一种高温焙烧固废处理装置及方法
阅读说明：本技术 一种高温焙烧固废处理装置及方法 (High-temperature roasting solid waste treatment device and method ) 是由 孙凌玉 于 2020-03-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高温焙烧固废处理装置及方法。该装置包括：传送装置、干燥装置、加热装置、焙烧装置、匀化装置、第一冷却装置、第二冷却装置和第三冷却装置；传送装置上覆盖有固废处理成品颗粒层,固废处理成品颗粒层上覆盖有待固废处理颗粒层；匀化装置用于将经过焙烧装置处理后的颗粒均匀化；焙烧装置与第一冷却装置连接；加热装置与第二冷却装置连接；干燥装置与第三冷却装置连接。采用本发明的高温焙烧固废处理装置及方法,在氧化氛围下通过高温使固废中氧化硅处在熔融状态,然后逐步冷却,使氧化硅粘结固废中的金属元素,具有能够避免金属离子再释放进入水体或土壤、能耗低、处理量大、经高温焙烧后的颗粒强度高并可回收利用的优点。(The invention discloses a high-temperature roasting solid waste treatment device and method. The device includes: the device comprises a conveying device, a drying device, a heating device, a roasting device, a homogenizing device, a first cooling device, a second cooling device and a third cooling device; a solid waste treatment finished product particle layer covers on the conveying device, and a particle layer to be subjected to solid waste treatment covers on the solid waste treatment finished product particle layer; the homogenizing device is used for homogenizing the particles treated by the roasting device; the roasting device is connected with the first cooling device; the heating device is connected with the second cooling device; the drying device is connected with the third cooling device. By adopting the high-temperature roasting solid waste treatment device and method, the silicon oxide in the solid waste is in a molten state through high temperature in an oxidation atmosphere, and then is gradually cooled, so that the silicon oxide is bonded with the metal elements in the solid waste, and the device and method have the advantages of capability of preventing metal ions from being released into water or soil, low energy consumption, large treatment capacity, high particle strength after high-temperature roasting, and recyclability.)
技术领域
本发明涉及固废处理
技术领域
，特别是涉及一种高温焙烧固废处理装置及方法。背景技术
固废处理，全称固体废弃物的处理，通常是指采用物理、化学、生物、物化及生化的方法把固体废物转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程，固体废弃物处理的目标是无害化、减量化、资源化。
然而，城市污水处理厂产生的污泥量很大，城市污泥有机质含量低，在经过生物处理、干化、减量之后，只能堆存，不能实行污泥焚烧能量回收，但是污泥中含有重金属等有害物质，堆存会产生污染。由于人多地少，堆存的费用水涨船高，城市污泥成为日益严重的环境污染问题。
为了改善人居环境，河道湖泊每隔若干年都要进行清淤，而清淤而产生的大量的淤泥和城市污泥一样没有堆存和填埋的地方，淤泥中经常含有有害病毒、细菌和其他有害微生物，也产生污染，如同城市污泥一样也不能实现焚烧以回收能量，成了一种难以处理的废物。
氧化铝工业产生的赤泥因含有一定的氧化铁而显示出赤色，赤泥作为固废只能大量堆存，产生严重的环境问题。
燃煤发电产生的粉煤灰作为固废回收使用价值几乎为零，其中有价元素的回收需要消耗大量的能量，经济上不划算，天量的粉煤灰需要堆存，产生严重的环境问题。
目前大量的尾矿堆存，例如铁矿、钒钛磁铁矿、菱镁矿、稀土矿等的尾矿，这些尾矿体量巨大，很多以尾矿坝的形式堆存，这些尾矿颗粒细小，和水不易分离，泥浆流动性好，常有溃坝发生，破坏力巨大，造成人命损失和财产灭失，是严重的环境灾难。
随着工业化发展，许多土地受到严重的重金属和化学污染，亟需土地修复，但缺乏大批量处理污染土壤的技术和装备，只能用回转窑进行处理，效率极低。
以上这些固废，有价元素含量极少，不具备经济性开发的基本条件，但是堆存之后这些金属元素又会随着雨水侵蚀而污染地下水。还有些如城市污泥和河塘淤泥含有量细菌和病毒以及重金属元素，不经处理地堆放会产生严重环境灾难，即便经过微生物处理、减量和干化之后，由于有机质含量太少，使随后的污泥焚烧无法执行，不得不堆存，造成环境问题。
目前，固废处理主要有以下几种方式：
填埋，这是主要的处理手段，该方法占用大量地皮面积，而且带来大量污染，是不可持续的方法。
化学酸浸或碱浸，适合固废量比较少的场景，对于动则亿吨的固废，该方法经济上不划算，技术上不可行。
烧结，该方法优点是技术成熟，是冶金工业常用工艺，缺点是固废中的有害金属元素如铅锌等又回到工艺路线中，形成铅锌积累，因此该方法使用受限，而且对于百万吨每年的固废，该方法经济性差、可行性不高。
焙烧，例如使用竖炉或回转窑焙烧，但竖炉或转窑的缺点是：能耗高，尾气净化量大，因此成本高；处理量小，一座回转窑或竖炉的处理量只有万吨左右，因此处理城市污泥、河湖淤泥或赤泥等巨量固废，用回转窑或竖炉方法显热是不行的；焙烧温度低，成品颗粒强度低，因此成品颗粒没有用处。温度场不均匀，最终成品颗粒质量千差万别，并且固废颗粒在热加工过程中互相碰撞，粉化率高。
发明内容
本发明的目的是提供一种高温焙烧固废处理装置及方法，在氧化氛围下通过高温使固废中氧化硅处在熔融状态，然后逐步冷却，使氧化硅粘结固废中的金属元素，具有能够避免金属离子再释放进入水体或土壤、能耗低、处理量大、经高温焙烧后的颗粒强度高并可回收利用的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种高温焙烧固废处理装置，包括：
传送装置、干燥装置、加热装置、焙烧装置、匀化装置、第一冷却装置、第二冷却装置和第三冷却装置；
所述干燥装置、所述加热装置、所述焙烧装置、所述匀化装置、所述第一冷却装置、所述第二冷却装置和所述第三冷却装置沿所述传送装置的传送方向依次排列设置；
所述传送装置上覆盖有固废处理成品颗粒层，所述固废处理成品颗粒层上覆盖有待固废处理颗粒层；所述传送装置将待固废处理颗粒依次穿过所述干燥装置、所述加热装置、所述焙烧装置、所述匀化装置、所述第一冷却装置、所述第二冷却装置和所述第三冷却装置后得到固废处理成品颗粒；
所述匀化装置用于将经过焙烧装置处理后的颗粒均匀化；
所述焙烧装置与所述第一冷却装置连接；所述第一冷却装置用于将冷空气由所述传送装置底部通入均匀化后的颗粒，然后将热交换后的空气输送至所述焙烧装置；
所述加热装置与所述第二冷却装置连接；所述第二冷却装置用于将冷空气由所述传送装置底部通入经所述第一冷却装置冷却处理后的颗粒，然后将热交换后的空气输送至所述加热装置；
所述干燥装置与所述第三冷却装置连接，所述第三冷却装置用于将冷空气由所述传送装置底部通入经所述第二冷却装置冷却处理后的颗粒，然后将热交换后的空气输送至所述干燥装置。
可选的，所述固废处理装置，还包括：
第一尾气处理装置、第二尾气处理装置、第三尾气处理装置和排空装置；
所述第一尾气处理装置一端与所述焙烧装置底端连接，所述第一尾气处理装置另一端与所述排空装置连接；所述第一尾气处理装置用于净化在所述焙烧装置中产生的气体；
所述第二尾气处理装置一端与所述加热装置底端连接，所述第二尾气处理装置另一端与所述排空装置连接；所述第二尾气处理装置用于净化在所述加热装置中产生的气体；
所述第三尾气处理装置一端与所述干燥装置底端连接，所述第三尾气处理装置另一端与所述排空装置连接；所述第三尾气处理装置用于净化在所述干燥装置中产生的气体。
可选的，所述固废处理装置，还包括：
第一防爆装置、第二防爆装置和第三防爆装置；
所述第一防爆装置设置在所述第一尾气处理装置与所述焙烧装置之间；所述第二防爆装置设置在所述第二尾气处理装置与所述加热装置之间；所述第三防爆装置设置在所述第三尾气处理装置与所述干燥装置之间。
可选的，所述固废处理装置，还包括：
沿传送方向依次设置的第一料仓和第二料仓；
所述第一料仓位于所述传送装置上方，所述第一料仓内装有固废处理成品颗粒，所述固废处理成品颗粒经第一料仓放料口至于所述传送装置上；
所述第二料仓位于所述传送装置上方，所述第一料仓内装有待固废处理颗粒，所述待固废处理颗粒经第二料仓放料口至于固废处理成品颗粒上。
可选的，
所述第一冷却装置，具体包括：
第一风机、第一冷却风箱和第一燃烧装置；
所述第一风机与所述第一冷却风箱底端连接，所述第一风机用于将冷空气鼓入所述第一冷却风箱；所述第一燃烧装置一端与所述第一冷却风箱顶端连接，所述第一燃烧装置另一端与所述焙烧装置顶端连接，所述第一燃烧装置用于加热由所述第一冷却风箱顶端输出的空气；所述焙烧装置内的温度为1000-1450℃；
所述第二冷却装置，具体包括：
第二风机、第二冷却风箱和第二燃烧装置；
所述第二风机与所述第二冷却风箱底端连接，所述第二风机用于将冷空气鼓入所述第二冷却风箱；所述第二燃烧装置一端与所述第二冷却风箱顶端连接，所述第二燃烧装置另一端与所述加热装置顶端连接，所述第二燃烧装置用于加热由所述第二冷却风箱顶端输出的空气；所述加热装置内的温度为800-1000℃；
所述第三冷却装置，具体包括：
第三风机和第三冷却风箱；
所述第三风机与所述第三冷却风箱底端连接，所述第三风机用于将冷空气鼓入所述第三冷却风箱；所述第三冷却风箱顶端与所述干燥装置顶端连接；所述干燥装置内的温度为300-500℃。
本发明还一种高温焙烧固废处理方法，包括：
对固废和辅料进行混料、球磨、过滤和造粒处理，得到满足预设尺寸的待固废处理颗粒，并将所述满足预设尺寸的待固废处理颗粒置于铺有固废处理成品颗粒的传送装置上；
对放置在所述传送装置上的颗粒进行干燥处理，得到干燥后的颗粒；
对所述干燥后的颗粒进行加热处理，得到加热处理后的颗粒；
对所述加热处理后的颗粒进行焙烧处理，得到焙烧处理后的颗粒；
对所述焙烧处理后的颗粒进行匀化处理，得到匀化后的颗粒；
对所述匀化后的颗粒进行三次冷却处理，得到固废处理成品颗粒。
可选的，所述对固废和辅料进行混料、球磨、过滤和造粒处理，得到满足预设尺寸的待固废处理颗粒，具体包括：
将固废和不含有膨润土的辅料按干基重量比例混合后送至球磨机加水进行球磨，得到料浆；
将所述料浆送至过滤机进行过滤处理，得到含水率未超过第一含水率的滤饼；
将所述滤饼送至强力混料机后加水搅拌，得到具有第二含水率的混合料；在加水搅拌时，根据膨润土的干基重量比例选择加入或不加入膨润土；
将所述混合料送至滚筒造粒机进行造粒，筛选满足所述预设尺寸的待固废处理颗粒，将小于所述预设尺寸的颗粒送至滚筒造粒机继续造粒，将大于所述预设尺寸的颗粒破碎后送至滚筒造粒机进行造粒。
可选的，
所述干燥处理的温度为300-500℃；
所述加热处理的温度为800-1000℃；
所述焙烧处理的温度为1000-1450℃。
可选的，
所述预设尺寸为12毫米；
所述第一含水率为9％；
所述第二含水率为10％。
可选的，所述料浆中的固体颗粒度为80％以上负200目。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种高温焙烧固废处理装置及方法，在干燥阶段，将待固废处理颗粒加热并将其中的水分带走；在加热阶段，待固废处理颗粒中的氧化硅开始出现熔融状态并发生粘连待固废处理颗粒内部重金属颗粒现象，待固废处理颗粒中的病毒和细菌被杀灭；在焙烧阶段，待固废处理颗粒中的重金属元素被氧化，生颗粒中的氧化硅充分融化并包裹生颗粒内部重金属及其氧化物的颗粒，生颗粒中的病毒和细菌或其他微生物被彻底杀灭；在匀化阶段，没有额外能量输入，也没有气体输入，高温料层颗粒在此驻留镇静一段时间，仍处在高温状态的料层颗粒内部的熔融状态的氧化硅仍可以在重力作用下流动粘连其他固相，实现颗粒内部组织均匀化；然后经过三次冷却处理，第一次冷却气体回收至焙烧装置，第二次冷却气体回收至加热装置，第三次冷却气体回收至干燥装置，能量是回收循环使用的，具有能耗低的优点；本发明在对固废进行高温焙烧处理是利用金属元素的高温氧化并用氧化硅粘连包裹起来，从而使重金属元素回归到初始金属氧化矿的自然状态，不再溶于地下水，解决了固废污染问题。经过焙烧处理后的成品颗粒强度高，可以作为建筑砂石替代品、保温材料骨料、轻质混凝土骨料、园艺陶粒、城市吸水保水材料等。此外，本发明还有处理量大，处理固废品种不限的优点，只要是固废，采用本发明的装置和方法都可以处理，包括城市污泥、河湖清淤、赤泥、尾矿、粉煤灰、煤矸石、冶金固废、废塑料、造纸厂黑液干化、碎秸秆或木屑，应用范围广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中高温焙烧固废处理装置结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种高温焙烧固废处理装置及方法，在氧化氛围下通过高温使固废中氧化硅处在熔融状态，然后逐步冷却，使氧化硅粘结固废中的金属元素，具有能够避免金属离子再释放进入水体或土壤、能耗低、处理量大、经高温焙烧后的颗粒强度高并可回收利用的优点。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例
图1为本发明实施例中高温焙烧固废处理装置结构图，如图1所示，本发明提供的高温焙烧固废处理装置，包括：传送装置、干燥装置8、加热装置11、焙烧装置15、匀化装置19、第一冷却装置、第二冷却装置、第三冷却装置、第一尾气处理装置、第二尾气处理装置、第三尾气处理装置、排空装置44、第一防爆装置、第二防爆装置、第三防爆装置、第一料仓6和第二料仓7。
干燥装置、加热装置、焙烧装置、匀化装置、第一冷却装置、第二冷却装置和第三冷却装置沿传送装置的传送方向依次排列设置。传送装置上覆盖有固废处理成品颗粒层，固废处理成品颗粒层上覆盖有待固废处理颗粒层；传送装置将待固废处理颗粒依次穿过干燥装置、加热装置、焙烧装置、匀化装置、第一冷却装置、第二冷却装置和第三冷却装置后得到固废处理成品颗粒。匀化装置用于将经过焙烧装置处理后的颗粒均匀化。
焙烧装置与第一冷却装置通过风管17连接；第一冷却装置用于将冷空气由传送装置底部通入均匀化后的颗粒，然后将热交换后的空气输送至焙烧装置。第一冷却装置，具体包括：第一风机23、第一冷却风箱16和第一燃烧装置18。第一风机与第一冷却风箱底端通过外部风管22连接，第一风机用于将冷空气鼓入第一冷却风箱；第一燃烧装置一端与第一冷却风箱顶端连接，第一燃烧装置另一端与焙烧装置顶端连接，第一燃烧装置用于加热由第一冷却风箱顶端输出的空气；焙烧装置内的温度为1000-1450℃。
加热装置与第二冷却装置通过风管13连接；第二冷却装置用于将冷空气由传送装置底部通入经第一冷却装置冷却处理后的颗粒，然后将热交换后的空气输送至加热装置。第二冷却装置，具体包括：第二风机24、第二冷却风箱12和第二燃烧装置14。第二风机与第二冷却风箱底端通过外部风管21连接，第二风机用于将冷空气鼓入第二冷却风箱；第二燃烧装置一端与第二冷却风箱顶端连接，第二燃烧装置另一端与加热装置顶端连接，第二燃烧装置用于加热由第二冷却风箱顶端输出的空气；加热装置内的温度为800-1000℃。第一燃烧装置和第二燃烧装置为燃气烧嘴。
干燥装置与第三冷却装置通过风管9连接，第三冷却装置用于将冷空气由传送装置底部通入经第二冷却装置冷却处理后的颗粒，然后将热交换后的空气输送至干燥装置。第三冷却装置，具体包括：第三风机25和第三冷却风箱10。第三风机与第三冷却风箱底端通过外部风管20连接，第三风机用于将冷空气鼓入第三冷却风箱；第三冷却风箱顶端与干燥装置顶端连接；干燥装置内的温度为300-500℃。
第一尾气处理装置一端与焙烧装置底端通过风管26连接，第一尾气处理装置另一端与排空装置通过风管43连接；第一尾气处理装置用于净化在焙烧装置中产生的气体；排空装置为烟囱。第一尾气处理装置包括干法尾气净化装置31和风机34。
第二尾气处理装置一端与加热装置底端通过风管27连接，第二尾气处理装置另一端与排空装置通过风管42连接；第二尾气处理装置用于净化在加热装置中产生的气体；第二尾气处理装置包括干法尾气净化装置32和风机35。
第三尾气处理装置一端与干燥装置底端通过风管28连接，第三尾气处理装置另一端与排空装置通过风管39连接；第三尾气处理装置用于净化在干燥装置中产生的气体。第三尾气处理装置包括干法尾气净化装置33和风机36。
第一防爆装置设置在第一尾气处理装置与焙烧装置之间；第一防爆装置包括防爆阀30和防爆风管40。第二防爆装置设置在第二尾气处理装置与加热装置之间；第二防爆装置包括防爆阀29和防爆风管41。第三防爆装置设置在第三尾气处理装置与干燥装置之间；第三防爆装置包括防爆阀37和防爆风管38。
第一料仓和第二料仓沿传送方向依次设置；第一料仓位于传送装置上方，第一料仓内装有固废处理成品颗粒4，固废处理成品颗粒经第一料仓放料口至于传送装置上。第二料仓位于传送装置上方，第一料仓内装有待固废处理颗粒5，待固废处理颗粒经第二料仓放料口至于固废处理成品颗粒上。
传送装置包括隔热保护钢带1、驱动轮2和从动轮3，传送钢带上有冲孔，钢带1的调速范围是0.3-1.2米/分钟。钢带1绕在驱动轮2和从动轮3上，由变频电机带动驱动轮2运行。
本发明还提供一种固废处理方法，包括：
1)对固废和辅料进行混料、球磨、过滤和造粒处理，得到预设尺寸为12毫米的待固废处理颗粒，并将满足预设尺寸12毫米的待固废处理颗粒置于铺有固废处理成品颗粒的传送装置上。
将固废和不含有膨润土的辅料按干基重量比例混合后送至球磨机加水进行球磨，得到料浆，料浆中的固体颗粒度为80％以上负200目；
将料浆送至过滤机进行过滤处理，得到含水率未超过第一含水率9％的滤饼；
将滤饼送至强力混料机后加水搅拌，得到具有第二含水率10％的混合料；在加水搅拌时，根据膨润土的干基重量比例选择加入或不加入膨润土；
将混合料送至滚筒造粒机进行造粒，筛选出预设尺寸12毫米的待固废处理颗粒，将小于预设尺寸12毫米的颗粒送至滚筒造粒机继续造粒，将大于预设尺寸12毫米的颗粒破碎后送至滚筒造粒机进行造粒。
2)对放置在传送装置上的颗粒进行干燥处理，得到干燥后的颗粒。
3)对干燥后的颗粒进行加热处理，得到加热处理后的颗粒。干燥处理的温度为300-500℃。
4)对加热处理后的颗粒进行焙烧处理，得到焙烧处理后的颗粒。加热处理的温度为800-1000℃。
5)对焙烧处理后的颗粒进行匀化处理，得到匀化后的颗粒。焙烧处理的温度为1000-1450℃。
6)对匀化后的颗粒进行三次冷却处理，得到固废处理成品颗粒。
具体的，一种处理上述固废的工艺方法，有以下步骤：
(1)将固废和辅料分别放在各自的料仓之内，这一工艺步骤的要求是：所有的固废是细颗粒，颗粒度小于1毫米。
(2)固废和辅料的料仓下部安装可称重的圆盘给料机，圆盘给料机下有运料皮带。根据不同的固废，选取配方表中某一配方，各个料仓下面的圆盘给料机根据配方规定，连续不断地分别将固废、焦粉或煤粉或兰碳粉或秸秆粉末或废塑料屑或油泥或煤矸石粉末或造纸厂黑液干化，各个组分称量，并且按规定的重量放料到圆盘给料机下面的输送皮带上。固废和辅料的配方表见表1。
表1配方表
(3)圆盘给料机下的输送皮带将配好的料连续不断地输送到湿式球磨机，将混合料磨成粒度负200目80％的料浆。
(4)用过滤机将料浆过滤，形成含水率小于9％的滤饼。
(5)将滤饼送入强力混料机，同时按配方比例加入膨润土(某些配方不需要添加)，在强力混料机连续不断地强力搅拌过程中，加水将混合料的含水率调整到10％。
(6)用皮带机将强力混料混好的料连续不断地输送到滚筒造粒机造生颗粒，此处强调的技术要求是必需采用滚筒造粒机，不得采用圆盘造粒机，圆盘造粒机不符合本工艺要求。
(7)滚筒造粒机连续不断地将来自强力混料机的含水10％的散料造成大小不等的生颗粒，这些大小不等的生颗粒由安装在滚筒造粒机下面的辊子筛近筛分，只有直径为12毫米的生颗粒5是合格的生颗粒进入下步工序，直径小于12毫米的生颗粒由皮带输送回到滚筒造粒机内再造粒，直径大于12毫米的生颗粒由成对的辊子压碎后由皮带机输送回滚筒造粒机再造粒。本发明的要求就是要采用辊子筛筛分。
(8)如1图所示，经过滚筒造粒机和辊子筛的直径12毫米、含水率10％的生颗粒5(待固废处理颗粒)，连续不断地由来回运动的梭式皮带机布置进入钢带炉的柔性钢带1之上，钢带厚度4毫米。
(9)钢带1上布满冲孔，这些冲孔可使工艺气体穿过钢带1。
(10)在将生颗粒5铺到钢带1上之前，钢带1上先铺上已经烧制好的、厚度达200毫米的直径12毫米的成品熟颗粒4(固废处理成品颗粒)，这200毫米厚的成品熟颗粒4作用是隔热保护钢带1，相当于200毫米厚的隔热耐火材料，避免钢带1因穿过料层的高温气体而烧毁。
(11)生颗粒5在铺底料熟颗粒4(200毫米厚)上的厚度是250毫米，铺底料在下，生颗粒5料层在上，共450毫米厚的料层随着有冲孔的钢带1一起运动，钢带1运动速度0.7米/分钟，钢带1的调速范围是0.3-1.2米/分钟。
(12)钢带1承载着450毫米厚的颗粒料进入钢带炉的第一段，也即干燥段8(干燥装置)，此段的温度在300-500℃范围内，料层穿过此段的时间10分钟，时间随钢带1速度可调。干燥段8的热风是从冷却三段10(第三冷却风箱)由风管9回收来的，热风从料层上部进入料层，将生颗粒5加热并将其中的水分带走。热风穿过干燥段的料层颗粒再穿过有孔的钢带1之后，送风管28进入尾气净化装置33，尾气经过净化以后由风机36抽送到风管39经烟囱44排空。为了防爆，在干燥段8设防爆阀37和防爆风管38。
(13)随后钢带1将料层送入下一阶段，即加热段11，温度在800-1000℃，料层穿过此段的时间8分钟，时间随钢带1速度可调。在加热段11(加热装置)，生颗粒5中的燃料如焦粉或煤粉或兰碳粉或秸秆粉末或木屑或废塑料屑或油泥或煤矸石粉末或造纸厂黑液干化开始燃烧，生颗粒5中的氧化硅开始出现熔融状态并发生粘连生颗粒5内部重金属颗粒现象，生颗粒5中的病毒和细菌被杀灭。加热段11的热风是从冷却二段12(第二冷却风箱)由风管13回收来的，热风从料层上部进入料层，如果热风温度达不到800-1000℃之间的设定值，风管13上设有燃气烧嘴14，燃气可以是煤气、天然气或沼气，燃气烧嘴14将热风温度提升到800-1000℃之间的设定值。热风穿过加热段11的料层颗粒再穿过有孔的钢带1之后，由风管27进入干法尾气净化装置32，尾气经过净化以后由风机35抽送到风管39经烟囱44排空。尾气中的金属氧化物如氧化铅和氧化锌在干法尾气净化装置32处被收集起来，作为有色冶炼厂的原料回收利用。为了防爆，在加热段11设防爆阀29和防爆风管41。
(14)随后钢带1将料层送入下一阶段，即焙烧段15(焙烧装置)，温度在1000-1450℃，料层在此驻留时间8分钟，时间随钢带1速度可调。在焙烧段15，生颗粒中的重金属元素被氧化，生颗粒中的氧化硅充分融化并包裹生颗粒内部重金属及其氧化物的颗粒，生颗粒中的病毒和细菌或其他微生物被彻底杀灭。焙烧段15的热风是从冷却一段16(第一冷却风箱)由风管17回收来的，热风从料层上部进入料层，如果热风温度达不到1000-1450℃的设定值，风管17上设有燃气烧嘴18，燃气可以是煤气、天然气或沼气，燃气烧嘴18将热风温度提升到1000-1450℃之间的设定值。热风穿过焙烧段15的料层颗粒再穿过有孔的钢带1之后，由风管26进入干法尾气净化装置31，尾气经过净化以后由风机34抽送到风管38经烟囱44排空。尾气中的金属氧化物如氧化铅和氧化锌在干法尾气净化装置31被收集起来，作为有色冶炼厂的原料回收利用；为了防爆，在焙烧段15设防爆阀30和防爆风管40。
(15)随后钢带1将料层送入下一阶段，即匀化段19(匀化装置)，料层在此时间5分钟，时间随钢带1速度可调。在匀化段19没有额外能量输入，也没有汽流输入，高温料层在此驻留镇静一段时间，仍处在高温状态的料层颗粒内部的熔融状态的氧化硅仍可以在重力作用下流动粘连其他固相，实现颗粒内部组织均匀化。匀化段是必需的，没有经过匀化段的高温颗粒直接进入冷却段，会发生裂纹，颗粒承压强度下降。
(16)随后钢带1将料层送入下一阶段，即冷却一段16，料层在此驻留时间8分钟，时间随钢带1速度可调。从外部风管22由风机23抽入冷空气从钢带1下面鼓入，冷风穿过钢带和熟颗粒4料层之后，和高温成品颗粒料层相遇并发生热交换，冷风变成了热风且送入焙烧段15。高温料层颗粒经过冷却一段以后，温度下降到了1000-800℃。
(17)随后钢带1将料层送入下一阶段，即冷却二段12(第二冷却风箱)，料层在此驻留时间8分钟，时间随钢带1速度可调。从外部风管21由风机24抽入冷空气从钢带1下面鼓入，冷风穿过钢带和熟颗粒4料层之后，和高温成品颗粒料层相遇并发生热交换，冷风变成了热风且送入加热段11。高温料层经过冷却二段12以后，温度下降到500-600℃。
(18)随后钢带1将料层送入下一阶段，即冷却三段10(第三冷却风箱)，料层在此驻留时间8分钟，时间随钢带1速度可调。从外部风管20由风机25抽入冷空气从钢带1下面鼓入，冷风穿过钢带1和熟颗粒4料层之后，和高温成品颗粒料层相遇并发生热交换，冷风变成了热风且送入干燥段8。高温料层经过冷却三段10以后，温度下降到约100℃。至此，整个工艺阶段完毕，固废经高温焙烧成为直径12毫米的、强度在1000-2000牛顿的硬质颗粒，可替代建筑砂石料。
(19)成品颗粒有一部分返回钢带作为铺底熟颗粒4，厚度200毫米。其余部分作为产品出售。整个工艺不产生固废，实现零固废清洁生产。
本发明的装置和方法优点在于：
能耗低，将固废造粒，经过干燥、升温、焙烧、匀化、冷却一、冷却二和冷却三这七个工艺步骤，其中冷却一、二和三的热风完全回收，因此本工艺方法有70％的能量是回收循环使用的，在最高温度1450℃条件下，冷却一和二热风回收烟道中的烧嘴所耗的能量只占总能量的5-7％左右，其余能量来自于固废中的有机质和所配燃料。能耗低带来的优势是成本低。
工艺温度高、温度场均匀、固废颗粒之间无相互摩擦运动而相互之间处在静止状态，最高焙烧温度可达1450℃，在此温度下，固废所含病毒、细菌和微生物全部被杀死和消灭；固废中的铅锌被挥发进入了尾气，从而收集起来回收利用；酸性或碱性物质被裂解；有害的金属元素被再此氧化，而且被重新融化的氧化硅粘连和包裹起来，从而不再释放到自然界当中；成品颗粒高温焙烧强度高，可以成为建筑砂石料的替代品，或者作为轻质保温材料使用的骨料。
处理量大，年处理固废总量可达百万吨，占地少，一次投资低，运营成本低。
处理固废品种不限，只要是固废，本工艺方法都可以处理，城市污泥、河湖清淤、赤泥、尾矿、粉煤灰、煤矸石、冶金固废、废塑料、造纸厂黑液干化、碎秸秆或木屑，都可以用本工艺方法处理。
从基本原理上分析，本发明的方法就是金属元素高温氧化并用氧化硅粘连包裹起来，从而使它们回归到初始金属氧化矿的自然状态，不再溶于地下水，因此不产生污染。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
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