一种循环流化床锅炉掺烧电解铝废料固废处理系统的制作方法

本实用新型属于工业固废及冶金废弃物利用技术领域，具体涉及一种循环流化床锅炉掺烧电解铝废料固废处理系统。

背景技术：

电解铝废料是电解铝生产过程中产生的废弃物统称，其中包括：废阴极炭块、废阳极材料，全球铝产量始终保持逐年增长态势，铝产量由1994年1965万吨增加到2016年5889万吨，随着全球化大发展进程的不断推进，世界各国铝生产工业的技术和装备水平得到不断提升，随之而来的电解铝废料也大量产生，一般电解铝生产企业五年就会对电解槽进行大修，在这个过程中会产生大量废料，通常在电解铝生产过程中，每生产一吨原铝就会产生10～15kg废旧阴极炭块，根据这个数据推断，2018年全年就产生了23.08万吨的废阴极，也就意味着每年丢弃电解质7万吨，丢弃阴极炭7.5万吨，同时约有4万多吨的有害氟化物以及500吨氰化物被无组织投放进自然环境中，不仅浪费了大量能够回收利用的能源，更是对土地资源和地下水资源造成无法估量的破坏。

1988年，美国环保署颁布法令将电解铝废槽衬评定为危险废物，1996年明确禁止废槽衬直接填埋或者是露天堆存，要求现役所有电解铝厂都需要对其进行适当的处理，由于电解铝工业产生的废槽衬及废电极中f-含量高达2000mg/l，cn-约15mg/l，国家发展和改革委员会根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》规定，在2008年8月1日就将这些废料列为《国家危险废物名录中》。

研究表明，电解铝废料(阴极、阳极)具有一定热值，而目前主要以安全填埋的方式对电解铝废料进行处理，不但给环境安全带来了隐患，而且造成极大的资源浪费。

技术实现要素：

为了解决上述现有问题，本实用新型的目的在于提供一种循环流化床锅炉掺烧电解铝废料固废处理系统，实现电解铝废料无害化处理的同时，回收了固废热量，减少了环境污染，具有可观的经济效益。

本实用新型通过以下技术方案来实现：

本实用新型公开了一种循环流化床锅炉掺烧电解铝废料固废处理系统，包括电解铝废料多级破碎系统、石灰石粉进料装置、气力输送系统、掺混系统、传输系统和循环流化床锅炉；

电解铝废料多级破碎系统和石灰石粉进料装置分别通过气力输送系统连接至掺混系统，掺混系统通过传输系统与循环流化床锅炉的给煤皮带连接。

优选地，电解铝废料多级破碎系统包括三级破碎，一级破碎为气锤破碎装置，二级和三级破碎为颚式破碎机，且三级破碎的最大破碎粒径小于二级破碎。

优选地，气力输送系统包括气力输送泵和输送管线，输送管线上设有若干放渣口；电解铝废料多级破碎系统与掺混系统之间的输送管线为两条，每条输送管线单独连接有气力输送泵，两条输送管线之间设有连接支管，连接支管上设有阀门；石灰石进料装置与掺混系统之间的输送管线为两条，每条输送管线单独连接有气力输送泵，两条输送管线之间设有连接支管，连接支管上设有阀门。

进一步优选地，输送管线的弯管段与直管段通过快速放料拆卸装置连接，快速放料拆卸装置与弯管段、直管段之间设有密封垫片。

进一步优选地，输送管线的弯管段设有流化加强装置。

进一步优选地，流化加强装置为充气管、空气槽或气化板。

优选地，传输系统包括带传送装置，带传送装置上设有电子皮带秤。

优选地，电解铝废料多级破碎系统中设有除尘及降尘系统。

优选地，循环流化床锅炉的烟气管连接有氟化氢检测及脱除系统。

优选地，电解铝废料多级破碎系统、气力输送系统和传输系统中均设有快速切断装置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型公开的一种循环流化床锅炉掺烧电解铝废料固废处理系统，破碎后的电解铝废料和石灰石粉分别经气力输送系统送至掺混系统掺混后，经传输系统送入循环流化床锅炉进行掺烧。能够根据现有设备构建系统，设备布置灵活；采用气力输送系统进行物料输送，输送量大、速度较高，且能够远距离连续输送。循环流化床锅炉具有燃料适应性广、氮氧化物(nox)排放低、易于实现灰渣利用等特点，可以实现大型工程化利用工业固废，且利用电厂本身已具有的炉内脱硫系统、除尘系统、脱汞系统、脱硝系统，既实现了工业固废的综合利用、回收了固废的热值、减少了这部分有毒工业固体废弃物对水资源和土地资源的污染、也同时可以保证掺烧过程所产生的粉尘、so2、nox排放量满足国家环保标准，且与燃煤混烧可以有效祛除电解铝废料中的cn-氰根离子，使之燃烧成为二氧化碳和氮气。采用循环流化床锅炉对电解铝废料进行掺烧/燃烧利用可以节约燃料成本实现经济效益，循环流化床锅炉自身的炉内脱硫系统能够与电解铝废料所含的氟酸根生成氟酸钙，有毒的氰酸根通过高温燃烧(850～900℃)生成二氧化碳和氮气，电解铝废料通过掺烧实现了无害化处理，能够减少有毒固废对土地及水资源的污染，同时实现巨大的社会效益和经济效益。

进一步地，电解铝废料多级破碎系统经气锤破碎、两级颚式破碎机破碎处理，达到合适的粒径，便于传输和后续的掺混、掺烧处理。

进一步地，每条物料线的气力输送系统均包含两条管线，两条管线之间设有阀门，系统正常运行时一运行一备用，紧急情况下可以互相切换，提高系统的安全性、可靠性。设置若干放渣口，便于日常维护。

更进一步地，输送管线的弯管段与直管段连接处采用快速放料拆卸装置，可以方便对弯头处进行处理，便于维护；密封垫片能够提高管道的气密性。

更进一步地，由于弯管的局部阻力较大，流化的颗粒在该处速度降低，能量降低，容易引起堵塞，输送管线的弯管段设置流化加强装置，能够有效减少搭桥引起的堵塞，提高物料运输的效率和距离。

进一步地，传输系统采用带传送装置，方便灵活、成本低；带传送装置上设有电子皮带秤，能够在物料传输的同时进行称重，连续性好，便于调节进入后续掺混系统的量，自动化程度高。

进一步地，电解铝废料多级破碎系统中设有除尘及降尘系统，能够改善作业条件，减少对周围环境的污染。

进一步地，循环流化床锅炉的烟气管连接有氟化氢检测及脱除系统，能够监测反馈掺烧产生的氟化氢含量，并进行脱除，同时调整前工序的原料用量和工艺参数，改善反应条件，使电解铝废料反应完全。

进一步地，电解铝废料多级破碎系统、气力输送系统和传输系统中均设有快速切断装置，能够在紧急状况下急停，提高系统的安全性。

附图说明

图1为本实用新型的循环流化床锅炉掺烧电解铝废料固废处理系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型的气力输送系统中弯管段的结构示意图；

图3为本实用新型的气力输送系统的结构示意图。

图中：1-电解铝废料多级破碎系统，2-石灰石粉进料装置，3-气力输送系统，3-1为气力输送泵，3-2为输送管线，3-3为连接支管，3-4为阀门，3-5为快速放料拆卸装置，3-6为密封垫片，4-掺混系统，5-传输系统，6-循环流化床锅炉，7-除尘及降尘系统，8-氟化氢检测及脱除系统。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细描述，其内容是对本实用新型的解释而不是限定：

图1为本实用新型的循环流化床锅炉掺烧电解铝废料固废处理系统，包括电解铝废料多级破碎系统1、石灰石粉进料装置2、气力输送系统3、掺混系统4、传输系统5和循环流化床锅炉6；电解铝废料多级破碎系统1和石灰石粉进料装置2分别通过气力输送系统3连接至掺混系统4，掺混系统4通过传输系统5与循环流化床锅炉6的给煤皮带连接，最终进入炉膛给料口，炉膛给料口可以是给煤口、返料器立管、二次风口或新开口。

电解铝废料多级破碎系统1包括三级破碎，一级破碎为气锤破碎装置，二级和三级破碎为颚式破碎机，且三级破碎的最大破碎粒径小于二级破碎，电解铝废料逐级破碎至目标粒径。各级之间通过多级皮带进行传输。

优选地，电解铝废料多级破碎系统1中设有除尘及降尘系统7。

传输系统5优选采用带传送装置，在带传送装置上设置电子皮带秤，电子皮带秤可以是单速皮带秤，也可以是变速皮带秤，根据实际需求进行选择。

如图3，在本实用新型的一个较优的实施例中，气力输送系统3包括气力输送泵3-1和输送管线3-2，输送管线3-2上设有若干放渣口，气力输送泵3-1气量可调，以满足不同工况的掺烧比例；电解铝废料多级破碎系统1与掺混系统4之间的输送管线3-2为两条，每条输送管线3-2单独连接有气力输送泵3-1，两条输送管线3-2之间设有连接支管3-3，连接支管3-3上设有阀门3-4；石灰石进料装置2与掺混系统4之间的输送管线3-2为两条，每条输送管线3-2单独连接有气力输送泵3-1，两条输送管线3-2之间设有连接支管3-3，连接支管3-3上设有阀门3-4。

如图2，输送管线3-2的弯管段与直管段通过快速放料拆卸装置3-5连接，快速放料拆卸装置3-5与弯管段、直管段之间设有密封垫片3-6。优选地，输送管线3-2的弯管段设有流化加强装置，如充气管、空气槽或气化板，目的在于给弯管段补充空气，改善物料的流化状态，避免堵塞、提高传输速度。

优选地，在循环流化床锅炉6的烟气管后设置氟化氢检测及脱除系统8，用于实时监测烟气中氟化氢的含量，并通过化学清洗装置除去氟化氢。

电解铝废料多级破碎系统1、气力输送系统3和传输系统5中均设有快速切断装置，如：电解铝废料多级破碎系统1和传输系统5设置快速切断电闸，气力输送系统3中设置快速切断阀门，以应对紧急状况。

上述循环流化床锅炉掺烧电解铝废料固废处理系统在工作时：

电解铝废料经电解铝废料多级破碎系统1破碎后经气力输送系统3进入掺混系统4，石灰石粉进料装置2中的石灰石粉经气力输送系统3进入掺混系统4，两者经掺混系统4掺混后，通过传输系统5送至给煤皮带，与锅炉给煤一起进入循环流化床锅炉6进行掺烧，完成电解铝废料固废的处理。操作简单、自动化程度高、易于集中控制，原料加工要求低、处理量大、输送距离长，能够减少有毒固废对土地及水资源的污染，且回收固废热量。

需要说明的是，以上所述仅为本实用新型实施方式之一，根据本实用新型所描述的系统所做的等效变化，均包括在本实用新型的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均属于本实用新型的保护范围。