一种危废熔融玻璃化处置的方法与流程

本发明属于危废处置技术领域，尤其涉及一种危废熔融玻璃化处置的方法。

背景技术：

现有危废处置技术多采用回转窑+二燃室技术，固废通过窑头进入回转窑、液废通过喷枪进入窑体或者是二燃室，其处置温度1100～1200℃，为固态排渣。危废最终残渣依旧作为危废，需要进行协同处置或者固化，且处置费用更高。

技术实现要素：

本发明的目的针对现有技术的缺陷，提供一种危废熔融玻璃化处置的方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种危废熔融玻璃化处理的方法，包括以下步骤：

(1)将危废进行预处理，预处理后的危废和配伍材料送入回转窑中进行高温加热；

(2)燃尽后的物料从回转窑落出，被继续加热至开始融化；

(3)融化的物料被进一步加热直至完全熔融为液态残渣并进行沉降分层；

(4)液态残渣经造粒、激冷后被水淬、冷却，形成粒径在8～30mm的颗粒状残渣，残渣的玻璃体质量含量在90％～96％；

(5)颗粒状残渣经过磁选后分离其中可回收金属部分。

进一步的，步骤(1)中的预处理是将危废通过液压剪切式破碎机进行破碎，并进行元素分析。

进一步的，步骤(1)中的配伍材料为玻璃和/或砂石，所述配伍材料的加入量为总固体危废物料质量的0.5％～5％。

进一步的，步骤(1)中物料在回转窑中加热的温度为1100～1200℃。

进一步的，步骤(2)中物料被加热到1400～1500℃，停留时间为50～20min，通过富氧烧嘴进行加热。

进一步的，步骤(3)中物料被加热到1500～1600℃，停留时间为30min～2h，通过富氧烧嘴进行加热。

本技术在传统危废处置技术回转窑+二燃室技术的处置技术后，将危废物料进一步加热至1550～1800℃左右，可将危废最终渣的热灼减率进一步降低，低于1％，液态排渣，渣中玻璃体含量90％～96％。危废残渣被进一步的减量化、玻璃化，无需再进行协同处置或者固化，可以直接进行填埋或作为相应的建筑材料，降低了残渣的处置费用，该费用占危废处置年收入的约30％左右。

本技术发明直接将二燃室底部的灰渣直接进行熔融、玻璃化，节省从常温到1150℃渣的升温能耗，同时所采用的的富氧燃烧技术相对等离子更为稳定可靠、降低能耗，设备投资较低。

附图说明

图1是实施例1危废灰渣熔融玻璃化装置的结构示意图。

图2是实施例2高温熔融系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

对危废进行熔融玻璃化处理，在原有危废回转窑+二燃室焚烧系统出渣口处直接增设一套高温熔融玻璃化装置，其中危废灰渣熔融玻璃化装置如图1所示，过渡段1、熔融/分离段2、联通段3、出渣段4和冷却造粒段。

其中过渡段的底部依次连接熔融/分离段、出渣段和冷却造粒段，过渡段、熔融/分离段与出渣段两两之间通过法兰连接。装置在过渡段、熔融/分离段、联通段和出渣段采用水冷夹套的外壳(钢壳)，外壳的内壁设置有耐火材料层5，耐火材料层采用具有抗氧化气氛的耐火材料，耐火温度为1750～2000℃。外壳在过渡段的内壁固定有铜冷却元件，冷却元件内部采用循环冷却水将热量带走。

过渡段为立式内腔，均匀设置有一圈伸入内腔的过渡段烧嘴6。

熔融/分离段为水平设置的内腔通道，内腔通道截面呈拱门型结构，在顶部均匀设置有伸入内腔的熔融分离段烧嘴7，烧嘴之间的间距为200～1000mm，并且烧嘴火焰朝向与熔融物流动方向相反，烧嘴轴线与水平线呈20°～55°夹角。

熔融/分离段的底部设置有支撑支座，支撑支座采用滚轮加蝶簧的结构形式，便于拆卸和安装、维护、更换。

出渣段的底部设置有出渣口8，出渣口的底部为锥形，底锥出口的尺寸为20～200mm，实际大小根据液态渣量大小进行设置。在出渣口的上部设置有伸入内腔的出渣段烧嘴9，

冷却造粒段包括水冷壁段10、水封段11和渣池12。水冷壁段上端连接出渣口的两侧，下端连接水封段，水封段筒体材质为s316l，水封段的下部插入渣池冷却液中，插入深度为300～3000mm，水封段上部设置有伸入内腔的激冷造粒喷头，对液态熔渣进行喷雾激冷、造粒。

水冷壁段上部设置有伸入内腔的水冷壁段烧嘴13，并在出渣口高度设置有观察口。烧嘴为可调式烧嘴，根据出渣口堵塞情况进行调节天然气的负荷，同时在出渣口高度上开设观察口，观察出渣口的堵塞情况。

所有的烧嘴采用富氧空气和天然气，富氧体积浓度范围为25％～45％，且富氧空气被加热到150～350℃后再进行燃烧。

如图2所示的高温熔融系统，包括进料系统14、回转窑15、二燃室16、危废灰渣熔融玻璃化装置17、余热回收/尾气处理单元18、捞渣机19、除铁单元20和出渣单元21。过渡段的上端设置在二燃室的底部，采用法兰连接。

对于危废熔融玻璃化处理的方法，采用以下步骤：

1.固体物料通过液压剪切式破碎机进行破碎。

2.对物料进行元素分析，根据组成元素及热值进行配伍。主要为添加少量的玻璃、砂石占总物料量的0.5％～5％，实际根据物料组成进行配伍。其目的是降低物料的熔点、保护回转窑炉体耐材、增加液态中玻璃体的含量。

3.配伍好的物料进行通过上料系统从窑头推入到回转窑系统中。

4物料在回转窑内被加热到1100～1200℃，从窑头向窑尾运动同时也随窑体做圆周运动，使物料充分燃尽。

5燃尽后的物料由于重力原因直接落入过渡段，物料在过渡段中通过富氧烧嘴加热到1450～1800℃，物料开始融化。

6.融化后的液态物料逐步进入熔融/分离段，该区域物料被逐步加热到1550～1800℃左右，随着温度升高物料的粘度降低，且被完全熔融。融化后的液态渣在尾端由于重力因素会进一步分层。

7.液态渣在出渣口流动方向由水平流动改为垂直流动。水平流动速度慢是为了让物料完全熔融和分层，垂直流动是为了让液态的渣在重力的作用下加快流速不冷凝堵塞。液态渣在垂直流动过程中通过造粒喷头进行造粒和激冷，使得最终得到的渣颗粒较为均匀。利于捞渣以及初步对液态渣进行冷却。

8.经过造粒、激冷后的渣，直接落入水池中，被水淬、冷却，形成粒径在8～30mm的颗粒物质。

9.所得渣颗粒物，再通过捞渣机输送至皮带上，经过磁选后分离其中可回收金属部分(量极少)，熔融后所得渣中玻璃体含量约在90-96％。

10.烟气后续处理方式与常规焚烧方式处理方法类似，即采用“锅炉(sncr)→急冷脱酸塔(含脱酸)→干法脱酸→袋式除尘器→两级湿法脱酸→sgh→风机→烟囱”的流程和步骤，主要为烟气中余热回收+尾气处理，达标后直接排放即可。

但本实施例的设备并不是本危废熔融玻璃化处理的方法唯一可使用设备，采用与本实施例危废灰渣熔融玻璃化装置功能相同或类似的设备都可以实现本实施例对危废熔融玻璃化处理的方法。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。