变有害废料为无害聚集体的方法及其设备技术

一种变有害废物为无害的、无需沥滤的聚集体的方法及装置。该方法将材料送入旋转炉，在旋转炉中大颗粒固体废料被部分燃烧形成初级聚集体。废料中气态副产品及废粒料被送入氧化器中，在适当条件下，一些废粒料被熔化成渣状，然后冷却形成无害聚集体。氧化器中未熔化的那部分材料被冷却、中和并将气体和固体的分离，固体与初级聚集体一起再次送入氧化器中，在氧化器中它们被熔化或夹杂在熔融材料中，形成无害聚集体的主要部分。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用有害废料通过热诱导氧化作用而形成无害聚集体的方法及其设备。许多工业工艺制出副产品及废料，而这些废料未经什么形式的抑制或处理而不能予以合法地处理掉。过去致力于在密闭容器内清除这些废料的尝试证明是不适当的，因为没有对这种密闭容器的制造或能引起有害废料泄漏或流失的容器的损坏引起注意。处理有害废料的其它措施包括将这些废料注入井内，但是，这些废料在其注入的地层中不能流动，而流入地下含水层。除了与这些处理技术有关的一些技术问题外，还有许多使用这种设备的人员可能要尽责任。多年来这些废料沉积在处理场后，根据一个单位有责任应将有害物料置于一经批准的废料处理场，而仅有处理场并不能成功地防止废料的扩散的这种知识，因而有责任被要求索赔。这些问题就引起人们要寻求一种利用有害废料的装置，用该装置在制造工艺中消除其有害性而生产出适于销售和供公众使用的产品。其中的一种装置试图在氧化条件下将废料通过各种类型的加热器以使其氧化。这种工艺的一种修改，是利用一逆流旋转炉以诱导有害废料中的可燃成分燃烧，并聚集不燃性材料以形成一种可销售的具有商业价值及实用的产品。在这种废物利用的特定方法中的尝试已经在制造一种产物中取得了部分的成功，该产物符合与废物处理有关的适用的EPA(环境保护署)规则。但是，这些工艺有明显的缺点。在旋转炉之类设备中与利用有害物质有关的最明显的缺点，是产生附加的不燃性物质，这种物质不形成聚集体且作为有害废料是必须予以处理掉的。这样，尽管该工艺明显减少了有害废料的数量，但还有一部分作为有害废料的处理物质需予以清除。此外，大多数常规工艺产生大量的必需处理和清除沾污的洗涤器水。因此，本专利技术的一个目的是提供一种方法和设备，可用来在一生产工艺中将有害废料用作再循环物料，而该工艺仅有的产品是无害的且可销售给公众使用，而不必担心待处理进料的特性。本专利技术的另一目的是变有害的固体物料为可销售而不受限制的安全的惰性聚集体。本专利技术的再一目的是使有害的废液用作燃料和燃料添加物，以便在一种经济的方法中取代天然气或煤，在这种方法中，使用中获得的任何固体可销售给公众，而不必担心进料的有害特性。本专利技术的又一目的是提供一种系统，可用于大规模利用有害废料，且可经济地操作而不会明显危及操作该系统的人员。本专利技术的这些和其它目的，将在说明书中较充分地揭示或通过本专利技术的实施变得更清晰了。为实现本专利技术的这些和其它目的，特提供一种变有害废料为无害聚集体的工艺。该工艺包括提供一个由大颗粒固体废料及废微粒料组成的固体废料源。这些废料波分离后，将大颗粒固体废料送入一只具有一输入部、一燃烧部和一出口部的炉中。炉中的运行条件要控制得使大颗粒固体废料得以燃烧，以形成固体粒状初级聚集体、熔块和气态燃烧副产品。大颗粒固体废料中的大部分挥发性可燃物在炉子的输入部挥发。来自炉中的气态燃烧副产品靠压力通风经过炉子。从固态废料中分离出来的废微粒料随同可燃性物质被送入到一氧化装置中，氧化装置中的燃烧使废微粒料变为不燃性微粒、熔渣和废气。氧化装置中的温度最好要控制在1800至3000°F范围内。依靠压力通风使来自氧化装置的不燃性微粒和废气在其中通过。冷却不燃性微粒、气态燃烧副产品和废气，不燃性微粒从燃烧副产品和废气中分离出来。固态颗粒状初级聚集体和不燃性微粒又送入氧化装置。来自氧化装置的热量辐射到不燃性微粒和初级聚集体上使形成熔渣。熔渣经冷却形成无害的渣化聚集体。当初级聚集体和不燃性微粒送入氧化装置时，较好的是将它们按分离的分批部分送入氧化装置中。进一步可取的是当这些物料被送入氧化装置时，它们是以堆状送入装置中的，而来自氧化装置的热量辐射到堆的表面上。更为可取的是旋转炉按其平均内部温度为1600°F至2300°F的范围内运行。实施将有害废料变为无害聚集体的方法的最好的设备包括一有一入口部分和一出口端的旋转炉。邻接炉的进口部分有一氧化装置。还提供一个包括大颗粒固体废料和废微粒料的固体废料源。还包括从废微粒料中分离出大颗粒废料用的装置，它还可将大颗粒固体废料送入旋转炉的入口部的装置。该设备还包括用于在炉中诱发燃烧的装置，以便将大颗粒固体废料转变为固态颗粒初级聚集体、熔渣、挥发性气体和气态燃烧副产品。用于从固态颗粒初级聚集体中分离出熔渣的装置。该设备还包括从炉子和从氧化装置中通过气态燃烧副产品用的装置。还包括用于在氧化装置中诱发燃烧的装置，以使将废微粒料、挥发性气体和气态燃烧副产品转变为不燃性微粒、熔渣和废气。冷却装置用于冷却在废气中的不燃性微粒，分离装置分离不燃性微粒和废气。该设备还包括用于送入固态颗粒初级聚集体和将固态不燃性微粒再送到熔渣的装置，从而形成一种基本上熔化的混合物。该设备包括冷却基本上是熔化的混合物以形成无害的渣化聚集体。最好是，氧化装置包括多个与旋转炉入口连通的耐火材料衬里的容器。现在描述本专利技术的几个最佳实施例。组成说明书的一部分的几个附图描绘了本专利技术的一实施例。附图说明图1是本专利技术一实施例的示意图；图2是图1所示实施例的氧化装置的部分横断面示意图；图3是用于积累颗粒物质的一实施例的示意图，其中颗粒物质被送入图1和2所示的实施例的氧化装置中。本专利技术的实施例示意描绘于图1中。本专利技术是一种用于变有害废料为无害聚集体的设备和一种用于实施该功能的操作设备的工艺。按照本专利技术，提供一具有一入口部分和一出口部分的旋转炉。如图1体现和描绘的，旋转炉10包括一入口部分12和一出口部分14。在旋转炉的入口部与出口部之间有一燃烧部分16。尽管在描绘的实施例中多个部分的边界是相连的，而仅表示出旋转炉的三个部分，并相互重叠起来。也就是说，一些燃烧在入口部12或出口部14进行，但是，燃烧主要发生于旋转炉10的燃烧部16。图1中示意表示的炉子是一标准的逆流旋转炉，其结构设计得可处理石灰石或贝壳，以形成石灰。它由一砌有耐火砖的外部金属壳组成。耐火砖的成分取决于操作温度及通过旋转炉的物料。本专利技术实施例的旋转炉用于在1600°F至2300°F范围内操作，使用过的耐火砖包括70％的由加利福尼亚州奥克兰的National Refractory Company(国家耐火材料公司)生产的氧化铝，这种耐火砖不会过早地丧失耐火能力。旋转炉支撑在通常的支承(未画出)上，并通过传统的炉驱动装置(未画出)以每小时1至75转的转速转动。如在此后将详细讨论的那样，固体废料被送入旋转炉10的入口部12。随着旋转炉的转动，大于50微米的物料经过燃烧区16朝着出口部14移动，而较小颗粒的物料被夹带在与大颗粒固体物料移动方向相反的气流中。在描述的实施例中，旋转炉包括有位于炉子出口部的冷却室18。冷却室通过与旋转炉连通的几个孔接收固体物料。该冷却室接收的较大颗粒物料依靠旋转被传送到一出口滑运20，从此滑运道送出来自旋转炉的固体物料。和旋转炉10相连接的还有一燃料源22及一空气源24，以保证在旋转炉10内燃烧。可利用的燃料有可燃性液体或气体，包括可燃性废液、可燃性液体燃料或可燃性天然气。利用氧或混有水的氧可控制温度和燃烧。空气燃料混合物在出口部14处送入旋转炉10，而炉10中的气体沿着与依靠炉子旋转朝着出口部14传送的较大颗粒的相反方向流向入口部12。如前述，较小颗粒物料被夹带在通过炉子的气体中，因而与大颗粒物料分离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于变有害废料为无害聚集体的方法，所述方法包括：设置一包括大颗粒固体废料及废微粒料在内的固体废料源；将所述大颗粒固体废料送入旋转炉中，该旋转炉具有一输入部分、一燃烧部分及一输出部分；将所述大颗粒固体废料从所述废微粒料中分离出 来；控制所述炉内的工作条件，使所述大颗粒固体废料燃烧形成固体颗粒状的初级聚集物、熔渣及气态燃烧副产品；所述大颗粒固体废料中的大部分挥发性可燃物在所述输入部分中挥发掉；借助压力通风装置使气态燃烧副产品从炉中通过；将所述废微粒料 送入氧化装置；将可燃物质送入所述氧化装置中；在所述氧化装置中促使燃烧所述废微粒料，以使其转化成为不燃性细粒、熔渣及废气；控制所述氧化装置中的温度；借助所述压力通风装置使所述不可燃烧粒及所述废气从所述氧化装置中通过；冷却所 述不可燃性微粒、所述气态燃烧副产品及所述废气；将不可燃微粒从所述气态燃烧副产品和废气中分离出来；将所述固体、颗粒状初级聚集物导入所述氧化装置中，以及将所述不可燃微粒再导入所述氧化装置中；将所述氧化装置中的热量辐射到所述不可燃微粒 及所述初级聚集体上，形成一种熔渣和固体颗粒状的混合物；冷却所述熔化的炉渣及固体颗粒状的混合物，形成所述的无害聚集体。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约翰M肯特，
申请(专利权)人：约翰M肯特，
类型：发明
国别省市：US[美国]