备间隔启动时间为1min；步骤（4）：最后依次启动造粒机23、第一双轴搅拌输送机20、第二双轴搅拌输送机22、每个称重输送机15和除尘器14，且相邻设备间隔启动时间为1min；步骤（5）：分别启动磨机13和破碎机12，且间隔启动时间为2min；步骤（6）：焚烧炉1内投放废物并点燃，保持焚烧炉1内温度为500-850℃，二燃室2内温度为1000-1250℃；其中废物为危险废物或一般固废；步骤（7）：待废渣处理装置中除尘器14得到的炉渣，和废气处理装置中灰渣输送机16得到的灰渣达到上部灰斗的30%-60%后，启动灰渣输送机16、称重输送机15、脱水污泥称重输送机17、添加剂称重输送机18和黏土称重输送机19，按照炉渣12.5%-25%、灰渣7.5%-15%、污泥30%-50%、添加剂5%-15%、粘土10-15%的质量比加入，得到混合物；其中污泥为为工业或市政污泥，添加剂为成孔剂或起泡剂一种或两种；步骤（8）：第一双轴搅拌输送机20搅拌后混合物进入陈化仓21，陈化时间15min-24h；步骤（9）：造粒机23采用挤压造粒成球，经整形机24整形后得到陶粒，粒径范围主要为15-20mm，并有少量为0-15mm，陶粒依次进入滚筒干燥机25、预烧回转窑26和焙烧回转窑27，得到温度为约1200-1300℃的高温陶粒；其中所述滚筒干燥机25通入110-150℃空气进行干燥，预烧回转窑26通入300-600℃空气，进行预烧处理，在焙烧回转窑27通入高温烟气温度为1000-1250℃；步骤（10）：高温陶粒经第二滚筒冷却机28降温至70-120℃，之后通过提升机29在分级筛30分粒径为0-5mm、5-15mm、15-20mm的三级成品入仓，并在输送和筛分储存过程中陶粒逐渐自然冷却至常温。
本发明的有益技术效果如下：（1）本发明的废物焚烧联合污泥制陶粒的系统，包括焚烧装置、废渣处理装置、废气处理装置和制陶装置；其中废物在焚烧装置内焚烧产生废渣、废烟气和燃烧热，废渣经废渣处理装置处理得到灰渣，废烟气经废气处理装置处理得到净化气和炉灰，制陶装置以灰渣和炉灰为原料加入脱水污泥、黏土和添加剂，以烟气处理的洗涤废水为陶粒原料湿度调节剂，同时二燃室内废物焚烧和陶粒焙烧的温度接近，将焚烧装置的二燃室内产生的热烟气通入烘焙回转窑内，充分利用焚烧热能对陶粒进行焙烧，并将陶粒干燥后产生的废气通入二燃室内，进行无害化处理，不仅缩减成本提高能源利用率，也实现废物利用保护了环境，解决了焚烧产生的灰渣废弃物以及大量的工业、市政污泥难处理的问题；因此本发明的废物焚烧联合污泥制陶粒的系统，焚烧装置、废渣处理装置、废气处理装置和制陶装置有机集成，可用于固体废物的无害化、减量化、资源化处置，系统集成度高、占地面积小、热效率高、环境污染小，生产成本低，经济效益效果明显。
（2）本发明废物焚烧联合污泥制陶粒系统的工艺方法，所生产的陶粒由于其原来炉渣内含有部分重金属、且在陶粒原料制备中加入了起泡剂和成孔剂，使得烧制陶粒成品具有密度低，强度高、孔隙率高的特性，可用于建筑轻骨料、耐火保温材料、园艺花卉种植、海绵城市建设、污水生物陶粒滤料、湿地浮床建设等，具有较高附加值，市场需求较广，应用前景广阔。
（发明人：王争刚;张铭;唐云;汪炎;龚幸;王晓波）
