[發(fā)明專利]用于回收含固廢物中金屬元素的水冷壁式焚燒裝置、回收方法和應用

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• 申請日: 2019-08-02
• 公開（公告）號: CN112303641A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設計）人: 孫峰;李亞輝;朱云峰;徐偉
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
• 主分類號: F23G5/44
• 分類號: F23G5/44;F23M5/08;F23L9/00;C22B7/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉兵;戴香蕓

1.一種用于回收含固廢物中金屬元素的水冷壁式焚燒裝置，其特征在于，該水冷壁式焚燒裝置包括：密閉連接的上殼體(6)和下殼體(8)、噴嘴(1)以及二次空氣噴嘴(20)，

所述上殼體(6)包括外殼(4)和內殼(5)，外殼(4)和內殼(5)之間設置有水冷單元，所述上殼體(6)圍繞形成有一燃燒室(17)，且包括一拱頂段(2)、一直筒段(3)和一錐底段(7)，所述直筒段(3)的兩端分別于所述拱頂段(2)和所述錐底段(7)相連接，所述錐底段(7)底部具有出渣口(13)；

所述下殼體(8)內形成有激冷室(16)，所述下殼體(8)的上部側壁上設有氣相出口(19)，所述下殼體的底部設有液固排放口(18)，且所述錐底段(7)設置有冷卻單元(14)和與所述冷卻單元(14)相連接的下降管(15)，所述下降管(15)的一端通過所述出渣口(13)與所述燃燒室(17)連通，另一端與所述激冷室(16)連通；

所述噴嘴(1)設置在所述拱頂段(2)上，所述二次空氣噴嘴(20)設置在所述直筒段(3)上。

2.根據權利要求1所述的水冷壁式焚燒裝置，其中，所述噴嘴(1)設置在所述拱頂段(2)頂部，所述二次空氣噴嘴(20)設置在所述直筒段(3)中部。

3.根據權利要求2所述的水冷壁式焚燒裝置，其中，所述噴嘴(1)伸入所述燃燒室(17)內，且所述噴嘴(1)沿軸向從內向外依次為第一通道、第二通道、第三通道和第四通道，第一通道內設有點火槍且用于通入燃料，第二通道用于通入富氧氣體，第三通道用于通入含固廢物漿體，第四通道用于通入富氧氣體。

4.根據權利要求2所述的水冷壁式焚燒裝置，其中，所述二次空氣噴嘴(20)沿垂直方向伸入所述燃燒室(17)內，所述二次空氣噴嘴(20)為單通道，用于通入空氣。

5.根據權利要求1-4中任意一項所述的水冷壁式焚燒裝置，其中，所述內殼(5)包括順次連接的上水冷壁(10)、主水冷壁(11)、下水冷壁(12)，上水冷壁(10)設在燃燒室(17)的上部，圍繞噴嘴(1)設置，下水冷壁(12)設在燃燒室(17)的下部，圍繞出渣口(13)設置。

6.根據權利要求1-4中任意一項所述的水冷壁式焚燒裝置，其中，所述水冷單元包括：

多個冷卻水管，其沿內殼的周向間隔設置且貼合在內殼的外表面，相鄰兩個冷卻水管之間連接有散熱鰭片；上集箱和下集箱，上集箱設在內殼的上方且分別與多個冷卻水管的上端相連，所述下集箱設在內殼的下方且分別與多個冷卻水管的下端相連，上集水箱上設有冷卻水出口，下集水箱上設有冷卻水進口。

7.根據權利要求1-4中任意一項所述的水冷壁式焚燒裝置，其中，所述冷卻單元(14)為激冷環(huán)，所述激冷環(huán)用于向進入所述下降管(15)的物料噴灑冷卻介質。

8.根據權利要求1-4中任意一項所述的水冷壁式焚燒裝置，其中，所述直筒段(3)的高度為所述燃燒室(17)的直徑的1-6倍。

9.一種回收含固廢物中金屬元素的方法，該方法使用權利要求1-8中任意一項所述的用于回收含固廢物中金屬元素的水冷壁式焚燒裝置，其特征在于，該方法包括：將含固廢物漿體、燃料和富氧氣體通過噴嘴(1)以霧化狀態(tài)噴入到所述燃燒室(17)內進行燃燒反應，且在燃燒過程中通過二次空氣噴嘴(20)導入空氣，燃燒反應生成的金屬氧化物和氣體在燃燒室(17)與激冷室(16)連接處與冷卻單元(14)中噴出的水混合，沿著下降管(15)流至激冷室(16)，金屬氧化物在激冷室(16)進一步冷卻后從液固排放口(18)排出。

10.根據權利要求9所述的方法，其中，燃燒反應生成的氣體經激冷室(16)冷卻后，通過氣相出口(19)排出。

11.根據權利要求9所述的方法，其中，所述燃燒反應的條件包括：燃燒室反應溫度為1100-1500℃，壓力為0.01-1MPa，停留時間大于2s，富氧氣體的氧氣濃度為18-100體積％。

12.權利要求1-8中任意一項所述的用于回收含固廢物中金屬元素的水冷壁式焚燒裝置在回收含固廢物中的金屬元素中的應用。