專利名稱：一種提高鉻渣摻比的鍋爐飛灰重熔鉻渣解毒系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉻渣解毒系統(tǒng)及其方法，具體是指一種通過鍋爐飛灰重熔系統(tǒng)進(jìn)
行解毒的系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
鉻是一種重要的金屬元素，化學(xué)符號是Cr，原子量51.99。鉻金屬顏色灰白，質(zhì)硬 而脆。工業(yè)用途主要是用來制造高強(qiáng)度合金鋼和耐熱、耐磨、耐腐蝕合金鋼，也常用于電鍍。 鉻元素的大多數(shù)六價化合物有毒性、剌激性、腐蝕性和過敏性，有些鉻化合物有致癌危險。 例如鉻鹽行業(yè)中排放的鉻渣中因含有1% 2%的鉻酸鈣(致癌物)和O. 5% 1%水溶性 六價鉻離子(劇毒物)而成為有毒有害的固體廢棄物，被原國家環(huán)?？偩至袨?7種劇毒危 險品之一，嚴(yán)加管理，不經(jīng)解毒嚴(yán)禁當(dāng)作再生資源進(jìn)行綜合利用。 近年來，我國首創(chuàng)了利用旋風(fēng)爐附燒處理鉻渣的技術(shù)并取得初步成功。這種方法 是在熱電聯(lián)產(chǎn)的同時，使摻入燃煤中的鉻渣經(jīng)高溫熔融還原解毒后，以液態(tài)渣形態(tài)排出，經(jīng) 水淬粒化后固化為玻璃體渣，最終還可用作建材而達(dá)到資源化目的。旋風(fēng)爐爐內(nèi)過程具有 極佳的反應(yīng)熱力學(xué)和反應(yīng)動力學(xué)條件，可使Cr6+ — Cr3+的半程還原反應(yīng)得以徹底進(jìn)行，其 轉(zhuǎn)化率達(dá)到99.96%以上。同時，上述附燒處理工藝完全附合在大物流率的熱電生產(chǎn)過程 中，應(yīng)而鉻渣處理得以集約化，且由于鉻渣替代了原來摻用的石灰石助熔添加劑，所以幾乎 不附加額外的能耗。旋風(fēng)爐附燒鉻渣時采用尾(飛)灰全回熔系統(tǒng)，運(yùn)行中僅排出水淬渣， 消除了飛灰二次污染。但是在現(xiàn)有技術(shù)中，旋風(fēng)筒同飛灰重熔系統(tǒng)之間對應(yīng)關(guān)系單一，運(yùn)行 方式不夠靈活，大大制約了鉻渣處理的速度。并且二次風(fēng)口處，飛灰容易與二次風(fēng)一同進(jìn)入 旋風(fēng)筒，飛灰重熔噴口容易在二次風(fēng)口處結(jié)焦，影響鍋爐燃燒的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述不足提供一種可以提高鉻渣摻比，加快鉻渣處理速度， 提高鉻渣處理設(shè)備穩(wěn)定性的鍋爐飛灰重熔鉻渣解毒系統(tǒng)。 本發(fā)明的另一個目的是提供一種實(shí)施上述鍋爐飛灰重熔鉻渣解毒系統(tǒng)的方法。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的 —種提高鉻渣摻比的鍋爐飛灰重熔鉻渣解毒系統(tǒng)，包括鍋爐及鉻渣摻比系統(tǒng)、飛
灰重熔系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)、鉻渣庫磨制系統(tǒng)及鍋爐上的旋風(fēng)筒，所述每臺鍋爐上設(shè)有兩個旋風(fēng)
筒，每個旋風(fēng)筒對應(yīng)一套獨(dú)立的飛灰重熔系統(tǒng)；上述每個旋風(fēng)筒上的上下連接管道上各設(shè)
有一個耐磨三通，對沖方向分成兩個耐磨飛灰重熔噴口，一共四個飛灰重熔噴口向旋風(fēng)筒
輸送飛灰；在鉻渣庫設(shè)置有風(fēng)扇磨，通過輸灰泵和管道與鍋爐的飛灰重熔噴口連接。 上述旋風(fēng)筒內(nèi)還設(shè)有一次風(fēng)管，一次風(fēng)管中部設(shè)有給粉管，其特征在是一次風(fēng)管
的內(nèi)壁上下兩側(cè)，給粉管前后各焊接有一個圓環(huán)狀的節(jié)流裝置。 上述鉻渣摻比系統(tǒng)中的鉻渣煤渣混合物通過皮帶輸送到制粉系統(tǒng)，皮帶秤放置在 輸煤皮帶上，煤與鉻渣混合之前。
—種實(shí)施上述提高鉻渣摻比的鍋爐飛灰重熔鉻渣解毒系統(tǒng)的方法，燃煤和鉻渣分 別送入破碎機(jī)內(nèi)粉碎、計量，通過皮帶按規(guī)定配比混勻，并輸送到制粉系統(tǒng)，含鉻煤粉經(jīng)葉 輪給粉機(jī)由一次風(fēng)送入旋風(fēng)筒，鉻渣在旋風(fēng)筒被還原成三價鉻氧化物的高溫液態(tài)熔渣，并 均勻地分散混合到液態(tài)的高溫爐渣里面，液態(tài)灰渣排出爐外進(jìn)行水淬激冷處理，轉(zhuǎn)化為顆 粒狀的固態(tài)玻璃體水淬渣，同時鍋爐燃燒后的煙氣主流中的飛灰經(jīng)干式除塵器收集，通過 飛灰重熔系統(tǒng)送回鍋爐進(jìn)行復(fù)燃重熔，特別的是鉻渣摻加比例為15% _20%。
上述鉻渣皮帶與輸煤皮帶采用PLC(可編程式)自動控制系統(tǒng)來控制聯(lián)鎖。
上述兩套飛灰重熔系統(tǒng)可以單獨(dú)分別向一個旋風(fēng)筒輸送，也可以同時向一個旋風(fēng) 筒輸送；旋風(fēng)筒可以單獨(dú)運(yùn)行，也可以并行同時運(yùn)行。 本發(fā)明的鍋爐飛灰重熔鉻渣解毒系統(tǒng)中，兩個旋風(fēng)筒可以并行同時運(yùn)行也可以單 獨(dú)運(yùn)行，對應(yīng)的兩套飛灰重熔系統(tǒng)可以單獨(dú)分別向一個旋風(fēng)筒輸送，也可以同時向一個旋 風(fēng)筒輸送，不僅大大提高了處理鉻渣的速度，而且還增加了系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性。將兩個飛灰 重熔噴口改為四個，切向改為對沖，可以減少二次風(fēng)口處的結(jié)焦，提高鍋爐燃燒的穩(wěn)定性。 鉻渣磨的風(fēng)磨扇的設(shè)置可以將鉻渣磨成細(xì)粉儲存，當(dāng)鍋爐的飛灰重熔完畢后，就可以切換 到此裝置，加快了鉻渣解毒能力。同時，一次風(fēng)管上加裝節(jié)流裝置可使一次風(fēng)壓力提高，旋 風(fēng)筒處于低氧燃燒，并且使風(fēng)粉混合均勻、提高輸送能力，不僅有助于鍋爐燃燒和流渣同時 還節(jié)約了廠用電耗。將皮帶秤放置在輸煤皮帶上，煤與鉻渣混合之前，并采用PLC(可編程 式)自動控制系統(tǒng)來控制皮帶秤與鉻渣皮帶間的聯(lián)鎖，皮帶秤檢測到輸煤皮帶沒有煤時鉻 渣皮帶將自動停止運(yùn)行，可以大大方便配煤工作。


圖1為一種提高鉻渣摻比的鍋爐飛灰重熔鉻渣解毒系統(tǒng)工藝流程圖。 圖2為節(jié)流裝置示意圖。 圖3為鉻渣摻比系統(tǒng)中皮帶示意圖。 圖4為鍋爐旋風(fēng)筒運(yùn)行示意圖。 圖中，給粉管1 、 一次風(fēng)管2 、節(jié)流裝置3 、皮帶秤4、鉻渣稱重給料機(jī)5 、鉻渣皮帶6 、 1號輸煤皮帶7A、2號輸煤皮帶7B、3號輸煤皮帶7C、4號輸煤皮帶7D、5號輸煤皮帶7E、氣 動閥8A、8B、8C、8D、8E、8F。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明 如圖1所示，本發(fā)明的鍋爐飛灰重熔鉻渣解毒系統(tǒng)工藝流程如下 燃煤和鉻渣分別送入破碎機(jī)內(nèi)粉碎、計量，按15 20%的配比混勻，再由通過皮
帶輸送到球磨機(jī)磨成R90 " 20%的細(xì)粉，再用空氣攜帶高速噴入燃煤液態(tài)排渣立式旋風(fēng)爐
內(nèi)燃燒。也可以在鉻渣庫設(shè)置風(fēng)扇磨，將鉻渣磨制成160目的細(xì)粉，儲存起來，通過輸送泵
及管道同鍋爐的飛灰重熔噴口相連接，用壓縮空氣輸送到鍋爐內(nèi)進(jìn)行燃燒解毒，當(dāng)鍋爐的
飛灰重熔完畢以后，可以切換到此裝置。每天風(fēng)扇磨運(yùn)行8小時，直接解毒鉻渣40噸。含
鉻煤粉經(jīng)葉輪給粉機(jī)由一次風(fēng)送入旋風(fēng)筒，經(jīng)回流區(qū)高溫?zé)煔恻c(diǎn)燃著火，在二次風(fēng)強(qiáng)烈旋
轉(zhuǎn)擾動下燃燒，鉻渣在起到對鍋爐燃煤灰分融態(tài)"粘 溫"特性進(jìn)行調(diào)質(zhì)的同時，其本身所含的六價鉻組分也在旋風(fēng)爐前置室內(nèi)的高溫富燃、低氧分壓、強(qiáng)擾動和大量酸性熔融液體 環(huán)境下完成半程還原，轉(zhuǎn)化為三價鉻氧化物(Cr203)的高溫液態(tài)熔渣，并均勻地分散混合到 液態(tài)的高溫爐渣里面，液態(tài)灰渣排出爐外進(jìn)行水淬激冷處理，轉(zhuǎn)化為顆粒狀的固態(tài)玻璃體 水淬渣，使殘留在渣中的極微量六價鉻離子(Cr6+)和解毒后的三價鉻離子(Cr3+)固化并封 閉在玻璃體水淬渣中；鍋爐燃燒后的煙氣主流中的飛灰經(jīng)干式除塵器(機(jī)械法和靜電法) 收集，通過飛灰重熔系統(tǒng)送回鍋爐進(jìn)行復(fù)燃重熔。對飛灰中的六價鉻進(jìn)行二次還原解毒。 如此循環(huán)往復(fù)，摻入原煤中的六價鉻就在旋風(fēng)爐中被徹底還原解毒。從而實(shí)現(xiàn)對鉻浸出渣 的徹底解毒處理，實(shí)現(xiàn)對含鉻化合物的熔融固化封閉和無害化技術(shù)處理。解毒后的含鉻水 淬渣可作為建筑材料等加以綜合利用，達(dá)到工業(yè)廢渣資源化的目的。經(jīng)檢測，解毒后的含鉻 水淬渣玻璃體結(jié)構(gòu)密實(shí)，六價鉻離子和三價鉻離子固化封閉良好，在自然環(huán)境條件下是安 全穩(wěn)定的，可溶性的六價鉻離子濃度低于0. lmg/kg，可作為建筑材料或水泥摻合料進(jìn)行綜 合利用。并且解毒后的冷卻含鉻水淬渣的一次沖渣水可溶性六價鉻的濃度低于0. 02mg/L。 射線衍射分析結(jié)果表明，解毒后的含鉻水淬渣中主要的礦物結(jié)構(gòu)相為(Mg， Fe) (Al， Cr)204， MgO 2Ca0 2Si02， (Cr， Fe)203， a_Al203等，未見六價鉻存在，其物化特性安定。解毒后的含 鉻水淬渣中的&6+和沖渣水中06+濃度均合乎國家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。解毒產(chǎn)物水淬渣100% 綜合利用，沖渣水循環(huán)使用，解毒工藝無二次污染。 如圖2所示，在一次風(fēng)管2內(nèi)壁上下兩側(cè)各有兩個節(jié)流裝置，并且布置在給粉管的 左右兩邊。兩個節(jié)流裝置沿一次風(fēng)管方向相距250mm。節(jié)流裝置采用耐磨鋼制成圓環(huán)狀焊 接在一次風(fēng)管內(nèi)，高度為45mm，直徑為70mm。通過節(jié)流裝置可以使一次風(fēng)壓力提高，風(fēng)粉混 合均勻，旋風(fēng)筒處于低氧燃燒，不僅提高了運(yùn)輸能力，也有助于鍋爐燃燒和流渣，并且節(jié)約 了廠用電耗。 如圖3所示，皮帶秤4從4號輸煤皮帶7D上移至2號輸煤皮帶上7B，這樣皮帶秤 4檢測到2號皮帶7B上沒有煤時，鉻渣皮帶6可以自動停止運(yùn)行。皮帶秤4和鉻渣皮帶6 間的聯(lián)鎖采用PLC(可編程式)自動控制系統(tǒng)來控制，具體的指 (1)如果在正常情況下，在啟動設(shè)備準(zhǔn)備上煤時只要將聯(lián)鎖開關(guān)開啟，當(dāng)2號輸煤 皮帶7B啟動時，信號傳遞給鉻渣皮帶6及稱重式鉻渣給料機(jī)5，60秒后鉻渣皮帶6自動啟 動，90秒后稱重式鉻渣給料機(jī)5自動啟動，轉(zhuǎn)速2轉(zhuǎn)/分，給料量為零。
(2)在運(yùn)行中，當(dāng)皮帶秤4檢測到2號輸煤皮帶7B上有煤時，根據(jù)2號輸煤皮帶 7B上的皮帶秤4的煤量信號，傳遞到鉻渣皮帶6端部的稱重式鉻渣給料機(jī)5，通過事先設(shè)定 的程序(鉻渣摻配比例)自動啟動添加鉻渣，稱重式鉻渣給料機(jī)5可根據(jù)2號輸煤皮帶7B 上煤量的大小自動調(diào)節(jié)鉻渣量，誤差在0. 5% 。 (3)停止運(yùn)行時，2號輸煤皮帶7B停止運(yùn)行，信號傳提到稱重式鉻渣給料機(jī)5和鉻
渣皮帶6，稱重式鉻渣給料機(jī)5立即停止，鉻渣皮帶6延時5秒停止。 (4)在檢修時，只要將聯(lián)鎖開關(guān)解除，各個環(huán)節(jié)可以獨(dú)立的運(yùn)行。 旋風(fēng)筒的飛灰重熔噴口，由原來的兩個改為四個，由原來的切向改為對沖。具體
指旋風(fēng)筒上下各有一個與直徑為159mm的管道連接的球形耐磨三通，然后分成兩個直徑為
108mm的圓形耐磨噴口。這樣不僅二次風(fēng)口處不易結(jié)焦，并且大大提高了飛灰重熔處理能
力，從原來的每小時重熔8-10噸飛灰提高到每小時重熔15-18噸飛灰。 每臺鍋爐設(shè)置有兩個旋風(fēng)筒，兩個旋風(fēng)筒分別對應(yīng)兩套飛灰重熔系統(tǒng)。兩套飛灰重熔系統(tǒng)可以單獨(dú)分別向一個旋風(fēng)筒輸送飛灰，也可以兩套飛灰重熔系統(tǒng)同時向一個旋風(fēng) 筒輸送飛灰。如圖4所示 1、當(dāng)兩個旋風(fēng)筒同時運(yùn)行時，可以關(guān)閉氣動閥8B、8E、8D，開啟氣動閥8A、8C，啟動 兩臺輸灰泵同時向兩個筒內(nèi)輸送飛灰； 2、當(dāng)兩個旋風(fēng)筒同時運(yùn)行時，可以關(guān)閉氣動閥8E、8D、8C(或8E、8D、8A)，開啟氣動 閥8B、8A(或8B、8C)，啟動兩臺輸灰泵同時向一個旋風(fēng)筒輸送飛灰； 3、當(dāng)一個旋風(fēng)筒單獨(dú)運(yùn)行時，可以關(guān)閉氣動閥8E、8D、8C(或8E、8D、8A)，開啟氣動 閥8B、8A(或8B、8C)，啟動兩臺泵或一臺泵向旋風(fēng)筒輸送飛灰； 4、當(dāng)飛灰輸送完畢后，可以關(guān)閉氣動閥8A、8B、8C，開啟氣動閥8F、8E、8D，分別或 同時向旋風(fēng)筒輸送鉻渣。 本發(fā)明配置的鍋爐為4X260T/h立式旋風(fēng)鍋爐，燃料主要采用義馬當(dāng)?shù)孛海?xiàng)目 的可行性研究報告中設(shè)計的煤與鉻渣的摻加比例為9 : 1(即在鍋爐燃煤中摻燒10%的鉻 渣)。通過上述設(shè)備及方法的改進(jìn)，可以將鉻渣摻比提高到15 20%。本發(fā)明不僅提高了 鉻渣摻比，加快了鉻渣處理速度，并且也提高了鉻渣處理設(shè)備的穩(wěn)定性，具有實(shí)用性，可以 廣泛應(yīng)用于工業(yè)。
權(quán)利要求
一種提高鉻渣摻比的鍋爐飛灰重熔鉻渣解毒系統(tǒng)，包括鍋爐及鉻渣摻比系統(tǒng)、飛灰重熔系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)、鉻渣庫磨制系統(tǒng)及鍋爐上的旋風(fēng)筒，其特征在于，所述每臺鍋爐上設(shè)有兩個旋風(fēng)筒，每個旋風(fēng)筒對應(yīng)一套獨(dú)立的飛灰重熔系統(tǒng)；上述每個旋風(fēng)筒上的上下連接管道上各設(shè)有一個耐磨三通，對沖方向分成兩個耐磨飛灰重熔噴口，一共四個飛灰重熔噴口向旋風(fēng)筒輸送飛灰；在鉻渣庫設(shè)置有風(fēng)扇磨，通過輸灰泵和管道與鍋爐的飛灰重熔噴口連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鉻渣摻比的鍋爐飛灰重熔鉻渣解毒系統(tǒng)，上述旋風(fēng)筒內(nèi) 設(shè)有一次風(fēng)管， 一次風(fēng)管中部設(shè)有給粉管，其特征在是一次風(fēng)管的內(nèi)壁上下兩側(cè)，給粉管前 后各焊接有一個圓環(huán)狀的節(jié)流裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鉻渣摻比的鍋爐飛灰重熔鉻渣解毒系統(tǒng)，鉻渣摻比系統(tǒng) 中的鉻渣煤渣混合物通過皮帶輸送到制粉系統(tǒng)，其特征是皮帶秤放置在輸煤皮帶上，煤與 鉻渣混合之前。
4. 一種實(shí)施權(quán)利要求1的一種提高鉻渣摻比的鍋爐飛灰重熔鉻渣解毒系統(tǒng)的方法，燃 煤和鉻渣分別送入破碎機(jī)內(nèi)粉碎、計量，通過皮帶按規(guī)定配比混勻，并輸送到制粉系統(tǒng)，含 鉻煤粉經(jīng)葉輪給粉機(jī)由一次風(fēng)送入旋風(fēng)筒，鉻渣在旋風(fēng)筒被還原成三價鉻氧化物的高溫液 態(tài)熔渣，并均勻地分散混合到液態(tài)的高溫爐渣里面，液態(tài)灰渣排出爐外進(jìn)行水淬激冷處理， 轉(zhuǎn)化為顆粒狀的固態(tài)玻璃體水淬渣，同時鍋爐燃燒后的煙氣主流中的飛灰經(jīng)干式除塵器收 集，通過飛灰重熔系統(tǒng)送回鍋爐進(jìn)行復(fù)燃重熔，其特征在于鉻渣摻加比例為15% -20%。
5. 如權(quán)利要求4所述的提高鉻渣摻比的鍋爐飛灰重熔鉻渣解毒系統(tǒng)的方法，其特征在 于鉻渣皮帶與輸煤皮帶采用PLC(可編程式)自動控制系統(tǒng)來控制聯(lián)鎖。
6. 如權(quán)利要求4所述的提高鉻渣摻比的鍋爐飛灰重熔鉻渣解毒系統(tǒng)的方法，其特征 在于兩套飛灰重熔系統(tǒng)可以單獨(dú)分別向一個旋風(fēng)筒輸送，也可以同時向一個旋風(fēng)筒輸送； 旋風(fēng)筒可以單獨(dú)運(yùn)行，也可以并行同時運(yùn)行。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種鍋爐飛灰重熔鉻渣解毒系統(tǒng)及其實(shí)施方法。上述鍋爐飛灰重熔鉻渣解毒系統(tǒng)包括鍋爐及鉻渣摻比系統(tǒng)、飛灰重熔系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)、鉻渣庫磨制系統(tǒng)及鍋爐上的旋風(fēng)筒，所述每臺鍋爐上設(shè)有兩個旋風(fēng)筒，每個旋風(fēng)筒對應(yīng)一套獨(dú)立的飛灰重熔系統(tǒng)；上述每個旋風(fēng)筒上的上下連接管道上各設(shè)有一個耐磨三通，對沖方向分成兩個耐磨飛灰重熔噴口，一共四個飛灰重熔噴口向旋風(fēng)筒輸送飛灰；在鉻渣庫設(shè)置有風(fēng)扇磨，通過輸灰泵和管道與鍋爐的飛灰重熔噴口連接。上述鍋爐飛灰重熔鉻渣解毒系統(tǒng)可以將處理鉻渣的摻比提高到15～20％。本發(fā)明不僅提高了鉻渣摻比，加快了鉻渣處理速度，并且也提高了鉻渣處理設(shè)備的穩(wěn)定性，具有實(shí)用性，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)。
文檔編號B09B3/00GK101722171SQ20091027290
公開日2010年6月9日 申請日期2009年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月24日
發(fā)明者于春輝, 劉國朋, 李超, 辛海偵, 韓青峰 申請人:武漢東湖高新集團(tuán)股份有限公司