1.本实用新型涉及水泥窑系统协同处置
危废的领域，具体涉及一种危废处理用阶梯式预燃炉系统。
背景技术：
2.利用水泥窑系统的高温废气协同处置危废是最佳的选择方案，而且该系统能做到处理最彻底、无二次污染和残渣的效果。
3.目前的处理方案是将危废经破碎和搅拌等预处理后，成为具有较高含水率(30％～50％) 的桨渣后，通过泵送至水泥窑系统，采用以下几种处理方案：
4.1)采用国外技术(如德国的克虏伯公司或丹麦的斯密斯公司)的阶梯式预燃炉：将含水率较高的危废桨渣直接喷入预燃炉内预燃后再进窑尾分解炉，但其使用效果不太理想，处理能力也不大，且投资较大。
5.2)采用输送管道将高含水率的危废桨渣直接喷入分解炉内燃烧：因此方案是将危废桨渣直接喷入分解炉，因其含水率较高而且是一团一团泵送过来，导致桨渣会直接掉入水泥窑窑尾烟室或粘附于分解炉炉璧，对分解炉内的温度场分布影响较大，会形成分解炉内局部区域的结皮以及窑尾烟室的结皮，严重影响水泥窑的正常操作，并影响水泥窑的产量和运转率，而且所处理危废桨渣的热值也不能太高(通常不能大于2000kcal/kg)。目前此方案已基本拆除，无法正常使用。
6.3)采用输送管道将危废桨渣直接输送至入分解炉前的那段三次风管。但多个工厂的实际运行情况表明，该处理方案也不理想，其原因是桨渣的含水率较高而且是一团一团泵送过来，导致桨渣会直接落到三次风管的底部，该方案的停留时间也较短(通常为2～3分钟)，危废桨渣的烘干与燃烧不充分，导致一氧化碳波动会加剧，影响水泥窑系统分解炉内温度的稳定和氮氧化物的排放，且所处理的桨渣热值同样不能太高(通常不能大于2000kcal/kg)，且处理能力也不大，通常在3t/h(含水)以下。目前此方案也已基本拆除，无法正常使用。
技术实现要素：
7.本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种危废处理用阶梯式预燃炉系统，除了完全超越国外类似预燃炉技术外，还彻底解决了目前国内外危废桨渣处理的难题，并具有明显的成本优势和很好的使用效果。
8.本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的：一种危废处理用阶梯式预燃炉系统，包括预燃炉、分解炉和三次风管，所述预燃炉具有直筒部和设于所述直筒部下方的阶梯部，在直筒部顶端开有渣浆管道用于通入危废桨渣，所述阶梯部由若干级台阶构成，阶梯部的末端与分解炉连通，阶梯部的各级台阶上均安装有空气炮；水泥窑的三次风管上引出一根热风管道，热风管道与预燃炉的直筒部连通，用于向预燃炉供热，落入阶梯部的危废桨渣预燃或燃烬后通过空气炮喷入分解炉内进一步燃烧。
9.作为进一步的技术方案，所述直筒部顶端还开设有
固废入口用于通入固废。
10.作为进一步的技术方案，所述空气炮安装在所述台阶的侧壁上，并由plc控制系统控制喷吹间隔时间。
11.作为进一步的技术方案，所述热风管道靠近三次风管的一端设有膨胀节和调节阀，热风管道靠近预燃炉的一端也设有膨胀节。
12.一种危废处理方法，包括以下步骤：
13.1)将危废桨渣从渣浆管道通入预燃炉的直筒部内；
14.2)开启调节阀，将三次风管的热风通入预燃炉的直筒部内；
15.3)危废桨渣落入阶梯部并充分预燃或燃烬后，启动各级台阶上的空气炮，将危废桨渣喷入分解炉内进一步燃烧。
16.作为进一步的技术方案，所述步骤1)中，同时将固废通过固废入口通入预燃炉的直筒部内，实现危废和固废的协同处置。
17.作为进一步的技术方案，所述步骤2)中，三次风管引出的热风管道外径为 dn800～dn1800mm，通入预燃炉的热风温度为860～900℃，所述热风占三次风管总风量的 2％～25％。
18.作为进一步的技术方案，所述预燃炉的直筒部容积为10～35m3，所述阶梯部的台阶级数为4～10级，阶梯角度为10～50
°
。
19.作为进一步的技术方案，所述阶梯部的每级台阶上设置1～3个空气炮，每级台阶上的空气炮根据实际处理需求由plc控制系统调整喷吹间隔时间，从而来调整危废桨渣在预燃炉内的停留时间。
20.作为进一步的技术方案，所述危废桨渣的含水率为30％～50％，危废桨渣的热值为 1000～4000kcal/kg。
21.本实用新型的有益效果为：
22.1、可实现稳定、可靠的处理高含水率的危废桨渣，并且彻底消除了危废桨渣对水泥窑与窑尾分解炉热工系统温度和生产操作的影响，并对窑系统的产量略有提升，同时可大大提高危废桨渣的处理能力；
23.2、该实用新型专利的工艺流程和生产操作也较简单，可实现水泥窑系统的计算机集中控制，而且可基本实现免维护；此外，此预燃炉只需在炉顶增设一个固废的入口，适当加大炉容，即可实现同时处理固体危废；
24.3、与国外的预燃炉相比较，该实用新型专利的危废桨渣处理能力大大提高，可实现最大处理危废桨渣量达10t/h(含水)；
25.4、该系统投资较低，相同处理能力的阶梯式预燃炉投资仅为国外类似预燃炉的20％左右。
附图说明
26.图1为本实用新型的结构示意图。
27.附图标记说明：预燃炉1、直筒部1
?
1、阶梯部1
?
2、分解炉2、三次风管3、渣浆管道4、空气炮5、热风管道6、固废入口7、膨胀节8、调节阀9。
具体实施方式
28.下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍：
29.实施例：如附图1所示，一种危废处理用阶梯式预燃炉系统，包括预燃炉1、分解炉2 和三次风管3，所述预燃炉1具有直筒部1
?
1和设于所述直筒部1
?
1下方的阶梯部1
?
2，在直筒部1
?
1顶端开有渣浆管道4用于通入危废桨渣，所述直筒部1
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1顶端还开设有固废入口7 用于通入固废。所述阶梯部1
?
2由若干级台阶构成，阶梯部1
?
2的末端与分解炉2连通，阶梯部1
?
2的各级台阶上均安装有空气炮5，空气炮5安装在所述台阶的侧壁上，并由plc控制系统控制喷吹间隔时间。水泥窑的三次风管3上引出一根热风管道6，热风管道6与预燃炉1的直筒部1
?
1连通，用于向预燃炉1供热，落入阶梯部1
?
2的危废桨渣预燃或燃烬后通过空气炮5喷入分解炉2内进一步燃烧。所述热风管道6靠近三次风管3的一端设有膨胀节 8和调节阀9，热风管道6靠近预燃炉1的一端也设有膨胀节8。
30.一种危废处理方法，包括以下步骤：
31.1)将危废桨渣从渣浆管道4通入预燃炉1的直筒部1
?
1内；危废桨渣的含水率为 30％～50％，危废桨渣的热值为1000～4000kcal/kg；同时可将固废通过固废入口7通入预燃炉 1的直筒部1
?
1内，实现危废和固废的协同处置。
32.2)开启调节阀9，将三次风管3的热风通入预燃炉1的直筒部1
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1内；三次风管引出的热风管道6的外径为dn800～dn1800mm，通入预燃炉1的热风温度为860～900℃，所述热风占三次风管总风量的2％～25％。
33.3)危废桨渣落入阶梯部1
?
2并充分预燃或燃烬后，启动各级台阶上的空气炮5，将危废桨渣喷入分解炉2内进一步燃烧。
34.优选地，预燃炉1的直筒部1
?
1容积为10～35m3，所述阶梯部1
?
2的台阶级数为4～10级，阶梯角度为10～50
°
。所述阶梯部1
?
2的每级台阶上设置1～3个空气炮5，每级台阶上的空气炮5根据实际处理需求由plc控制系统调整喷吹间隔时间，从而来调整危废桨渣在预燃炉1 内的停留时间。
35.本实用新型将30％～50％含水率的危废桨渣由直接喷入分解炉或三次风管的方案改为在分解炉外单独设置一个阶梯式预燃炉，并从三次风管引热风至阶梯式预燃炉，危废桨渣由渣浆管道从预燃炉顶部进入预燃炉内，让危废桨渣在预燃炉内预燃或燃烬后，再由安装于阶梯底部的空气炮进分解炉，从而消除了对分解炉内温度场的影响和对水泥窑系统操作等的影响。根据危废桨渣的性质(主要为水分、燃点与热值等)不同，可通过由plc控制系统调整每级台阶的空气炮喷吹间隔时间，从而来调整危废桨渣在预燃炉内的停留时间，以确保桨渣在预燃炉内的烘干、预燃甚至燃烬。
36.从三次风管引热风管道(热风温度为860～900℃，热风管道的外径为dn800～dn1800mm，所抽取的热风占三次风管总风量的2％～25％)至预燃炉(预燃炉直筒部分的容积为10～35m3，底部阶梯的台阶个数为4～10个，阶梯角度为10～50
°
)，作为危废桨渣预燃或燃烬的热源。根据要求的处理能力和危废桨渣的性质不同，设计不同管径的热风管道(管道上设膨胀节和调节阀)、预燃炉容积、阶梯角度、阶梯个数、空气炮数量和桨渣在预燃炉内的停留时间(可实现0～60分钟)等。
37.实施本实用新型专利后，可根据桨渣的含水率和热值等特点，设计符合要求处理能力的预燃炉。对桨渣的热值和含水率要求也大大降低(其热值范围可实现1000～
4000kcal/kg)，并可根据不同客户要求与实施条件，可实现最大处理危废桨渣量达10t/h(含水)。
38.本实用新型也可同时处理危废桨渣和固体废弃物(可在预燃炉顶部设固废入料口)，真正实现危废桨渣和固废的高效协同处置。
39.本实用新型的理论计算依据如下：
40.1、所需热源的计算
41.所需的热风风量v(m3/h)＝处理能力q(t/h)
×
单位消耗量k(m3/t.s)
×
3600，
42.其中：v：从三次风管所引的热风量，温度为860～900℃；
43.q：要求的处理能力(t/h，水分为35～45％)；
44.k：单位危废所需的热风量，取2.5～3.0m3/t.s；
45.2、热风管道直径的计算
46.根据所需要的热风量(m3/h)和管道内风速(按18m/s)即可计算出所需的管道内径dn (m)，管道内的保温层厚度按200mm计算(纳米保温板+浇注料各100mm)，确定最终的管道直径d(m)。
47.综上所述，采用本实用新型专利后，可达到以下使用效果：
48.1)可实现稳定、可靠的处理高含水率的危废桨渣，并且彻底消除了危废桨渣对水泥窑与窑尾分解炉热工系统温度和生产操作的影响，并对窑系统的产量略有提升，同时可大大提高危废桨渣的处理能力。
49.2)该实用新型专利的工艺流程和生产操作也较简单，可实现水泥窑系统的计算机集中控制，而且可基本实现免维护。此外，此预燃炉只需在炉顶增设一个固废的入口，适当加大炉容，即可实现同时处理固体危废。
50.3)与国外的预燃炉相比较，该实用新型专利的危废桨渣处理能力大大提高，可实现最大处理危废桨渣量达10t/h(含水)。
51.4)该系统投资较低，相同处理能力的阶梯式预燃炉投资仅为国外类似预燃炉的20％左右。
52.可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本实用新型的技术方案及实用新型构思加以等同替换或改变都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。技术特征：
1.一种危废处理用阶梯式预燃炉系统，其特征在于：包括预燃炉(1)、分解炉(2)和三次风管(3)，所述预燃炉(1)具有直筒部(1
?
1)和设于所述直筒部(1
?
1)下方的阶梯部(1
?
2)，在直筒部(1
?
1)顶端开有渣浆管道(4)用于通入危废桨渣，所述阶梯部(1
?
2)由若干级台阶构成，阶梯部(1
?
2)的末端与分解炉(2)连通，阶梯部(1
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2)的各级台阶上均安装有空气炮(5)；水泥窑的三次风管(3)上引出一根热风管道(6)，热风管道(6)与预燃炉(1)的直筒部(1
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1)连通，用于向预燃炉(1)供热，落入阶梯部(1
?
2)的危废桨渣预燃或燃烬后通过空气炮(5)喷入分解炉(2)内进一步燃烧。2.根据权利要求1所述的危废处理用阶梯式预燃炉系统，其特征在于：所述直筒部(1
?
1)顶端还开设有固废入口(7)用于通入固废。3.根据权利要求1所述的危废处理用阶梯式预燃炉系统，其特征在于：所述空气炮(5)安装在所述台阶的侧壁上，并由plc控制系统控制喷吹的间隔时间。4.根据权利要求1所述的危废处理用阶梯式预燃炉系统，其特征在于：所述热风管道(6)靠近三次风管(3)的一端设有膨胀节(8)和调节阀(9)，热风管道(6)靠近预燃炉(1)的一端也设有膨胀节(8)。
技术总结
本实用新型公开了一种危废处理用阶梯式预燃炉系统，涉及水泥窑系统协同处置危废领域，包括预燃炉、分解炉和三次风管，所述预燃炉具有直筒部和设于所述直筒部下方的阶梯部，在直筒部顶端开有渣浆管道用于通入危废桨渣，所述阶梯部由若干级台阶构成，阶梯部的末端与分解炉连通，阶梯部的各级台阶上均安装有空气炮；所述水泥窑的三次风管上引出一根热风管道，热风管道与预燃炉的直筒部连通，用于向预燃炉供热，落入阶梯部的危废桨渣预燃或燃烬后通过空气炮喷入分解炉内进一步燃烧。本实用新型解决了危废桨渣处理的问题，具有成本优势和良好的使用效果。良好的使用效果。良好的使用效果。
技术研发人员：徐建荣
受保护的技术使用者：徐建荣
技术研发日：2021.02.25
技术公布日：2021/12/17
声明：
“危废处理用阶梯式预燃炉系统的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：徐建荣
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2024年07月12日 ~ 14日 
