一种含锌废油漆渣与酒糟协同处置回收锌工艺及系统的制作方法

本发明涉及固废和危废处理技术领域，尤其是一种含锌废油漆渣与酒糟协同处置回收锌工艺及系统。

背景技术：

我国白酒产业产量巨大，随之带来的是每年排放的大量酒糟，统计表明，我国每年排放的白酒酒糟可达3000万吨。由于其含水量及酸度较离，不易运输，且很容易腐烂变质，而直接作为饲料使用时，适口性又差，很难得到广泛推广。目前只有少部分用于饲料和化工原料的加工，由于酒糟的酒精浓度高，粗纤维含量太高，容易引起家畜消化不良，造成家畜便秘、流产、死胎等。且在制作烘干过程中需要消耗大量能源，经济性低。采用流化床、气化焚烧等热处理方式时，由于酒糟原料性质的特点，酒糟灰熔点低，易粘接炉体壁面，造成炉壁壁面灰分堆积、腐蚀严重。因此，很大一部分都由于无法得到再利用而直接排放，造成了资源的浪费和环境污染。

含锌废油漆渣是国家规定的危险废物之一，其危险废物编号为hw-06，主要危害是其含有大量可吸入的有机溶剂蒸气。众所周知，油漆都是由成膜物质如各种树脂、溶剂、颜料、干燥剂和添加剂等组成，普通的废油漆通常用汽油作溶剂，环氧铁红底漆含少量二甲苯，浸漆主要含甲苯，也有少量苯。研究表明：超过10年工龄的油漆工大多数都有咳嗽、易疲劳、头疼、胸闷、四肢无力的症状，得再生障碍性贫血、白血病、结核、胸膜炎等严重疾病的比例也相当高，目前还没有一种合理的处理含锌废油漆渣的方法，大都采用燃烧的方式处理，对环境影响很大。而另一方面，含锌废油漆渣中锌含量较高，具有很高的回收价值。

综上所述，寻求一种能够将酒糟和含锌废油漆渣充分回收再利用的设备或方法，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种含锌废油漆渣与酒糟协同处置回收锌工艺，包括以下步骤：

1)将含锌废油漆渣和酒糟在旋转床热解装置中进行布料并热解，得到含锌混合油气；

2)含锌混合油气经激冷，得到热解气和含锌固液混合物；

3)含锌固液混合物经固液分离装置分离，得到金属锌和热解油水。

进一步地，含锌废油漆渣和酒糟采用单独输送管路输送至旋转床热解装置内，在旋转床热解装置内上下两层混合布料或多层间隔混合布料；和/或

含锌废油漆渣和酒糟混合均匀后输送至旋转床热解装置内进行布料。

进一步地，上下两层混合布料包括：酒糟在上、含锌废油漆渣在下，或者，含锌废油漆渣在上、酒糟在下；

多层间隔混合布料为多层含锌废油漆渣和多层酒糟间隔排列布料。

进一步地，的含锌废油漆渣与酒糟依次经过旋转床热解装置的四个温度控制区实现热解，四个温度控制区的温度依次为：600-750℃、750-800℃、850-950℃、950-1000℃，含锌废油漆渣与酒糟经过四个温度控制区的总时间为60-90min。

进一步地，四个温度控制区的温度依次为：700℃、800℃、900℃、1000℃，含锌废油漆渣与酒糟经过四个温度控制区的时间为80min。

进一步地，激冷方式为：将混合油气经油水直冷装置进行激冷。

进一步地，将从旋转床热解装置热解后产生的热解炭输送至气化炉气化，产生气化煤气，气化煤气与空气混合后在旋转床热解装置内部的辐射管内燃烧，为旋转床热解装置提供热源。

本发明的又一个实施例还提供了一种含锌废油漆渣与酒糟协同处置回收锌系统，包括：

螺旋进料装置，螺旋进料装置包括螺旋进料装置入口和螺旋进料装置出口；

旋转床热解装置，旋转床热解装置包括连接螺旋进料装置出口的物料入口、热解炭排出口、混合油气出口和热源入口；

油气分离装置，油气分离装置包括与混合油气出口连通的混合油气入口、热解气出口和固液混合物出口；

固液分离装置，固液分离装置包括与固液混合物出口连通的固液混合物入口、金属锌收集出口和热解油水收集出口。

进一步地，还包括气化炉，气化炉包括与热解炭排出口连通的热解炭入口和煤气出口，煤气出口连通旋转床热解装置的热源入口。

进一步地，还包括搅拌器，搅拌器包括与螺旋进料装置入口连通的搅拌器出口。

本发明的实施例所带来的有益效果如下：

1.有效解决了大量酒糟难以资源化处理的难题，同时也为含锌废油漆渣这种危废的处理找到了新的出路。

2.在热解反应过程中采用酒糟与油漆渣协同热解方式，不仅解决了酒糟和油漆渣难处理的问题，还解决了酒糟单独热解时热解气热值低和油漆渣单独热解时热解时间长的弊端；含锌废油漆渣中的锌可以作为催化剂，不需要添加新的添加剂，既能实现危废的有效处理，又简单可行的获得了金属锌单质。实现了金属锌、有机质的资源化利用，还实现了金属锌的回收，系统整体经济性显著。

3.蓄热式旋转床热解装置绝氧高温热解，不仅使系统热效率高，而且热解后还可以获得的高纯度、高品质的热解气和热解油水，热解气和热解油水经过进一步的处理后可自用或销售，进一步提高经济效益。

4.酒糟与含锌废油漆渣采用不同方式混合布料，可以根据实际需要选用合适的布料方式，提高了热解原料对热解炉的适应性。

附图说明

为了更好的理解本发明，并且更清楚的展示如何实现本发明，现通过示例的方式参考附图，在附图中：

图1是本发明一实施例的含锌废油漆渣与酒糟协同处置回收锌工艺的工艺流程图1；

图2是本发明又一实施例的含锌废油漆渣与酒糟协同处置回收锌工艺的工艺流程图2；

图3是本发明又一实施例的含锌废油漆渣与酒糟协同处置回收锌工艺的物料热解区域图；

图4是本发明又一实施例的含锌废油漆渣与酒糟协同处置回收锌工艺的布料方式的截面图；

图5是本发明又一实施例的含锌废油漆渣与酒糟协同处置回收锌工艺的布料方式的截面图；

图6是本发明又一实施例的含锌废油漆渣与酒糟协同处置回收锌工艺的布料方式的截面图；

图7是本发明又一实施例的含锌废油漆渣与酒糟协同处置回收锌系统的结构示意图；

其中，

1…进料区，2…ⅰ区，3…ⅱ区，4…ⅲ区，5…ⅳ区，6…出料区，7…酒糟，8…含锌废油气渣，9…炉板，10…含锌废油漆渣-酒糟混合料，11…搅拌器，12…螺旋进料装置，13…旋转床热解装置，14…油气分离装置，15…固液分离装置，16…气化炉，

111…搅拌器出口，121…螺旋进料装置入口，122…螺旋进料装置出口，131…物料入口，132…热解炭排出口，133…混合油气出口，134…热源入口，141…混合油气入口，142…热解气出口，143…固液混合物出口，151…固液混合物入口，152…金属锌收集出口，153…热解油水收集出口，161…热解炭入口，162…煤气出口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的一个实施例提供了一种含锌废油漆渣与酒糟协同处置回收锌工艺，包括以下步骤：

1)将含锌废油漆渣和酒糟在旋转床热解装置中进行布料并热解，得到含锌混合油气；

2)含锌混合油气经激冷，得到热解气和含锌固液混合物；

3)含锌固液混合物经固液分离装置分离，得到金属锌和热解油水。

上述实施例通过将含锌废油漆渣和酒糟进行热解，同时处理了酒糟和含锌废油漆渣危废，有效解决酒糟和含锌废油漆渣排放和处理所带来的环境污染；同时热解和后续处理后，能够得到金属锌，同时还能够得到高纯度热解气和热解油水，热解气和热解油水经过进一步的处理后可自用或销售，进一步提高经济效益。

作为上述实施例的优选，如图1所示，酒糟经过酒糟干燥装置后输送至螺旋进料装置中，将含锌废油漆渣输送至另一螺旋进料装置，然后同时将含锌废油漆渣和酒糟采用单独输送管路从各自的螺旋进料装置中输送至旋转床热解装置内，在旋转床热解装置内上下两层混合布料或多层间隔混合布料；或者如图2所示，酒糟经过酒糟干燥装置后输送至螺旋进料装置中，将含锌废油漆渣输送至另一螺旋进料装置，然后同时将含锌废油漆渣和酒糟输送至搅拌器中混合均匀后，输送至旋转床热解装置内进行布料，其布料图如图6所示，含锌废油漆渣-酒糟混合料10直接布料在炉板9上。进一步优选地，上下两层混合布料包括：图4所示的酒糟7在上、含锌废油漆渣8在下，或者，图5所示的含锌废油漆渣8在上、酒糟7在下；多层间隔混合布料为多层含锌废油漆渣8和多层酒糟7间隔排列布料。不同的布料方式，可以根据实际需要进行选择，提高了热解处理时对热解炉的适应性。

上述的布料方式中，采用如图4所示的酒糟7在上，含锌废油漆渣8在下的方式时，由于含锌废油漆渣8受热向上传质，能增强含锌废油漆渣8对酒糟7热解的催化效果，但又由于酒糟7质轻，会增加酒糟向四周浮动，增加酒糟污染水封槽的风险；采用图5所示的布料方式，即酒糟7在下，含锌废油漆渣8在上的方式时，由于含锌废油漆渣8在上，减弱了含锌废油漆渣8的催化作用，但避免了酒糟污染水封槽的风险。采用图6所示的布料方式，即酒糟7与含锌废油漆渣8在炉外混合，使系统设备增加，提高了工程总投资。因而，可根据实际情况灵活布料。

本发明的又一实施例中，如图3所示，含锌废油漆渣与酒糟首先由进料区1连续的进入旋转床热解装置，旋转床热解装置内部上方设置有辐射管，辐射管内部通燃气，通过控制通入的燃气量和测温装置可以进行温度控制，旋转床热解装置内设置四个温度控制区，含锌废油漆渣与酒糟依次经过四个温度控制区实现热解，最后由出料区6排出，四个温度控制区的温度依次为：600-750℃、750-800℃、850-950℃、950-1000℃，含锌废油漆渣与酒糟经过四个温度控制区的总时间为60-90min。优选地，四个温度控制区的温度依次为：700℃、800℃、900℃、1000℃，含锌废油漆渣与酒糟经过四个温度控制区的总时间为80min，四个区域温度依次升高，燃料供应和对辐射管耐火材料的要求也越来越高，四个温控区域的设置可以节约燃料和降低辐射管材料的制造费用。

本实施例通过分区控温方式使旋转床热解装置最高温度达到950-1000℃，混合料在旋转床热解装置内依次经过上述四个区间，进而完成干燥、裂解、协同热裂解的过程。酒糟与含锌废油漆渣中的有机物在高温绝氧的条件下裂解为小分子可燃气、焦油以及水蒸气等，其中，含锌废油漆渣中的金属氧化物在高温下具有催化的作用，使原本在旋转床热解装置内发生的热裂解反应因为含锌废油漆渣中金属氧化物的作用而转变成催化裂解反应，大大促进有机物的裂解程度以及产品品质。同时，金属氧化物在还原性气氛下被还原成金属单质。金属锌的熔化温度为419.53℃，气化温度为907℃。因而在炉膛ⅳ区被还原的金属锌全部变为锌蒸汽，随热解产生的油气共同排出旋转床热解装置，进入下游处理工序。

作为上述实施例的优选，含锌混合油气激冷的方式为：将旋转床热解装置排出的含锌混合油气直接通入油水直冷装置中，在油水直冷装置中含锌混合油气与激冷水充分接触可以使含锌混合油气急速降温达到油气分离的效果，即混合油气被分离为热解气和热解油水，此时混合油气中的锌蒸汽变为金属锌的固体，保留在热解油水中，然后通过固液分离装置，金属锌和热解油进行分离，从而回收得到金属锌。采用激冷和/或直冷的方式可以实现快速冷却和分离，避免间接冷却造成的热解油水和金属锌凝结黏附在冷却装置的侧壁上，造成设备堵塞等问题。热解气、热解油水是含锌废油漆渣与酒糟热解后产生的气相产物，因为分子量的不同，分子量大的凝结成热解油，分子量小的不凝结而形成热解气，它们均可作为燃料自用或销售，进一步提高了经济效益。

本发明的又一实施例中，将从旋转床热解装置高温绝氧热解后产生的热解炭可以通过螺旋出料装置输送至气化炉气化，产生气化煤气，气化煤气与空气混合后在旋转床热解装置内部的辐射管内燃烧，为旋转床热解装置提供热源，维持酒糟与含锌废油漆渣热解所需的热量，进一步实现节能减排。

为了进一步解释和说明本发明，请参考以下具体实施例，但下述的实施例并非用于对本发明的限制。

以采用某市的白酒酒糟和含锌废油漆渣，成分组成如表1和表2所示：

表1白酒糟工业分析与元素分析(干基wt％)

表2含锌废油漆渣中无机成分分析(干基wt％)

实施例1

采用单独进料后如图4，图5所示的分层布料的方式，白酒糟和含锌废油漆渣采用单独输送管路输送至旋转床热解装置内热解，旋转床热解装置内控制热解温度控制采用分区控制方式，四个区间的温度分别为ⅰ区2温度700℃、ⅱ区3温度800℃，ⅲ区4温度900℃，ⅳ区5温度1000℃，热解总时间控制在80min。

混合料在旋转床热解装置内依次经过上述四个区间，进而完成干燥、裂解、协同热裂解的过程。酒糟与含锌废油漆渣中的有机物在高温绝氧的条件下裂解为小分子可燃气、焦油以及水蒸气等，其中，含锌废油漆渣的金属氧化物在高温下具有催化的作用，同时，金属氧化物在还原性气氛下被还原成金属单质。金属锌的熔化温度为419.53℃，气化温度在907℃。因而在炉膛ⅳ区被还原的金属锌蒸汽全部随热解产生的油气共同排出旋转床热解装置。

在旋转床热解装置出口设有油水直冷装置，同时实现油水与热解气的分离。此时，金属锌则保留在热解油水之内。然后通过固液分离装置，回收金属锌。过程中产生的热解气、热解油水经过进一步的处理后可自用或销售。

旋转床热解装置的热源来自热解炭的气化。从旋转床热解装置热解后产出的热解炭经螺旋出料装置以及输送装置输送至气化炉气化，产生气化煤气。气化煤气与空气混合在旋转床热解装置内部的辐射管内燃烧供热，维持酒糟与含锌废油漆渣热解所需的热量。

下面以具体实验数据阐述混和热解的优势。

酒糟单独热解时，热解气热值为3439kcal/m³，含锌废油漆渣单独热解时，热解气热值为3059kcal/m³，而如图4所示的布料方式或如图5所示的布料方式进行热解时热解气热值平均达到了4903kcal/m³。

实施例2

采用图6所示的布料方式，白酒糟和含锌废油漆渣在入炉前进行预混搅拌，随后共同输送管路输送至旋转床热解装置内热解，白酒糟和含锌废油漆渣在旋转床热解装置内完全均匀混合。旋转床热解装置内控制热解温度控制采用分区控制方式，四个区间的温度分别为ⅰ区2温度700℃、ⅱ区3温度800℃，ⅲ区4温度900℃，ⅳ区5温度1000℃，热解时间控制在80min。后续步骤采用与上一实施例相同的方式处理，得到下面具体实验数据，并阐述混和热解的优势。

酒糟单独热解时，热解气热值为3439kcal/m³，含锌废油漆渣单独热解时，热解气热值为3059kcal/m³；而如图6所示的布料方式热解时热解气产量虽稍有降低，但热解气热值达到了4503kcal/m³。

实施例3

一种含锌废油漆渣与酒糟协同处置回收锌工艺，其包括：

1)酒糟和含锌废油漆渣采用单独输送管路输送至旋转床热解装置内进行如图4所示的方式布料，布料之后进行热解，旋转床热解装置内热解温度控制采用分区控制方式，四个区间的温度分别为ⅰ区2温度600℃、ⅱ区3温度750℃，ⅲ区4温度850℃，ⅳ区5温度950℃，热解总时间控制在60min。混合料在旋转床热解装置内依次经过上述四个区间，进而完成干燥、裂解、协同热裂解的过程。在炉膛ⅳ区金属锌全部被变成锌蒸汽随热解产生的油气共同排出旋转床热解装置。其中，旋转床热解装置的热源来自热解炭的气化；

2)含锌混合油气经油水直冷装置进行激冷，得到热解气和含锌固液混合物；

3)含锌固液混合物经固液分离装置分离，得到金属锌和热解油水。过程中产生的热解气、热解油水经过进一步的处理后可自用或销售，本实施例得到下面具体实验数据。

酒糟单独热解时，热解气热值为3439kcal/m³，含锌废油漆渣单独热解时，热解气热值为3059kcal/m³，而如图4所示的布料方式进行热解时热解气热值平均达到了4890kcal/m³。

实施例4

一种含锌废油漆渣与酒糟协同处置回收锌工艺，其包括：

1)酒糟和含锌废油漆渣采用单独输送管路输送至旋转床热解装置内，由图3所示的进料区1进入，然后如图5所示的方式布料，布料之后进行热解，旋转床热解装置内热解温度控制采用分区控制方式，四个区间的温度分别为ⅰ区2温度750℃、ⅱ区3温度800℃，ⅲ区4温度950℃，ⅳ区5温度1000℃，热解总时间控制在90min。混合料在旋转床热解装置内依次经过上述四个区间，进而完成干燥、裂解、协同热裂解的过程。在炉膛ⅳ区金属锌全部被变成锌蒸汽随热解产生的油气共同由图3所示的出料区6排出旋转床热解装置。其中，旋转床热解装置的热源来自热解炭的气化；

2)含锌混合油气经油水直冷装置进行激冷，得到热解气和含锌固液混合物；

3)含锌固液混合物经固液分离装置分离，得到金属锌和热解油水。过程中产生的热解气、热解油水经过进一步的处理后可自用或销售，本实施例得到下面具体实验数据。

酒糟单独热解时，热解气热值为3439kcal/m³，含锌废油漆渣单独热解时，热解气热值为3059kcal/m³，而如图5所示的布料方式进行热解时热解气热值平均达到了4910kcal/m³。

综上所述，本发明提供的含锌废油漆渣与酒糟协同处置回收锌工艺，至少具有如下优点：

1.有效解决了大量酒糟难以资源化处理的难题，同时也为含锌废油漆渣这种危废的处理找到了新的出路。

2.在热解反应过程中采用酒糟与油漆渣协同热解方式，不仅解决了酒糟和油漆渣难处理的问题，还解决了酒糟单独热解时热解气热值低和油漆渣单独热解时热解时间长的弊端；含锌废油漆渣中的锌可以作为催化剂，不需要添加新的添加剂，既能实现危废的有效处理，又简单可行的获得了金属锌单质。实现了金属锌、有机质的资源化利用，还实现了金属锌的回收，系统整体经济性显著。

3.蓄热式旋转床热解装置绝氧高温热解，不仅使系统热效率高，而且热解后还可以获得的高纯度、高品质的热解气和热解油水，热解气和热解油水经过进一步的处理后可自用或销售，进一步提高经济效益。

4.酒糟与含锌废油漆渣采用不同方式混合布料，可以根据实际需要选用合适的布料方式，提高了热解原料对热解炉的适应性。

如图7所示本发明还提供了一种含锌废油漆渣与酒糟协同处置回收锌系统，上述的方法可以通过本系统完成，其包括螺旋进料装置12、旋转床热解装置13、油气分离装置14和固液分离装置15，螺旋进料装置12包括螺旋进料装置入口121和螺旋进料装置出口122；旋转床热解装置13包括连接螺旋进料装置出口122的物料入口131、热解炭排出口132、混合油气出口133和热源入口134；油气分离装置14包括与混合油气出口133连通的混合油气入口141、热解气出口142和固液混合物出口143；固液分离装置15包括与固液混合物出口143连通的固液混合物入口151、金属锌收集出口152和热解油水收集出口153。优选地，上述系统还包括气化炉16，气化炉16包括与热解炭排出口132连通的热解炭入口161和煤气出口162，煤气出口162连通旋转床热解装置13的热源入口134，热源入口134为安装在旋转床热解装置13内部的为热解提供热辐射的辐射管的煤气入口，煤气在辐射管中燃烧。

本发明提供的另一实施例中，上述的系统还包括搅拌器11，搅拌器11包括与螺旋进料装置入口121连通的搅拌器出口111，具体地，先将含锌废油漆渣和酒糟在搅拌器11中充分混合后，经螺旋进料装置12输送至旋转床热解装置13，旋转床热解装置内布料如图6所示，含锌废油漆渣-酒糟混合物直接布料在炉板9上，并在旋转床热解装置13中热解。旋转床热解装置13内，通过分区控温方式使旋转床热解装置13最高温度达到1000℃，因而，含锌废油漆渣中的金属锌挥发出来，并伴随着高温热解油气进入下游处理工序。

综上，本发明提供的含锌废油漆渣与酒糟协同处置回收锌系统，至少具有如下优点：蓄热式旋转床热解装置分区控温绝氧高温热解，系统热效率高，本系统结构简单，制造成本较低，节约能源。

以上仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。