一种危废污泥处理炉及危废污泥处理系统的制作方法

文档序号:19156207发布日期:2019-11-16 00:49
一种危废污泥处理炉及危废污泥处理系统的制作方法

本发明属于化工污泥处理技术领域,具体涉及一种危废污泥处理炉及危废污泥处理系统。



背景技术:

随着社会经济的高速发展,生活污泥和危废污泥的量日益递增,亟需较好的解决方式来有效处理。其中,工业固废提出“三化”处理原则,即减量化、资源化和无害化。

危废污泥主要来源是化工、制药、电镀行业、印染行业等各类产生工业废水行业,其水处理流程中沉淀的“终态物”,内含有有毒有害的有机物、无机化合物、重金属。目前处置方式有固化填埋、热解、焚烧。其中,填埋方式因占地大、现有危废填埋库容不足、二次污染等原因难以实施。而国家鼓励采用焚烧或转入水泥窑协同等方式。焚烧法是高温分解和深度氧化的综合过程,先通过干燥得到含水率较低的干泥和气体,将气体冷凝得到废水和未冷凝气体,再将未冷凝气体和含水率较低的干泥进行焚烧,能耗高,二次污染大,因此投资和运营成本高。水泥窑方式虽然工艺简单、超低排放,但是水泥厂的规模、处理量有限、处理成本都是制约水泥窑技术的方面。

另外,作为一种用于处理工业危废污泥的新技术,热等离子体技术是利用等离子体炬(或称等离子体发生器)产生的高温热等离子体将危险废物快速分解破坏,其中有机物热解为可燃性的小分子物质,无机物被高温熔融后生成类玻璃体残渣,具有反应速度快、二次污染小、适用范围宽的特点。但是,热等离子体的中心温度可高达1万℃,火炬边缘温度也可达到3000℃,等离子体发生器的炉壁必须满足耐高温(几千℃)的要求,需要采用特殊金属材料如飞机、火箭外壳金属材料,因此,设备造价高,运营成本高,增加了企业的处理危废污泥的成本。

可见,现有技术还有待改进和提高。



技术实现要素:

鉴于上述现有技术的不足之处,本发明的目的在于提供一种危废污泥处理炉及危废污泥处理系统,具有低成本、小型化的特点,能够彻底处理危废污泥,实现无害化,具有较佳的社会和经济效益。

为了达到上述目的,本发明采取了以下技术方案:

一种危废污泥处理炉,其中,包括带烟气出口的炉体、挤出机、激光器;所述炉体设有适于激光器所发射的激光穿透的激光窗口,炉体在激光窗口的相对侧设有与挤出机相连通的污泥进口,所述激光器所发射的激光照射至污泥进口处的危废污泥。

所述的危废污泥处理炉中,所述炉体在污泥进口处水平连接有与挤出机相通的污泥管,所述污泥管的出口端连接有水平设置的石英玻璃管;所述炉体设有位于炉体外侧的两组对射传感器以及适于对射传感器所发射的光束穿透的光束窗口,两组所述对射传感器所发射的光束以垂直于石英玻璃管轴线照射至从石英玻璃管挤出的危废污泥的沿轴线分布的两个位置,对射传感器电性连接有控制装置;所述激光器、挤出机电性连接于控制装置。

所述的危废污泥处理炉中,所述石英玻璃管为透光率达85%以上的红外光学石英玻璃。

所述的危废污泥处理炉中,所述石英玻璃管设有经磨砂处理的端面。

所述的危废污泥处理炉中,所述炉体设有位于石英玻璃管下方、前侧且由石英玻璃制成的支撑块;所述支撑块水平设置且其横截面形状是上窄下宽。

所述的危废污泥处理炉中,所述炉体的底部设有高温熔融物废渣收集器皿。

所述的危废污泥处理炉中,所述激光窗口为固定于炉体上且透光率大于或等于98%的透镜。

另外,本发明还提供一种危废污泥处理系统,其中,该危废污泥处理系统包括如上所述的危废污泥处理炉、烟气处理系统、烟囱;所述烟气处理系统的进口、出口分别对应连通于炉体的烟气出口、烟囱的进口。

有益效果:

本发明提供了一种危废污泥处理炉及危废污泥处理系统,具有低成本、小型化的特点,能够彻底处理危废污泥,实现无害化,具有较佳的社会和经济效益。本发明将激光照至污泥进口处的污泥,利用激光能量对其进行热解,达到将危废污泥无害化的目的。

附图说明

图1为本发明提供的危废污泥处理炉的内部结构的主视图。

图2为本发明提供的危废污泥处理炉的内部结构的俯视图。

图3为本发明提供的危废污泥处理炉中,支撑块的结构立体图。

图4为本发明提供的危废污泥处理系统的结构连接图。

具体实施方式

本发明提供一种危废污泥处理炉及危废污泥处理系统,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。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。此处需要说明的是,图中虚线为光束照射的路线。

请参阅图1、图2,本发明提供一种危废污泥处理炉,其中,该危废污泥处理炉包括带烟气出口11的炉体1、挤出机2、激光器5;炉体1设有适于激光器5所发射的激光穿透的激光窗口12,炉体1在激光窗口12的相对侧设有与挤出机2相连通的污泥进口(图中未标记),激光器5所发射的激光照射至污泥进口处的危废污泥6。污泥通过挤出机挤出,挤出后可悬空保持一定的长度,这个就是激光处理的工作面长度。在本实施例中,炉体1的外壁为由钢材制成,可以采用304不锈钢,炉体1的内壁是由耐火砖材料制成,承受2000℃以上的高温,而本发明采用激光器来照射处于悬空状态的危废污泥,促使危废污泥被加热至5000℃以上,促使危废污泥中的有机物可迅速燃烧热解,而这处理过程无需要求炉体1的炉壁如等离子体发射器的炉壁那样承受超高温,这样便可大幅度降低设备的造价。另外,危废污泥是含水率达50%以上。

将所收集的危废污泥通过挤出机2的进料口21进入挤出机2,在挤出机2的螺杆的转动带动下将危废污泥向前进行输送,然后危废污泥通过挤出机2的口模变成圆柱体状,通过炉体1的污泥进口进入炉体。此时,激光器5启动,发射出激光,照射在圆柱体状的危废污泥6的端面,危废污泥吸收激光能量,促使其所含的有机物燃烧至尽,无机物金属则经过熔融变成固体掉落至炉体1底部。

进一步地说,如图1、图2所示,炉体1在污泥进口处水平连接有与挤出机2相通的污泥管13,污泥管13的出口端连接有水平设置的石英玻璃管14;炉体1设有位于炉体1外侧的两组对射传感器以及适于对射传感器所发射的光束穿透的光束窗口15、光束窗口16,其中,对射传感器的激光发射器51与激光接收器52、激光发射器53与激光接收器54配合工作。

两组对射传感器所发射的光束以垂直于石英玻璃管14轴线照射至从石英玻璃管14挤出的危废污泥6的沿轴线分布的两个位置,如图2所示的位置点a和位置点b,对射传感器电性连接有控制装置(图中未示出);激光器5、挤出机2电性连接于控制装置。该控制装置可以但不限于是plc控制器。

通过设置两组对射传感器来检测从石英玻璃管14挤出的危废污泥的端面位置;对射传感器的激光发射器51所发射的红外激光由激光接收器52接收,对射传感器的激光发射器53所发射的红外激光由激光接收器54接收。当危废污泥6由于挤出机2的作用影响而沿着石英玻璃管14一直向前移动至位置点a时,由于危废污泥对激光发射器51所发射的红外激光造成阻挡反射,以致激光接收器52无法接收,并发送信号至控制装置,由其控制激光器5运行。危废污泥吸收激光器5的激光能量,其所含的有机物燃烧热解,化作烟气经炉体1的烟气出口11排出,无机物则热熔后固定下来,因重力作用掉落至炉体1的底部。在危废污泥热解过程中,挤出机2不断将危废污泥挤出,保持燃烧速度与挤出速度基本一致。

当挤出机2内危废污泥量不足,且在燃烧后危废污泥的端面达到位置点b之后(也即从石英玻璃管14挤出的危废污泥的长度因燃烧不断缩短至位置点b),此刻,激光发射器53所发射的红外激光被激光接收器54所接收,并发送信号至控制装置,由其控制激光器5停止工作,避免激光器不断工作致使危废污泥在石英玻璃管14、污泥管13内燃烧,造成严重的事故,并且以此来自动控制激光器的工作。

石英玻璃管的空腔截面直径与激光器的功率的比例可以为1cm:500w。在本实施例中,石英玻璃管14的空腔截面直径(或称内圆直径)为1厘米,采用可发射500瓦特的激光、脉宽为十亿分之一秒的激光器。

具体地,石英玻璃管14为透光率达85%以上的红外光学石英玻璃。污泥管13可以是由铁材料制成。为了避免污泥管13因激光照射而被高温热熔,特意在污泥管13出口端螺纹连接有石英玻璃管14,该石英玻璃管具有耐高温、耐腐蚀、高透光的特点。

具体地,石英玻璃管14设有经磨砂处理的端面。另外,避免激光器5的激光穿透石英玻璃管14的管壁而照射在污泥管13的管壁,造成污泥管13因高温而热熔变形,将石英玻璃管14的端面经过磨砂工艺处理,对激光进行漫反射,以此防止污泥管受高温影响。

具体地,如图1、图2和图3所示,炉体1设有位于石英玻璃管14下方、前侧且由石英玻璃制成的支撑块3;支撑块3水平设置且其横截面形状是上窄下宽,让熔融物快速落下;其中,较佳的是,该横截面为等腰梯形。该支撑块可承受1700℃的高温,其包括用于支撑危废污泥的顶面32、与顶面相接的两个斜面33。

由于经过挤出机2作用,危废污泥变成圆柱体状,从石英玻璃管14出来后,可能会由于重力作用而出现弯折甚至断折,未燃烧殆尽便掉落至炉体1的底部,无法得到有效处理,因此,设置一支撑块3,当危废污泥发生弯折(危废污泥的弯折段与水平段之间仍有连接)时,便可通过支撑块3的顶面32对危废污泥的弯折段提供支撑作用,以致危废污泥的弯折段在激光照射危废污泥的水平段时由于热传导作用可以燃烧殆尽,并且经过热熔固定下来的无机物(或称熔融物)经过斜面33滚落至炉体1的底部。

具体地,如图1、图2所示,炉体1的底部设有高温熔融物废渣收集器皿4。该高温熔融物废渣收集器皿4是用来收集危废污泥燃烧后所剩下的无机物(或称高温熔融物废渣),便于后续集中处理。该高温熔融物废渣收集器皿4可采用移动式设计,可以通过电机驱使链条工作来来回拉动高温熔融物废渣收集器皿4移动,以便定期进行高温熔融物废渣收集器皿4内的无机物清理。另外,还可以是在高温熔融物废渣收集器皿内设置压力传感器来实时检测高温熔融物废渣收集器皿内无机物的重量,自动控制高温熔融物废渣收集器皿,将无机物从炉体内运出。

具体地,激光窗口12为固定于炉体1上且透光率大于或等于98%的透镜。

本发明提供的危废污泥处理炉可以采用可承受2000℃的常规炉,通过激光器的激光作用促使危废污泥在5000℃温度下进行热解,对危废污泥进行彻底、无害化处理,具有造价低、小型化、处理效果佳的优点,适合中小企业使用,用来处理自身产生的危废污泥,由此可大大降低企业的治污成本。

另外,请参阅图4,本发明还提供一种危废污泥处理系统,其中,该危废污泥处理系统包括如上所述的危废污泥处理炉9、烟气处理系统7、烟囱8;烟气处理系统7的进口、出口分别对应连通于炉体1的烟气出口11、烟囱8的进口。危废污泥经过危废污泥处理炉9热解处理后所产生的烟气通过烟气出口11流进烟气处理系统7,然后进行一番脱硫、脱酸、除尘等工序,最终经过烟囱排放至大气,实现无害化处理、无害化排放。

综上所述,本发明提供了一种危废污泥处理炉及危废污泥处理系统,具有低成本、小型化的特点,能够彻底处理危废污泥,实现无害化,具有较佳的社会和经济效益。本发明将激光照至污泥进口处的污泥,利用激光能量对其进行热解,达到将危废污泥无害化的目的。

可以理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

再多了解一些
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