本发明属于资源综合利用,涉及一种高温冶炼渣与生物质共热解强化传热方法。
背景技术:
1、工业生产中的各种窑炉(如回转窑、加热炉、转炉、反射炉、沸腾焙烧炉)通常热效率较低,仅有30%左右,而被高温烟气、高温炉渣、高温产品等带走的热量达到40%~60%,其中可利用的余热约占燃料消耗量的三分之一。机械、玻璃、造纸等行业可利用余热占15%以上。
2、以固废处理行业为例,回转式加热炉(或称回转窑)广泛用于废物焚烧、资源回收和处理等应用。然而,传统回转式加热炉的热利用效率也较低,导致能源浪费和处理成本增加。特别在资源综合利用领域,以废制废的初衷即是降低成本,提高资源利用率,但是往往实际应用过程中,需要付出高昂成本实现资源二次利用,和以废制废的初衷有一定背离。
3、高温冶炼渣本身具有较高问题,其可对生物质材料进行加热,反应得到冶炼渣、生物炭以及高温气态产物,高温气态产物、冶炼渣、生物炭经物理分离后,可以获得生物油、生物炭、气体产物以及二次渣,其中生物油可充当燃料应用于冶炼行业,生物炭可用作活性炭、土壤改良剂、燃料等,气体产物可用作燃料气,还可用于生产合成气、氢气等,二次渣可充当水泥原料,而高温冶炼渣与生物质本身属于废弃物,由此,高温冶炼渣与生物共热解是以废制废的重要途径。
4、因此,有必要提供一种高温冶炼渣与生物质共热解强化传热方法,提高高温冶炼渣与生物质供热解过程中的传热效率,以实现更加充分利用高温冶炼渣余热处理生物质材料的目的,减少处理时间,提高处理效率,进而降低运营成本,有利于实际生产应用,真正实现以废制废,变废为宝。
技术实现思路
1、为了克服背景技术中的问题,本发明通过对回转式反应器内部的结构进行设计,以提高高温冶炼渣与生物质供热解过程中的传热效率,从而提升高温冶炼渣余热利用率,提高反应效率,降低成本。
2、为了实现上述目的,本发明通过如下技术方案实现:
3、所述强化传热方法包括控制进料速度,将生物质材料与高温冶炼渣加入回转式反应器筒体1中,所述回转式反应器内壁上设置平均分布式扬料板2,所述平均分布式扬料板2为3-8块,沿回转式反应器周向均匀分布。
4、作为优选,所述回转式反应器中,还设置有等距螺旋板3,所述等距螺旋板3与回转式反应器内壁固定连接,等距螺旋板3将所述平均分布式扬料板2隔成长度相等的多段结构。
5、作为优选,所述等距螺旋板3轴向总长度与回转式反应器筒体1轴向总长度相等,等距螺旋板3螺距为回转式反应器筒体1轴向总长度的10%~20%,等距螺旋板3厚度与回转式反应器筒体1壁厚相等,等距螺旋板3径向方向的板宽度为回转式反应器筒体1内径的1/4。
6、作为优选,所述平均分布式扬料板2沿回转式反应器筒体1轴向方向的长度与回转式反应器筒体1轴向长度一致,平均分布式扬料板2沿回转式反应器筒体1径向方向长度为回转式反应器筒体1直径的1/4,平均分布式扬料板2厚度与回转式反应器筒体1壁厚相等。
7、作为优选,所述高温冶炼渣为有色金属冶炼产生的有色金属渣,包括铜熔渣、铅渣、锌渣、镍渣,所述高温冶炼渣粒径为1~40mm。
8、作为优选,所述生物质材料为农作物废弃物、林业废弃物、木材废弃物、有机固体废物中的一种或多种,所述生物质材料粒径为1~10mm。
9、作为优选,反应过程中,所述回转式反应器筒体1的旋转速度为1~5r/min。
10、作为优选,所述高温冶炼渣温度为500~1000℃,所述生物质材料温度为室温。
11、作为优选,所述生物质材料与高温冶炼渣同时开始进料,同时停止进料,生物质材料与高温冶炼渣的进料质量比为0.1:1。
12、本发明的有益效果:
13、本发明通过对回转式反应器内部结构进行特殊设计,将结构优化为适宜高温冶炼渣与生物质材料进行传热反应的形式,从而强化高温冶炼渣与生物质共热解过程中的传热效率,提高高温冶炼渣余热利用率,同时提高反应效率,降低处理成本,真正实现高效以废制废目的。
1.一种高温冶炼渣与生物质共热解的强化传热方法,其特征在于:所述强化传热方法包括控制进料速度,将生物质材料与高温冶炼渣加入回转式反应器筒体(1)中,所述回转式反应器内壁上设置平均分布式扬料板(2),所述平均分布式扬料板(2)为3-8块,沿回转式反应器周向均匀分布。
2.根据权利要求1所述的一种高温冶炼渣与生物质共热解的强化传热方法,其特征在于:所述回转式反应器中,还设置有等距螺旋板(3),所述等距螺旋板(3)与回转式反应器内壁固定连接,等距螺旋板(3)将所述平均分布式扬料板(2)隔成长度相等的多段结构。
3.根据权利要求2所述的一种高温冶炼渣与生物质共热解的强化传热方法,其特征在于:所述等距螺旋板(3)轴向总长度与回转式反应器筒体(1)轴向总长度相等,等距螺旋板(3)螺距为回转式反应器筒体(1)轴向总长度的10%~20%,等距螺旋板(3)厚度与回转式反应器筒体(1)壁厚相等,等距螺旋板(3)径向方向的板宽度为回转式反应器筒体(1)内径的1/4。
4.根据权利要求1所述的一种高温冶炼渣与生物质共热解的强化传热方法,其特征在于:所述平均分布式扬料板(2)沿回转式反应器筒体(1)轴向方向的长度与回转式反应器筒体(1)轴向长度一致,平均分布式扬料板(2)沿回转式反应器筒体(1)径向方向长度为回转式反应器筒体(1)直径的1/4,平均分布式扬料板(2)厚度与回转式反应器筒体(1)壁厚相等。
5.根据权利要求1所述的一种高温冶炼渣与生物质共热解的强化传热方法,其特征在于:所述高温冶炼渣为有色金属冶炼产生的有色金属渣,包括铜熔渣、铅渣、锌渣、镍渣,所述高温冶炼渣粒径为1~40mm。
6.根据权利要求1所述的一种高温冶炼渣与生物质共热解的强化传热方法,其特征在于:所述生物质材料为农作物废弃物、林业废弃物、木材废弃物、有机固体废物中的一种或多种,所述生物质材料粒径为1~10mm。
7.根据权利要求1所述的一种高温冶炼渣与生物质共热解的强化传热方法,其特征在于:反应过程中,所述回转式反应器筒体(1)的旋转速度为1~5r/min。
8.根据权利要求1所述的一种高温冶炼渣与生物质共热解的强化传热方法,其特征在于:所述高温冶炼渣温度为500~1000℃,所述生物质材料温度为室温。
9.根据权利要求1所述的一种高温冶炼渣与生物质共热解的强化传热方法,其特征在于:所述生物质材料与高温冶炼渣同时开始进料,同时停止进料,生物质材料与高温冶炼渣的进料质量比为0.1:1。