从有害废料中回收能量的方法及设备技术

技术编号:2478164 阅读:136 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一个根据环保法规要求在滚筒炉中燃烧有害废料的方法,该方法特别适用于处理固体有害废料,它最好以掺合好的均匀废料形式装在可封装的容器内。容器作为燃料桶,并在炉中气体温度为950℃-1200℃范围的部位装入到滚筒炉中以得到较高的分解和裂解系数。(*该技术在2009年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及到在回转窑中处理有害废料,本专利技术特别指出了一种矿物处理炉的方法及根据环境法规处理含有固体可燃物的有害废料及回收有用能量的处理方法。工业生产中,不可避免地要产生可燃固体废料。其中有些废料,由于它们的可燃性或毒性,被环境保护条例划分成“有害废料”。在处理这些材料的法令颁布之前。是将其堆积在空地上,这种做法严重地破坏了生态环境。近来,随着环境保护法令的实施,加强了对在空地堆放有害废料的严格管理,从而在处理这种废料的唯一可行的方法是热处理,而传统的有害废料专用焚化炉,但因带有庞大的排放控制装置,其投资费用很高。水泥炉窑不论从联帮的还是州的环境保护法令上都可为处理可燃废料提供良好的保证。在运行的窑炉中,燃烧有害废料不仅可以从中回收能量,而且,由于高温反应,停留时间长,为它们中的残留的无机物与波特兰水泥中的活性成分化合提供了良好的条件,这样的运行过程为按环境保护法令处理可燃有害废料提供理想的条件。但是,由于在运行的炉窑中,燃烧和操纵固体有害废料的独特问题,在运行炉窑中处理的有害废料由法令限制为可燃液态或可用泵压送的有害废料。液态废料可方便地互相混合和/或与传统燃料混合以提供一种均匀一致的液体,它能在不改动或少改动炉窑燃烧器结构的炉窑中的燃烧端以气相燃烧。但是固体有害废料可以有多种存在形式,如从硬质晶体到有粘性的、粘的泥浆等形式。它们不易混合并且在将它们安全地操纵和送入回转窑中给工程带来重大困难。而且,在炉窑燃烧室内燃烧可燃固体面临其它实际问题。在原有燃料燃烧火焰中,有害固体不易被扩散,如果将固体废料输入原燃烧区内,它们将需要足够的时间在燃料形成过程中与矿物质的床体接触。根据火焰颜色及运行,为保持获得合格的燃料而在炉内燃料形成区保持氧化条件是很重要的。在超过1300℃温度下投入固体可燃废料进行煅烧对形成燃料及水泥质量都将产生不利影响。在公布现存的EPA空气质量法令之前,所使用的方法是将可燃固体废料随着要处理的矿物料一起装入炉窑的冷端,这种方法在排放标准不作规定或非强制的国家内仍在使用。但是,今天如果不增加昂贵的排放控制设备,可燃固体有害废料不允许再投放到炉子的冷端并且要在满足环境法令规定的控制炉窑排放条件下才允许运行。被规定的可燃固体有害废料可含有相当量的挥发性有机物质。将与原材料一起加入传统炉的“冷端”或上端,而没有燃气后燃室或其它排出物控制设备,会导致不可接受的碳氢化合物排放量。当原材料与固体废料一起在滚筒炉内向温度越来越高区域移动时,在低于挥发成分热裂解所要求的温度下,挥发份释放出并进入烟气中,这就导致了大量挥发份进入大气中。剩余的颗粒燃烧具有较低的挥发份量,可以与原材料一起加入炉窑的冷端或在烧结区有效地利用能量而使其碳氢化合物排放水平无明显的问题。例如,可参见美国专利4022629以及其中所涉及的参考资料。对于广泛的矿物处理工业来说,可燃固体有害废料显示出一个巨大的潜在廉价能源,但是参考到废料输送,设备安装使用,最终产品的质量以及排放上的要求限制了可从燃烧有害废料中得到廉价能量的炉窑运行。由于固体废料的可用性,和环境许可时的使用,将液体有害废料用作炉子运行的廉价燃烧是非常明显的。但是,随着环境保护法令的公布,严格限制了固体有害废料的倾例处理方法,并且由于EPA限定的完全燃烧的设备不易得到(价格昂贵),已产生了一个重大的计划以致力于发展可安全处理固体有害废料的可替代装置,本专利技术涉及到此计划。本专利技术的一个目的在于提供一种安全,符合环境保持要求的用于处理有害废料的方法。其中特别包括固体有害废料,废料中含有大量的可燃的或有毒的有机成分和有毒的无机物。本专利技术的另一个目的是提供一种方法用于在炉窑运行中使用可燃固体废料提供其所需40%以上能量以从中回收能量。本方法完全符合使用的环保法令排放标准规定,并且也可以使废料作为燃料更有效地使用在矿质产品处理过程中并不给其产品质量带来不良影响。本专利技术一方面形成一个独特的安排,包括有害废料的处理,装箱(集装箱化)以及能够向炉窑定量地供给用作燃料的有害废料,且能满足环保排放标准,并在废料产品分别输送过程中把其对人体的危害保持到最小。通过制备装有害废料的燃烧桶而实现了这个目的。最好装箱的有害废料的能量值保持在某一预定值内。燃烧桶在运行的窑上某个部位装入,该部位处的温度和压力能使对废料的挥发份与非挥发份的处理满足环境保护法规又能使废料中的能量及所含成分充分最有效地用于矿物质处理过程中。可燃有害废料容器在规定时间间隔内装入炉窑中温度范围大约为950°~1200℃的部位,温度最好在950℃~1100℃。这样的温度对保证挥发成分的完全燃烧是足够高的,但不至于高到该过程在矿物处理炉内运行时,在矿物床投入的废料的可燃非挥发份的存在而产生影响产品质量的情况。本专利技术的一个实施例是一个能够把装箱的燃料或固体燃料通过回转滚筒壁投入窑内的设备,该设备包括一个装入口,入口最好带有一个在炉筒壁上的机械封板,与位于炉窑滚筒内的落料管对准。落料管是用于防止窑内矿物料通过入口与封板接触而引起漏料,燃料是在滚筒旋转过程中以一预定时间通过投入口和落料管送入的。根据废料成分,形式,能量值和燃烧特性,在装箱之前,将有害废料掺和形成相对均匀的废料团便于过程控制和减少炉子运行状态的拢动。对有害废料的装箱处理,最好是均匀的有害废料球团,不但为操纵及船运有害废料提供了一种安全和方便的方法,而且似乎对所含废料,特别是挥发份在炉窑中的满意降解(Degradation)起到重要的作用。将封装了有害废料的容器在炉窑某个部位装入炉内,在该部位处,炉窑温度足够高以使挥发份分解或完全燃烧后进入气流中。挥发份的含量不能超过气流中能使其完全燃烧的能力是非常重要的。由于有害废料是封在容器或桶中,有害废料中所含挥发份释放到气流中所要的时间相当于容器本身被熔化或被烧坏的时间,因此,废料的装箱减小了炉内不完全燃烧挥发份致使可挥发有机物进入气流的可能性。结果是大部分有机有害组分被裂解和分解量可达99.99%或更高。将装箱的废料装入炉内950℃~1200℃区域内,不但保证了挥发份的完全燃烧,而且使非挥发份的使用和处理更有效。当可燃非挥发分与煅烧的具有高传热系数的矿物质材料接触时进行燃烧。非挥发残留物中无机成分直接接触并再进行化学反应,和矿物质床上形成的游离氧化钙与水泥材料混在一起变得无害了。附图说明图1是表示一个常规的带有燃料投放装置的回转炉设备。图2是沿图1中2-2线对炉窑滚筒的横截面图。图3是沿图1中2-2线对炉窑滚筒的横截面旋转90°的图。图4是沿图3中4-4剖线对燃料投放装置的横截面图。图5是与图2所示投放装置相类似的可替代的另一实施例图。图6是图5中所示装置在炉窑滚筒旋转大约30℃时的部分剖面图。图7是完成本专利技术处理的预热和预煅烧型炉窑的上部部分剖面图。本专利技术涉及到一种在运行的回转炉中以满足环保法燃烧有害废料的处理方法。回转窑可以常规类型的或所谓预热或预煅烧型的。但是通常每一种都有一个其内有待处理的矿物料的并要被加热的回转筒。在广泛使用的用于水泥生产的工业过程中,通过一个回转煅烧炉或炉窑滚筒经粉碎的各种原材料作为制水泥的原料要经煅烧或烧结。通过如气体、燃油,粉煤或类似燃料在炉窑底端的空气中燃烧并让气流通过回转窑滚筒与固体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在运行的滚筒炉中处理装箱有害废料的方法,其炉子包括一个被加热的、含有要处理矿物料的旋转滚筒,所述方法包括将装箱的有害废料在沿炉滚筒长度方向某一位置处投入炉内,该位置处的炉内气温足以在有害废料中挥发成分在有害废料与正处理的矿物发生接触之前就分解了。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:米歇尔R贝诺瓦艾力克R汉森西奥多J里斯查尔斯D彼得森詹姆斯R塔特约翰科迪
申请(专利权)人:凯登丝环境能源有限公司阿什格罗夫水泥公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1
相关领域技术
  • 暂无相关专利