CN116146987B - 焚烧处置油渣气化滤饼的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及化工污泥焚烧处置技术领域，具体涉及焚烧处置气化滤饼的装置及方法，所述装置包括依次连接的干燥单元和输送分选单元，输送分选单元再分别和贫碳焚烧单元及富碳焚烧单元相连接，气化滤饼经干燥单元干燥为干化滤饼，后被输送分选单元分选为富碳渣和贫碳渣，富碳渣送入富碳焚烧单元进行高温燃烧，贫碳渣则送入贫碳焚烧单元进行无焰燃烧。本申请通过将多膛炉与分段燃烧耦合，通过重力分选器将干化滤饼进行初步筛分，以满足贫碳和富碳不同的焚烧条件，进而实现气化滤饼的减量化、无害化和资源化。

Description

焚烧处置油渣气化滤饼的装置及方法

技术领域

本申请涉及化工污泥焚烧处置技术领域，具体涉及焚烧处置油渣气化滤饼的装置及方法。

背景技术

在石化行业，油渣气化是一个重要工艺装置，油渣气化通常采用的是荷兰壳牌公司开发的Shell气化炉。该工艺可以为炼厂处理废油渣、液态烃类、苯酚焦油等废弃物，通过非催化部分氧化产生氢气和一氧化碳。油渣气化会产生大量的气化滤饼，气化滤饼的成分如下：含水70-80wt%；收到基碳含量10-20%；收到基灰分2-5%；收到基钼2-5%；收到基镍0-2%；收到基钒0-2%。可知，滤饼实质为高含水率的化工污泥且含有一定量含碳有机物和微量的钼、镍、钒等金属元素。

根据国家危险废物名录，气化滤饼属于危险废物，分类号为HW08代码为251-011-08。当下气化滤饼常见的处置方法为采用多膛炉焚烧进行无害化、减量化，同时将钼、镍、钒煅烧并以金属氧化物的形式回收。然而多膛炉运行过程中，焙烧温度是一个很重要的参数。金属氧化物，例如三氧化钼（熔点795℃）及五氧化二钒（熔点690℃）的熔点相对都很低，又因多膛炉本身是个移动床，传质不佳，炉内温度分布不匀且难以控制，炉内容易出现局部区域的温度超过了金属氧化物的熔点，进而导致炉料的板结，进一步引起多膛炉部件的快速磨损，最终影响焙烧效果和系统稳定运行。

发明内容

针对于气化滤饼的含水量高，焚烧残留金属氧化物熔点低、附加值高的特点，本申请提出了焚烧处置气化滤饼的装置及方法，所述装置及方法能实现气化滤饼的减量化、无害化和资源化。

一方面，本申请公开了焚烧处置气化滤饼的装置，包括依次连接的干燥单元100和输送分选单元200，输送分选单元200再分别和贫碳焚烧单元300及富碳焚烧单元400相连接，所述输送分选单元200包括依次连接的第一返料器21、灰渣输送装置22和重力分选器23；所述灰渣输送装置22由左向右包括气体入口222、收缩段223、喉管段224、扩散段225和灰渣出料口226，所述喉管段224侧壁开设有灰渣进料口221，其与第一返料器21相连接；所述重力分选器23包括横向设置的分选器分离段232，在其底部且近其进料口的位置设有贫碳灰斗234，在其底部且近其出气口的位置设有富碳灰斗235；所述富碳焚烧单元400包括旋风焚烧炉4，旋风焚烧炉4由连接段416连接的焚烧室41和冷却室42，所述富碳灰斗235和焚烧室41间还设有灰渣输送装置22，所述焚烧室41自上而下包括焚烧室进料段413、旋风炉输送段411、旋风炉燃烧段412，焚烧室进料段413包括同轴设置的富碳渣输送通道4131和输送剩余烟气通道4132；所述贫碳焚烧单元300包括流化床无焰燃烧炉3，所述贫碳灰斗234和流化床无焰燃烧炉3间也设有灰渣输送装置22。

特别的，所述焚烧室41和冷却室42的室底均由边缘至中央下凸，所述连接段416分别与焚烧室41和冷却室42侧壁的下部连通，连接段416中设有捕渣管417。

特别的，所述富碳渣输送通道4131和输送剩余烟气通道4132的下端设有旋流片4133，在焚烧室41侧壁上部位置还开设有焚烧室空气进口414，焚烧室空气进口414上部空间为旋风炉输送段411，下部空间为旋风炉燃烧段412。

特别的，所述冷却室42包括冷却室筒体422、捕灰管426、旋风炉烟气出口427，旋风炉烟气出口427位于冷却室42顶部，冷却室筒体422上部且近旋风炉烟气出口427底端设捕灰管426，冷却室筒体422主体为方形结构且在与连接段416相对的侧壁的下部设置有折焰角424，所述折焰角424的转角上方设有冷却室空气进口423，在冷却室筒体422上部且位于捕灰管426下方的位置设有冷却室湿渣进口425。

特别的，所述焚烧室41和冷却室42室底与水平面存在2°-10°的倾角，所述焚烧室41和冷却室42室底的中心低点分别开设有排渣口415和冷却室排灰口421，排渣口415与冷渣器43相连，冷却室排灰口421与冷灰器5相连接。

特别的，所述流化床无焰燃烧炉3连接有两级旋风分离器，旋风分离器的排灰口连接有冷灰器，所述流化床无焰燃烧炉3由下至上包括风室31、布风板32、流化床燃烧室33和燃烧室烟气出口34，所述燃烧室烟气出口34与第一旋风分离器301相连，第一旋风分离器301排气口与第二旋风分离器302相连，第一旋风分离器301排灰口依次与冷灰器5、第二返料器6相连，第二返料器6的第二返料器返料管62与流化床燃烧室33侧壁的下部相连接，所述贫碳灰斗234和流化床无焰燃烧炉3间设有灰渣输送装置22的灰渣出料口226与流化床燃烧室33侧壁的下部也相连通，灰渣出料口226与流化床燃烧室33的连接位置高于第二返料器返料管62与流化床燃烧室33的连接位置，高温风产生装置7与均温器8相连，均温器8与流化床无焰燃烧炉3的风室31相连。

特别的，所述冷灰器5为圆筒形且两端渐缩，自上而下包括进料区51、上部冷却区52、中间区53、下部冷却区54及出料区55，上部冷却区52和下部冷却区54内部空间分别布设有水冷壁换热器57，中间区53内部中空且其外壳外侧设有连接上、下水冷壁换热器57的连通管575；所述水冷壁换热器57包括竖向设置的膜式水冷壁573，上、下水冷壁换热器57的膜式水冷壁573竖向投影不重叠。

特别的，所述水冷壁换热器57包括自下而上依次相连的下集箱572、膜式水冷壁573、上集箱574；上、下水冷壁换热器57的膜式水冷壁573竖向存在10°-40°的夹角。

另一方面，焚烧处置气化滤饼的方法，气化滤饼经干燥处理为150℃-350℃的干化滤饼，同时产生150℃-350℃的烟气，干化滤饼在所述烟气的输送下并进行重力分选为富碳渣和贫碳渣；富碳渣经所述烟气的输送下由旋风焚烧炉焚烧室的顶部进入，富碳渣和输送烟气螺旋向下并与通入的空气混合燃烧，燃烧生成的液态渣从焚烧室底部排出，通过直接接触式冷却变为含水湿渣，焚烧室产生的烟气经过捕渣后进入冷却室，在冷却室先后与通入的空气和所述含水湿渣换热，烟气换热后落下的高温灰渣从冷却室底部排出，进行换热冷却后变为低温干渣产品G2；贫碳渣同样经所述烟气的输送下进入流化床无焰燃烧炉，贫碳渣和高温低氧风在流化床无焰燃烧炉焚烧，焚烧烟气依次进入两级旋风分离器，在第一级旋风分离器作用下分离出大粒径产品T1，后经换热降温后回送流化床无焰燃烧炉的下部并与贫碳渣混合。

特别的，所述富碳渣的燃烧温度控制为850-1300℃，经过捕渣的烟气进入冷却室的折焰角转向，后依次被通入的空气、含水湿渣冷却，烟气换热后落下的高温灰渣温度为500-650℃，后进入冷灰器换热冷却为50-80℃的低温干渣产品。。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件可任意组合，即得本申请各优选实例。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过将多膛炉、分段燃烧耦合一起，实现气化滤饼的减量化、无害化和资源化；通过特殊的冷灰器结构设计，保证干渣产品冷却到需求的温度；通过重力分选器将干化滤饼进行初步筛分，以满足不同的焚烧条件；通过灰渣输送装置，解决烟渣混合物高速均匀输送问题；通过旋风炉输送段和旋风炉燃烧段合理的设置，保护进料通道的安全运行；通过冷却室来解决携带液渣烟气能量利用问题和金属氧化物产品的收集问题；通过系统装置间的深度耦合联动，实现能量和物质的最优利用。

附图说明

图1是本申请焚烧处置气化滤饼流程示意简图。

图2是本申请干燥单元结构示意图。

图3是本申请输送分选单元流程示意图。

图4是本申请灰渣输送装置结构示意图。

图5是本申请重力分选器结构示意图。

图6是本申请富碳焚烧单元结构示意图。

图7是本申请焚烧室进料段俯视示意图。

图8是本申请焚烧室进料段剖视示意图。

图9是本申请旋风焚烧炉炉底的结构示意图。

图10是本申请贫碳焚烧单元结构及流程示意图。

图11是本申请干燥单元、输送分选单元和贫碳焚烧单元连接示意图。

图12是本申请干燥单元、输送分选单元和富碳焚烧单元连接示意图。

图13是本申请冷灰器的结构示意图。

图14是本申请冷灰器上部冷却区俯视示意图。

图15是本申请冷灰器下部冷却区仰视示意图。

图16是本申请冷灰器长段膜式水冷壁结构示意图。

图17是本申请冷灰器短段膜式水冷壁结构示意图。

图18是本申请冷灰器长段膜式水冷壁俯视示意图。

图19是本申请冷灰器短段膜式水冷壁俯视示意图。

图20是本申请冷灰器上部冷却区和下部冷却区内长段膜式水冷壁俯视示意图。

具体实施方式

下面结合本申请的附图，对本申请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申请的一部分实施例，旨在用于解释发明构思。基于本申请的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

参考图1，本申请的一个具体实施例提出了一种焚烧处置气化滤饼的装置，所述装置包括干燥单元100、输送分选单元200、贫碳焚烧单元300和富碳焚烧单元400，其中干燥单元100和输送分选单元200相连接，进一步地，输送分选单元200还分别和贫碳焚烧单元300及富碳焚烧单元400相连接。

参考图2，本申请的一个具体实施例提出了一种焚烧处置气化滤饼的装置，所述装置的干燥单元100包括多膛炉干燥器1、高温风产生装置7和均温器8。所述多膛炉干燥器1本体为圆筒形，多膛炉干燥器1顶部开设多膛炉进料口11和多膛炉烟气出口12，其底部开设多膛炉出灰口15，其轴心设多膛炉中轴13，多膛炉耙臂耙齿14以自支撑方式连接于多膛炉中轴13，多膛炉耙臂耙齿14设置为3-6层，优选设置为4层。在多膛炉干燥器1圆筒侧壁开设有若干加热烟气接口16。所述加热烟气接口16依次与均温器8、高温风产生装置7相连接，高温风产生装置7为烟道燃烧器，均温器8内部装有蜂窝式陶瓷蓄热体。

参考图3至图5，本申请的一个具体实施例提出了一种焚烧处置气化滤饼的装置，所述装置的输送分选单元200包括依次连接的第一返料器21、灰渣输送装置22和重力分选器23。

所述第一返料器21包括第一返料器立管211和第一返料器返料管212，第一返料器立管211与多膛炉出灰口15连接，第一返料器返料管212与灰渣输送装置22连接。

所述灰渣输送装置22横向设置，由左向右包括气体入口222、收缩段223、喉管段224、扩散段225和灰渣出料口226。所述喉管段224侧壁开设有灰渣进料口221，第一返料器返料管212与灰渣进料口221相连接。

所述重力分选器23由左向右包括分选器进料口231、横向设置的分选器分离段232和分选器出气口233，在分选器分离段232底部且近分选器进料口231的位置设置有贫碳灰斗234，在分选器分离段232底部且近分选器出气口233的位置设置有富碳灰斗235。所述灰渣出料口226与分选器进料口231相连。

与第一返料器21和灰渣输送装置22连接方式类似，所述贫碳灰斗234和富碳灰斗235的出口也分别连接有灰渣输送装置22。

参考图6至图9，本申请的一个具体实施例提出了一种焚烧处置气化滤饼的装置，所述装置的富碳焚烧单元400主要包括旋风焚烧炉4、冷灰器5及余热锅炉9。

所述旋风焚烧炉4主要包括由连接段416连接的焚烧室41和冷却室42。所述焚烧室41主体为圆形结构，自上而下包括旋风炉输送段411、旋风炉燃烧段412和排渣口415。在焚烧室41顶部位置布置有焚烧室进料段413，焚烧室进料段413包括同轴设置的富碳渣输送通道4131和输送剩余烟气通道4132，富碳渣输送通道4131为中空圆筒结构，输送剩余烟气通道4132为中空圆筒结构，富碳渣输送通道4131设置在输送剩余烟气通道4132内部。进一步地，富碳渣输送通道4131和输送剩余烟气通道4132底部靠近旋风焚烧炉4的部位设置有旋流片4133。在焚烧室41侧壁上部位置还开设有焚烧室空气进口414。焚烧室空气进口414上部空间为旋风炉输送段411，下部空间为旋风炉燃烧段412。排渣口415位于焚烧室41底部中心位置，排渣口415与冷渣器43相连。

所述冷却室42自下而上包括冷却室排灰口421、冷却室筒体422、捕灰管426、旋风炉烟气出口427。冷却室排灰口421位于冷却室42底部中心位置，旋风炉烟气出口427位于冷却室42顶部，冷却室筒体422上部且近旋风炉烟气出口427底端设捕灰管426。冷却室筒体422主体为方形结构且在与连接段416相对的侧壁的下部设置有折焰角424。所述折焰角424的转角上方设有冷却室空气进口423。在冷却室筒体422上部且位于捕灰管426下方的位置设有冷却室湿渣进口425。旋风焚烧炉4的旋风炉烟气出口427与余热锅炉9相连接，旋风焚烧炉4的冷却室排灰口421与冷灰器5相连接。

所述连接段416一端与焚烧室41侧壁下部连通，另一端与冷却室42侧壁下部连通。焚烧室41室底由边缘至中央下凸，优选的排渣口415位于焚烧室41室底的中心低点；类似的，冷却室42室底由边缘至中央也下凸，优选的冷却室排灰口421位于冷却室42室底的中心低点；所述焚烧室41和冷却室42的室底倾角为2-10°，所述连接段416中设有捕渣管417。

优选的，以图9为例，焚烧室41室底倾角为6°，冷却室42室底倾角为3°。室底倾角的设置可使熔渣及灰的顺利流动，且可避免熔渣和固态灰相接触。

参考图10，本申请的一个具体实施例提出了一种焚烧处置气化滤饼的装置，所述装置的贫碳焚烧单元300包括流化床无焰燃烧炉3、高温风产生装置7、均温器8、第一旋风分离器301、第二旋风分离器302、冷灰器5和第二返料器6。

所述流化床无焰燃烧炉3为圆形结构或方形结构，其由下至上包括风室31、布风板32、流化床燃烧室33和燃烧室烟气出口34。所述灰渣出料口226与流化床燃烧室33侧壁的下部相连通。所述燃烧室烟气出口34与第一旋风分离器301相连，第一旋风分离器301排灰口与第二返料器立管61相连，第一旋风分离器301排气口与第二旋风分离器302相连。第一旋风分离器301排灰口与第二返料器立管61间设有冷灰器5，第二返料器6的第二返料器返料管62与流化床燃烧室33下部相连接，灰渣出料口226与流化床燃烧室33连接位置在第二返料器返料管62与流化床燃烧室33连接位置上方。第二旋风分离器302排灰口与冷灰器5相连。高温风产生装置7与均温器8相连，均温器8与流化床无焰燃烧炉3的风室31相连。高温风产生装置7为烟道燃烧器，均温器8内部装有蜂窝式陶瓷蓄热体。

参考图11，本申请干燥单元100、输送分选单元200和贫碳焚烧300单元连接方式：多膛炉干燥器1、第一返料器21、灰渣输送装置22、重力分选器23、灰渣输送装置22、流化床无焰燃烧炉3依次连接。参考图12，本申请干燥单元100、输送分选单元200和富碳焚烧单元400连接方式：多膛炉干燥器1、第一返料器21、灰渣输送装置22、重力分选器23、灰渣输送装置22、旋风炉焚烧室41、连接段416、冷却室42依次连接。

参考图13至图20，本申请的一个具体实施例提出了一种焚烧处置气化滤饼装置，所述装置的冷灰器5呈圆筒形，两端渐缩，自上而下包括进料区51、上部冷却区52、中间区53、下部冷却区54及出料区55。所述冷灰器5的壁面设有水冷夹层56，出料区55的水冷夹层56段开设有第一进水口561，进料区51的水冷夹层56段开设有第一出水口562。所述进料区51为上小下大的大小头，其内部为中空结构，且进料区51开设人孔58。上部冷却区52内部空间布设有水冷壁换热器57。中间区53内部为中空结构，且中间区53开设有人孔58，中间区53外壳的外侧还设置有连通管575。下部冷却区54内部空间布设有水冷壁换热器57。出料区55为上大下小的大小头，其内部为中空结构，且出料区55开设人孔58。

水冷壁换热器57包括自下而上依次相连的下集箱572、膜式水冷壁573、上集箱574。下集箱572包括连通的下部线形集箱5721和下部环形集箱5722，下部线形集箱5721沿圆周方向在下部环形集箱5722内均布。上集箱574包括连通的上部线形集箱5741和上部环形集箱5742，上部线形集箱5741沿圆周方向在上部环形集箱5742内均布。下部冷却区54内的水冷壁换热器57，在其下部环形集箱5722侧壁开设第二进水口571。上部冷却区52内的水冷壁换热器57，在其上部环形集箱5742侧壁开设第二出水口576。上、下部冷却区内的水冷壁换热器57由中间区53的连通管575连通，连通管575可设置为多根，且沿圆周方向均布。

膜式水冷壁573包括长段膜式水冷壁5731和短段膜式水冷壁5732，长段膜式水冷壁5731布置的水冷壁管数量大于短段膜式水冷壁5732，以图16及图18为例，长段膜式水冷壁5731布置有6跟水冷壁管，以图17及图19为例，短段膜式水冷壁5732布置有4跟水冷壁管。长段膜式水冷壁5731为4扇，并以90°夹角均布，短段膜式水冷壁5732设置有多扇，均布在相邻的两扇长段膜式水冷壁5731之间，各水冷壁管以冷灰器中心分布。以图14及图15为例，长段膜式水冷壁5731为4扇，相邻的两扇长段膜式水冷壁5731之间布置有两扇短段膜式水冷壁5732。

上部冷却区52和下部冷却区54的长段膜式水冷壁5731及短段膜式水冷壁5732数量一致，且位于上部冷却区52的膜式水冷壁和位于下部冷却区54的膜式水冷壁呈10°-40°的夹角排布。以图20为例，夹角优选为15°。

本申请所述的一种气化滤饼焚烧处置方法工作流程如下：气化滤饼A从多膛炉进料口11送入到多膛炉干燥器1，多膛炉中轴13带动多膛炉耙臂耙齿14旋转，气化滤饼A被不断翻动并逐层下落。多膛炉干燥器加热用烟气P1通过加热烟气接口16通入多膛炉干燥器1作为加热干燥热源，通过调节多膛炉耙臂耙齿14旋转速率进而调节气化滤饼A的干燥时间，确保其干燥充分。

干燥完成后，烟气从多膛炉烟气出口12排出，分为多膛炉出口外排烟气K1和多膛炉出口输送灰渣用烟气K2。干燥完成后的气化滤饼A除水后变为干化滤饼B，其残留物主要含有碳及其金属单质和/或化合物，干化滤饼B从多膛炉出灰口15离开多膛炉干燥器1，后进入第一返料器立管211中，在第一返料器21的输送下通过第一返料器返料管212进入灰渣输送装置22。进入到灰渣输送装置22的干化滤饼B在多膛炉出口输送灰渣用烟气K2的气力输送作用下进入重力分选器23，在重力沉降作用下，干化滤饼B粗略分选为贫碳渣C和富碳渣D并分布落入贫碳灰斗234及富碳灰斗235暂存，富碳渣D含碳量远高于贫碳渣C。进一步地，经过重力分选器23分选后的烟气变为输送剩余烟气E。

富碳灰斗235中的富碳渣D经灰渣输送装置22输送进入旋风焚烧炉4。富碳渣D及输送剩余烟气E分别经富碳渣输送通道4131和输送剩余烟气通道4132，并在旋流片4133的旋流调整后进入旋风炉输送段411。在旋流片4133的作用下，富碳渣D及输送剩余烟气E在旋风炉输送段411内部形成螺旋向下的运动轨迹。螺旋向下的富碳渣D及输送剩余烟气E和由焚烧室空气进口414通入的空气R接触燃烧，富碳渣D含碳量高，焚烧温度高，碳与氧气反应生成二氧化碳，富碳渣D中的金属单质和/或化合物与氧气反应生成金属氧化物，且其中的三氧化钼和五氧化二钒变为液态。燃烧生成的液态渣Q，主要为液态的三氧化钼和五氧化二钒，从排渣口415进入到冷渣器43中，被工艺水X1直接接触式冷却变为含水湿渣F。

焚烧室41产生的烟气会携带部分液态渣，经过捕渣管417捕渣后进入冷却室42。在冷却室42通入空气R冷却来自焚烧室41的烟气，同时含水湿渣F也从冷却室湿渣进口425进入到冷却室42中。在空气R的冷却下，捕渣后的烟气中的少量液渣变为固体，在烟气的加热下，含水湿渣F除去水分变为高温干渣产品G1，后从冷却室排灰口421排出进入冷灰器5，冷灰器5采用锅炉给水X2作为冷却介质，换热后变为高温水Y2。经过冷却后高温干渣产品G1变为低温干渣产品G2。经过冷却后的烟气进入到捕灰管426中，进一步除去携带的固体颗粒，最后变为旋风炉出口烟气H从旋风炉烟气出口427离开旋风焚烧炉4。旋风炉出口烟气H经过余热锅炉9余热回收后变为低温烟气J外排，余热锅炉9也将锅炉给水X2加热变为蒸汽Y1。

贫碳灰斗234中的贫碳渣C经灰渣输送装置22送入流化床无焰燃烧炉3。燃料M，例如天然气、煤气或燃油，在高温风产生装置7中与过量空气R燃烧产生高温低氧烟气，后在均温器8的均温作用下变为温度均匀的高温低氧风P2。高温低氧风P2通过风室31及布风板32进入到流化床燃烧室33中。贫碳渣C和高温低氧风P2在流化床燃烧室33焚烧，贫碳渣C中的碳与氧气反应变成二氧化碳，贫碳渣C中金属单质和/或化合物与氧气反应生成金属氧化物，因流化床燃烧室33中温度相对较低，金属氧化物呈固态。

流化床焚烧炉出口烟气N携带大量金属氧化物从燃烧室烟气出口34进入到第一旋风分离器301，在离心作用下分离出大粒径产品T1，后经冷灰器5与锅炉给水X2换热，降温后的大粒径产品T2由第二返料器6输送，通过第二返料器返料管62进入到流化床无焰燃烧炉3的下部。第一旋风分离器301排气口出来的携带金属氧化物的烟气继续进入到第二旋风分离器302，在离心作用下高温干渣产品G1进入到冷灰器5中与锅炉给水X2换热，降温后的低温干渣产品G2主要成分为金属氧化物，即为最终产品。第二旋风分离器42排气口出来的流化床焚烧炉外排烟气V外排。

燃料M在高温风产生装置7中与空气R燃烧反应产生高温烟气，并在均温器8的均温作用下变为温度均匀的多膛炉干燥器加热用烟气P1。干燥器加热用烟气P1通过加热烟气接口16进入到多膛炉内部对气化滤饼进行加热干燥。

高温干渣产品G1自上而下通过冷灰器5的进料区51、上部冷却区52、中间区53、下部冷却区54及出料区55完成冷却过程最终变为低温干渣产品G2离开冷灰器5。进料区51、上部冷却区52、中间区53、下部冷却区54及出料区55壁面设置有水冷夹层56，锅炉给水X2从位于底部出料区55的第一进水口561进入到水冷夹层56中，吸热后变为高温水Y2从位于进料区51的第一出水口562离开冷灰器5。在上部冷却区52和下部冷却区54内布设有水冷壁换热器57，锅炉给水X2从第二进水口571进入到位于下部冷却区54的下集箱572的下部环形集箱5722内，进一步进入到下部线形集箱5721中，进一步通过膜式水冷壁573进入到位于下部冷却区54的上集箱574的上部线形集箱5741中，进一步进入到上部环形集箱5742中。进入到上部环形集箱5742的锅炉给水X2通过位于中间区53的多跟连通管575进入到位于上部冷却区52的下集箱572的下部环形集箱5722内。锅炉给水X2在上部冷却区52的路径与下部冷却区54类似，不再累述。最终，吸热后的锅炉给水X2变为高温水Y2并从位于上部冷却区52的上部环形集箱5742的第二出水口576离开冷灰器5。

多膛炉干燥器1送出的干化滤饼B温度为150-350℃，多膛炉出口输送灰渣用烟气K2温度为150-350℃。燃料M为低热值燃料，多膛炉干燥器1加热用烟气P1温度为400-600℃。焚烧室41焚烧温度为850-1300℃。旋风炉出口烟气H温度为500-650℃。高温干渣产品G1温度为500-650℃，低温干渣产品G2温度为50-80℃。高温干渣产品G1自上而下通过冷灰器5，锅炉给水X2自下而上通过冷灰器5，两者为逆流换热。锅炉给水X2为温度为常温的除盐水。高温低氧风P2温度为400-600℃，含氧量为5-16%。流化床燃烧室33焚烧温度为500-650℃。降温后的大粒径产品T2温度为50-200℃。灰渣出料口226与流化床无焰燃烧炉3连接位置位于第二返料器返料管62与流化床无焰燃烧炉3连接位置的上端。流化床无焰燃烧炉3循环倍率为10-30倍。富碳渣D中含碳量≥70%，贫碳渣C含碳量≤30%。

本申请种气化滤饼焚烧处置的装置及方法的有益效果及其对应的原理：

第一：通过将多膛炉、分段燃烧耦合一起，实现气化滤饼的减量化、无害化和资源化。

气化滤饼具有含水量高，焚烧产物金属氧化物熔点低的特点。多膛炉本身存在焙烧段温度难以控制的缺点，采用多膛炉焚烧气化滤饼会出现温度超标，金属氧化物液化进一步导致炉料的板结，影响焙烧效果和系统稳定运行。旋风炉具有容积热负荷高、焚烧温度高的特点，采用旋风炉直接焚烧气化滤饼会出现原料难以输送进入炉膛、烟气夹带液渣的问题。流化床具有焚烧温度均匀的优点，但流化床无法处理含水量太高的浆状物料，同时为了保证焚烧效率，流化床焚烧温度都偏高。采用流化床直接焚烧气化滤饼会出现床料粘结、原料难以输送进入炉膛、碳燃尽率不高的问题。

本申请通过多膛炉干燥器除去气化滤饼含有的水分，150-350℃的干化滤饼经重力分选器分选后变为含碳量高、热值高的富碳渣和含碳量低、热值低的贫碳渣。本申请采用液态排渣旋风炉来焚烧富碳渣，焚烧温度为850-1300℃，超过三氧化钼及五氧化二钒的熔点，高温条件足以保证碳焚烧率，液态排渣也无需担心熔渣堵塞的问题。贫碳渣送入流化床无焰焚烧炉焚烧，焚烧温度为500-650℃，低于三氧化钼及五氧化二钒的熔点。本申请通过无焰燃烧组合床外冷却的方式来彻底解决流化床超温及碳燃尽率不高的问题。对于流化床无焰燃烧炉而言，进入到燃烧室的物料为温度为150-350℃的贫碳渣、温度为50-200℃的大粒径产品，温度为400-600℃、含氧量为5-16%的高温低氧风（用做流化介质及助燃风）。高温低氧风和较高温度的贫碳渣为燃烧室的无焰燃烧提供条件。无焰燃烧具有温度均匀和燃烧效率高的特点。流化床和无焰燃烧的组合方式能够解决干化滤饼焚烧温度不均和碳燃尽率不高的问题。综上所述，本申请将多膛炉、分段燃烧耦合一起，具有系统运行稳定，碳燃尽率高的优点。

第二：通过特殊的冷灰器结构设计，保证干渣产品冷却到需求的温度。

气固传热通常存在效率低下的问题。本申请通过水冷夹层+水冷壁换热器组合结构来满足冷却需求。首先水冷夹层和水冷壁换热器中水和灰是逆流换热，温压大。其次，水冷壁换热器设计为双冷却区间，在单个冷却区间内按圆周方向均匀布设有特殊设计的长段膜式水冷壁和短段膜式水冷壁，具有上文所述结构特征的膜式水冷壁既能保证灰和水冷壁管的充分接触，又兼顾了灰的流动空间，进一步地，上下两层冷却区间内的膜式水冷壁按一定夹角布设，保证了位于上层冷却区两扇水冷壁中间的高温灰能在下层冷却区间内被充分冷却，从而保证离开冷灰器的灰温度的均匀性。

对于流化床无燃焚烧炉而言，本申请流化床无焰燃烧炉可采用水冷壁炉膛也可采用绝热炉膛，但炉内燃烧释放的热量主要依靠冷灰器吸收。若仅采用水冷壁炉膛吸收燃烧释放的热量，容易出现炉壁区域温度偏低，炉中心区域温度偏高的问题。本申请炉内燃烧释放的热量主要依靠冷灰器吸收，通过外置式换热器，保证进入炉内大粒径产品温度降低到合适的温度水平，同时通过较高循环倍率及较低的进炉物料热值保证冷灰器带走的总热量足够保证炉内温度低于690℃。

进一步的，灰渣输送装置与流化床无焰燃烧炉连接位置位于第二返料器返料管与流化床无焰燃烧炉连接位置的上端，高温低氧风首先与降温后的大粒径产品接触再与贫碳渣接触，即贫碳渣进去炉内直接接触的温度降低的高温低氧风和温度升高后的大粒径产品的混合物，其总质量远远高于贫碳渣的量，依靠该混合物巨大的蓄热能力和稀释能力，保证进入炉内的贫碳渣在焚烧时产生的热量及时被混合物吸走，防止超温。进一步地，由于贫碳渣热值，冷灰器带走的热量少，本申请所述的流化床无焰燃烧炉可采用较低的循环倍率，所需装置规模小。

第三，通过重力分选器将干化滤饼进行初步筛分，以满足不同的焚烧条件。

干化滤饼主要含有碳及其金属单质或化合物，碳的堆密度大约是800-1000kg/m³，金属单质或化合物的堆密度＞1500kg/m³。干化滤饼被气流携带运动到在重力分选器内部时，气体流速降低，在重力沉降作用下，密度大的金属单质或化合物优先沉降，密度小的碳被气流携带的路径更长，沉降更慢。如此，干化滤饼就被分成了含碳量高、热值高的富碳渣和含碳量低、热值低的贫碳渣。

旋风焚烧炉高于金属化合物熔点，温度高，要求进炉物料热值高，流化床焚烧低于金属化合物熔点，温度低，要求进炉物料热值低。如此，重力分选器的筛分作用使得焚烧工况更加满足工艺要求，对系统的稳定运行及控制也更加有益。

第四，通过灰渣输送装置，解决烟渣混合物高速均匀输送问题。

本申请通过灰渣输送装置，来实现烟渣混合物的输送。多膛炉出口输送灰渣用烟气在灰渣输送装置经过收缩段后速度提高，在喉管段产生负压，烟渣混合物在负压的抽吸作用下进入喉管段，与烟气充分混合，后烟渣混合物经扩散段及灰渣出料口进一步混合并将烟渣混合物速度调整到需要的数值。

第五，通过旋风炉输送段和旋风炉燃烧段合理的设置，保护进料通道的安全运行。

旋风焚烧炉内的气固混合物在炉内螺旋向下的气流对旋风炉内的稳定焚烧起着至关重要的作用。本申请通过位于旋风炉输送段的旋流片来提供进入旋风炉物料的合理的运动轨迹。进一步地，旋风焚烧炉温度高，对富碳输送通道及输送剩余烟气通道的热辐射作用强，极易烧坏物料通道。本申请在旋风焚烧炉的物料输送通道内不设置助燃空气通道，如此，物料进入旋风炉内部后第一时间不发生燃烧反应，旋风炉输送段温度低，不会烧坏输送物料通道。

第六，通过冷却室来解决携带液渣烟气能量利用问题和金属氧化物产品的收集问题。

从旋风炉焚烧室出来的烟气携带液渣，若是直接进入换热面，会出现液渣冷凝堵塞换热面的问题。从旋风炉焚烧室排渣口出来液渣进入冷渣器冷却后，含有大量水分，本项目最终产品是获得干燥低温的金属氧化物。因此本申请将含水湿渣及冷却空气引入到冷却室，使液渣冷却至熔点以下变为固体，同时干燥含水湿渣。不含液渣的烟气能量进一步被余热锅炉回收，高温干渣产品进一步被冷灰器冷却。

第七：通过系统装置间的深度耦合联动，实现能量和物质的最优利用。

本申请多膛炉干燥器所用加热介质为高温风产生装置产生的经过均温器调温后的烟气，充分利用烟气能量的同时，还提高了多膛炉干燥器的稳定性。烟气为惰性介质，含氧量少，这样使得多膛炉干燥器内干燥过程主要依靠的烟气的显热，避免氧气过量引入导致多膛炉干燥器碳和氧反应出现超温的问题。多膛炉干燥器出口烟气为惰性介质，一部分作为干化滤饼的输送介质，惰性介质输送可以防止干化滤饼中的碳与氧反应，利于系统稳定运行。冷灰器副产的高温水也用作供热等。余热锅炉副产的蒸汽可用作供热或发电。

实施例1

7.5t/h气化滤饼A（含碳18%，含水70%，其余为金属及其化合物）从多膛炉进料口11进入到多膛炉干燥器1中，多膛炉中轴13带动多膛炉耙臂耙齿14旋转不断翻动进入多膛炉干燥器1的气化滤饼A并使其逐层下落。多膛炉干燥器加热用烟气P1（温度550℃，体积29500m³/h）通过加热烟气接口16进入到多膛炉内部对气化滤饼A进行加热干燥。干燥完成后的多膛炉出口烟气（温度200℃，体积28300m³/h）从多膛炉烟气出口12离开多膛炉干燥器1。进一步地，干燥完成后的多膛炉出口烟气包括多膛炉出口外排烟气K1和多膛炉出口输送灰渣用烟气K2（温度200℃）。

干燥完成后的干化滤饼B（2.25t/h，温度200℃，主要含有碳及其金属单质或化合物）从多膛炉出灰口15离开多膛炉干燥器1。进一步地，干化滤饼B进入到第一返料器立管211中并在第一返料器21的输送作用下通过第一返料器返料管212进入到灰渣输送装置22中。进入到灰渣输送装置22的干化滤饼B在多膛炉出口输送灰渣用烟气K2（温度200℃，体积1125m³/h）的气力输送作用下进入重力分选器23，在重力沉降作用下，干化滤饼B分选为贫碳渣C（0.99t/h，含碳量27%）和富碳渣D（1.26t/h，含碳量86%），并分别进入到贫碳灰斗234及富碳灰斗235暂存。进一步地，经过重力分选器23分选后的烟气变为输送剩余烟气E（温度200℃，体积1125m³/h）。

富碳渣D从富碳灰斗235离开重力分选器23进入到灰渣输送装置22中。进入到灰渣输送装置22的富碳渣D在多膛炉出口输送灰渣用烟气K2（温度200℃，体积630m³/h）的气力输送作用下进入旋风焚烧炉4。富碳渣D及输送剩余烟气E分别进入焚烧室进料段413的富碳渣输送通道4131和输送剩余烟气通道4132，进一步在旋流片4133的旋流调整流向后进入旋风炉输送段411。在旋流片4133的作用下，富碳渣D及输送剩余烟气E在旋风炉输送段411内部形成螺旋向下的运动轨迹。

进一步地，富碳渣D和来自焚烧室空气进口414的空气R（温度25℃，体积24050m³/h）接触燃烧，焚烧温度为1225℃，富碳渣D中的碳与氧气反应变成二氧化碳，富碳渣D中的金属单质或化合物与氧气反应变成金属氧化物，且三氧化钼和五氧化二钒变为液态。液态渣Q（0.15t/h）从排渣口415进入到冷渣器43中，被工艺水X1冷却变为含水湿渣F（直接接触式冷却）。在焚烧室41产生的烟气会携带部分液态渣，在捕渣管417的补渣下含渣量下降，进一步进入到冷却室42中。在冷却室42通入空气R（温度25℃，体积17180m³/h）冷却来自焚烧室41的烟气，进一步地，含水湿渣F（0.15t/h的金属氧化物和0.15t/h的水）也从冷却室湿渣进口425进入到冷却室42中。在空气R的冷却下，来自焚烧室41的烟气中的少量液渣变为固体，在烟气的加热作用下，含水湿渣F除去水分最终变为高温干渣产品G1（0.18t/h，温度640℃）从冷却室排灰口421排出进入冷灰器5，冷灰器5采用锅炉给水X2（25℃，2.4MPa，0.21t/h）作为冷却介质，并产生高温水Y2（106℃，2.4MPa，0.21t/h）。经过冷却后高温干渣产品G1变为低温干渣产品G2（0.18t/h，温度50℃）。经过冷却后的烟气进入到捕灰管426中，进一步除去携带的固体颗粒，最后变为旋风炉出口烟气H（温度640℃，体积136000m³/h）从旋风炉烟气出口427离开旋风焚烧炉4。旋风炉出口烟气H经过余热锅炉9余热回收后变为低温烟气J（温度160℃，体积64400m³/h）外排，进一步地，余热锅炉9还将锅炉给水X2（25℃，2.4MPa，11t/h）加热变为蒸汽Y1（210℃，1.3MPa，11t/h）。

贫碳渣C（0.99t/h，含碳量27%）从贫碳灰斗234离开重力分选器23进入到灰渣输送装置22中。进入到灰渣输送装置22的贫碳渣C在多膛炉出口输送灰渣用烟气K2（温度200℃，体积500m³/h）的气力输送作用下通过灰渣出料口226进入流化床无焰燃烧炉3。

燃料M（天然气，50Kg/h）在高温风产生装置7中与过量空气R（3780m³/h）燃烧反应产生高温低氧烟气，并在均温器8的均温作用下变为温度均匀的高温低氧风P2(550℃，10600m³/h，含氧16%)。高温低氧风P2通过风室31及布风板32进入到流化床燃烧室33中。贫碳渣C和高温低氧风P2在流化床燃烧室33焚烧，贫碳渣C中的碳与氧气反应变成二氧化碳，贫碳渣C中金属单质和/或化合物与氧气反应生成金属氧化物。流化床焚烧炉出口烟气N携带金属氧化物（600℃，15t/h）从燃烧室烟气出口34进入到第一旋风分离器301中，在离心作用下大粒径产品T1（600℃，14.3t/h）进入到第二返料器立管61中，进一步进入到冷灰器5中，冷灰器5采用锅炉给水X2（25℃，2.4MPa，15t/h）作为冷却介质，并产生高温水Y2（106℃，2.4MPa，15t/h）。降温后的大粒径产品T2（100℃，14.3t/h）在第二返料器6的输送作用下通过第二返料器返料管62进入到流化床无焰燃烧炉3中。第一旋风分离器301排气口出来的携带金属氧化物的烟气进入到第二旋风分离器302中，在离心作用下高温干渣产品G1（600℃，0.72t/h）进入到冷灰器5中，冷灰器5采用锅炉给水X2（25℃，2.4MPa，0.8t/h）作为冷却介质，并产生高温水Y2（106℃，2.4MPa，0.8t/h）。降温后的低温干渣产品G2（50℃，0.72t/h）主要成分为金属氧化物作为最终产品。第二旋风分离器42排气口出来的流化床焚烧炉外排烟气V外排。

燃料M（0.28t/h，低热值煤气）在高温风产生装置7中与空气R（温度25℃，体积10300m³/h）燃烧反应产生高温烟气，并在均温器8的均温作用下变为温度均匀的多膛炉干燥器加热用烟气P1（温度550℃，体积29500m³/h）。干燥器加热用烟气P1通过加热烟气接口16进入到多膛炉内部对气化滤饼进行加热干燥。

对于与第一旋风分离器301排灰管相连的冷灰器5而言，锅炉给水X2（25℃，2.4MPa，1.5t/h）从位于底部出料区55的第一进水口561进入到水冷夹层56中，吸热后变为高温水Y2（106℃，2.4MPa，1.5t/h）从位于进料区51的第一出水口562离开冷灰器。锅炉给水X2（25℃，2.4MPa，13.5t/h）还从第二进水口571进入，依次流经下部冷却区54的下部环形集箱5722、下部线形集箱5721，进一步通过膜式水冷壁573进入到下部冷却区54的上集箱574，后通过连通管575进入到上部冷却区52的下集箱572内。锅炉给水X2在上部冷却区52的路径与下部冷却区54类似，不再累述。最终，吸热后的锅炉给水X2变为高温水Y2（106℃，2.4MPa，13.5t/h）并由上部冷却区52的上部环形集箱5742离开第一冷灰器5。其余冷灰器5内工质流程与此类似，不再累述。

综上所说，采用本申请所述的油渣气化滤饼处置并分离金属氧化物的系统及方法，将7.5t/h的气化滤饼进行减量化、无害化和资源化处理，最终收集得到0.9 t/h的金属氧化物。

实施例2

13t/h气化滤饼A（含碳12%，含水75%，其余为金属及其化合物）从多膛炉进料口11进入到多膛炉干燥器1中，多膛炉中轴13带动多膛炉耙臂耙齿14旋转不断翻动进入多膛炉干燥器1的气化滤饼A并使其逐层下落。多膛炉干燥器加热用烟气P1（温度530℃，体积66700m³/h）通过加热烟气接口16进入到多膛炉内部对气化滤饼A进行加热干燥。干燥完成后的多膛炉出口烟气（温度250℃，体积67030m³/h）从多膛炉烟气出口12离开多膛炉干燥器1。进一步地，干燥完成后的多膛炉出口烟气包括多膛炉出口外排烟气K1和多膛炉出口输送灰渣用烟气K2（温度250℃）。

干燥完成后的干化滤饼B（3.25t/h，温度250℃，主要含有碳及其金属单质或化合物）从多膛炉出灰口15离开多膛炉干燥器1。进一步地，干化滤饼B进入到第一返料器立管211中并在第一返料器21的输送作用下通过第一返料器返料管212进入到灰渣输送装置22中。进入到灰渣输送装置22的干化滤饼B在多膛炉出口输送灰渣用烟气K2（温度250℃，体积1625m³/h）的气力输送作用下进入重力分选器23，在重力沉降作用下，干化滤饼B分选为贫碳渣C（1.68t/h，含碳量9.5%）和富碳渣D（1.57t/h，含碳量90%），并分别进入到贫碳灰斗234及富碳灰斗235暂存。进一步地，经过重力分选器23分选后的烟气变为输送剩余烟气E（温度250℃，体积1625m³/h）。

富碳渣D从富碳灰斗235离开重力分选器23进入到灰渣输送装置22中。进入到灰渣输送装置22的富碳渣D在多膛炉出口输送灰渣用烟气K2（温度250℃，体积780m³/h）的气力输送作用下进入旋风焚烧炉4。富碳渣D及输送剩余烟气E分别进入焚烧室进料段413的富碳渣输送通道4131和输送剩余烟气通道4132，进一步在旋流片4133的旋流调整流向后进入旋风炉输送段411。在旋流片4133的作用下，富碳渣D及输送剩余烟气E在旋风炉输送段411内部形成螺旋向下的运动轨迹。

进一步地，富碳渣D和来自焚烧室空气进口414的空气R（温度25℃，体积34700m³/h）接触燃烧，焚烧温度为1100℃，富碳渣D中的碳与氧气反应变成二氧化碳，富碳渣D中的金属单质或化合物与氧气反应变成金属氧化物，且三氧化钼和五氧化二钒变为液态。液态渣Q（0.15t/h）从排渣口415进入到冷渣器43中，被工艺水X1冷却变为含水湿渣F（直接接触式冷却）。在焚烧室41产生的烟气会携带部分液态渣，在捕渣管417的补渣下含渣量下降，进一步进入到冷却室42中。在冷却室42通入空气R（温度25℃，体积26990m³/h）冷却来自焚烧室41的烟气，进一步地，含水湿渣F（0.15t/h的金属氧化物和0.15t/h的水）也从冷却室湿渣进口425进入到冷却室42中。在空气R的冷却下，来自焚烧室41的烟气中的少量液渣变为固体，在烟气的加热作用下，含水湿渣F除去水分最终变为高温干渣产品G1（0.17t/h，温度550℃）从冷却室排灰口421排出进入冷灰器5，冷灰器5采用锅炉给水X2（25℃，2.4MPa，0.2t/h）作为冷却介质，并产生高温水Y2（106℃，2.4MPa，0.2t/h）。经过冷却后高温干渣产品G1变为低温干渣产品G2（0.17t/h，温度60℃）。经过冷却后的烟气进入到捕灰管426中，进一步除去携带的固体颗粒，最后变为旋风炉出口烟气H（温度550℃，体积186000m³/h）从旋风炉烟气出口427离开旋风焚烧炉4。旋风炉出口烟气H经过余热锅炉9余热回收后变为低温烟气J（温度160℃，体积98090m³/h）外排，进一步地，余热锅炉9还将锅炉给水X2（25℃，2.4MPa，13.5t/h）加热变为蒸汽Y1（210℃，1.3MPa，13.5t/h）。

贫碳渣C（1.68t/h，含碳量9.5%）从贫碳灰斗234离开重力分选器23进入到灰渣输送装置22中。进入到灰渣输送装置22的贫碳渣C在多膛炉出口输送灰渣用烟气K2（温度250℃，体积840m³/h）的气力输送作用下通过灰渣出料口226进入流化床无焰燃烧炉3。

燃料M（低热值煤气，0.6t/h）在高温风产生装置7中与过量空气R（2460m³/h）燃烧反应产生高温低氧烟气，并在均温器8的均温作用下变为温度均匀的高温低氧风P2(560℃，8160m³/h，含氧12%)。高温低氧风P2通过风室31及布风板32进入到流化床燃烧室33中。贫碳渣C和高温低氧风P2在流化床燃烧室33焚烧，贫碳渣C中的碳与氧气反应变成二氧化碳，贫碳渣C中金属单质和/或化合物与氧气反应生成金属氧化物。流化床焚烧炉出口烟气N携带金属氧化物（550℃，33t/h）从燃烧室烟气出口34进入到第一旋风分离器301中，在离心作用下大粒径产品T1（550℃，31.5t/h）进入到第二返料器立管61中，进一步进入到冷灰器5中，冷灰器5采用锅炉给水X2（25℃，2.4MPa，35t/h）作为冷却介质，并产生高温水Y2（106℃，2.4MPa，35t/h）。降温后的大粒径产品T2（100℃，31.5t/h）在第二返料器6的输送作用下通过第二返料器返料管62进入到流化床无焰燃烧炉3中。第一旋风分离器301排气口出来的携带金属氧化物的烟气进入到第二旋风分离器302中，在离心作用下高温干渣产品G1（550℃，1.52t/h）进入到冷灰器5中，冷灰器5采用锅炉给水X2（25℃，2.4MPa，1.6t/h）作为冷却介质，并产生高温水Y2（106℃，2.4MPa，1.6t/h）。降温后的低温干渣产品G2（60℃，1.52t/h）主要成分为金属氧化物作为最终产品。第二旋风分离器42排气口出来的流化床焚烧炉外排烟气V外排。

燃料M（0.62t/h，低热值煤气）在高温风产生装置7中与空气R（温度25℃，体积24050m³/h）燃烧反应产生高温烟气，并在均温器8的均温作用下变为温度均匀的多膛炉干燥器加热用烟气P1（温度550℃，体积66700m³/h）。干燥器加热用烟气P1通过加热烟气接口16进入到多膛炉内部对气化滤饼进行加热干燥。

对于与第一旋风分离器301排灰管相连的冷灰器5而言，锅炉给水X2（25℃，2.4MPa，3t/h）从位于底部出料区55的第一进水口561进入到水冷夹层56中，吸热后变为高温水Y2（106℃，2.4MPa，3t/h）从位于进料区51的第一出水口562离开冷灰器。锅炉给水X2（25℃，2.4MPa，32t/h）还从第二进水口571进入，依次流经下部冷却区54的下部环形集箱5722、下部线形集箱5721，进一步通过膜式水冷壁573进入到下部冷却区54的上集箱574，后通过连通管575进入到上部冷却区52的下集箱572内。锅炉给水X2在上部冷却区52的路径与下部冷却区54类似，不再累述。最终，吸热后的锅炉给水X2变为高温水Y2（106℃，2.4MPa，32t/h）并由上部冷却区52的上部环形集箱5742离开第一冷灰器5。其余冷灰器5内工质流程与此类似，不再累述。

综上所说，采用本申请所述的油渣气化滤饼处置并分离金属氧化物的系统及方法，将13t/h的气化滤饼进行减量化、无害化和资源化处理，最终收集得到1.69 t/h的金属氧化物。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制。在不脱离本申请精神和范围的前提下，本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请范围内。

Claims (10)

1.焚烧处置油渣气化滤饼的装置，包括依次连接的干燥单元（100）和输送分选单元（200），输送分选单元（200）再分别和贫碳焚烧单元（300）及富碳焚烧单元（400）相连接，其特征在于：所述输送分选单元（200）包括依次连接的第一返料器（21）、灰渣输送装置（22）和重力分选器（23）；所述灰渣输送装置（22）由左向右包括气体入口（222）、收缩段（223）、喉管段（224）、扩散段（225）和灰渣出料口（226），所述喉管段（224）侧壁开设有灰渣进料口（221），其与第一返料器（21）相连接；所述重力分选器（23）由左向右包括分选器进料口（231）、横向设置的分选器分离段（232）和分选器出气口（233），在分选器分离段（232）底部且近分选器进料口（231）的位置设置有贫碳灰斗（234），在分选器分离段（232）底部且近分选器出气口（233）的位置设置有富碳灰斗（235）；所述富碳焚烧单元（400）包括旋风焚烧炉（4），旋风焚烧炉（4）由连接段（416）连接的焚烧室（41）和冷却室（42），所述富碳灰斗（235）和焚烧室（41）间还设有灰渣输送装置（22），所述焚烧室（41）自上而下包括焚烧室进料段（413）、旋风炉输送段（411）、旋风炉燃烧段（412），焚烧室进料段（413）包括同轴设置的富碳渣输送通道（4131）和输送剩余烟气通道（4132）；所述贫碳焚烧单元（300）包括流化床无焰燃烧炉（3），所述贫碳灰斗（234）和流化床无焰燃烧炉（3）间也设有灰渣输送装置（22）。

2.根据权利要求1所述的焚烧处置油渣气化滤饼的装置，其特征在于：所述焚烧室（41）和冷却室（42）的室底均由边缘至中央下凸，所述连接段（416）分别与焚烧室（41）和冷却室（42）侧壁的下部连通，连接段（416）中设有捕渣管（417）。

3.根据权利要求1所述的焚烧处置油渣气化滤饼的装置，其特征在于：所述富碳渣输送通道（4131）和输送剩余烟气通道（4132）的下端设有旋流片（4133），在焚烧室（41）侧壁上部位置还开设有焚烧室空气进口（414），焚烧室空气进口（414）上部空间为旋风炉输送段（411），下部空间为旋风炉燃烧段（412）。

4.根据权利要求1所述的焚烧处置油渣气化滤饼的装置，其特征在于：所述冷却室（42）包括冷却室筒体（422）、捕灰管（426）、旋风炉烟气出口（427），旋风炉烟气出口（427）位于冷却室（42）顶部，冷却室筒体（422）上部且近旋风炉烟气出口（427）底端设捕灰管（426），冷却室筒体（422）主体为方形结构且在与连接段（416）相对的侧壁的下部设置有折焰角（424），所述折焰角（424）的转角上方设有冷却室空气进口（423），在冷却室筒体（422）上部且位于捕灰管（426）下方的位置设有冷却室湿渣进口（425）。

5.根据权利要求1所述的焚烧处置油渣气化滤饼的装置，其特征在于：所述焚烧室（41）和冷却室（42）室底与水平面存在2°-10°的倾角，所述焚烧室（41）和冷却室（42）室底的中心低点分别开设有排渣口（415）和冷却室排灰口（421），排渣口（415）与冷渣器（43）相连，冷却室排灰口（421）与冷灰器（5）相连接。

6.根据权利要求1所述的焚烧处置油渣气化滤饼的装置，其特征在于：所述流化床无焰燃烧炉（3）连接有两级旋风分离器，旋风分离器的排灰口连接有冷灰器，所述流化床无焰燃烧炉（3）由下至上包括风室（31）、布风板（32）、流化床燃烧室（33）和燃烧室烟气出口（34），所述燃烧室烟气出口（34）与第一旋风分离器（301）相连，第一旋风分离器（301）排气口与第二旋风分离器（302）相连，第一旋风分离器（301）排灰口依次与冷灰器（5）、第二返料器（6）相连，第二返料器（6）的第二返料器返料管（62）与流化床燃烧室（33）侧壁的下部相连接，所述贫碳灰斗（234）和流化床无焰燃烧炉（3）间设有灰渣输送装置（22）的灰渣出料口（226）与流化床燃烧室（33）侧壁的下部也相连通，灰渣出料口（226）与流化床燃烧室（33）的连接位置高于第二返料器返料管（62）与流化床燃烧室（33）的连接位置，高温风产生装置（7）与均温器（8）相连，均温器（8）与流化床无焰燃烧炉（3）的风室（31）相连。

7.根据权利要求5所述的焚烧处置油渣气化滤饼的装置，其特征在于：所述冷灰器（5）为圆筒形且两端渐缩，自上而下包括进料区（51）、上部冷却区（52）、中间区（53）、下部冷却区（54）及出料区（55），所述冷灰器的壁面设有水冷夹层，上部冷却区（52）和下部冷却区（54）内部空间分别布设有水冷壁换热器（57），中间区（53）内部中空且其外壳外侧设有连接上、下水冷壁换热器（57）的连通管（575）；所述水冷壁换热器（57）包括竖向设置的膜式水冷壁（573），上、下水冷壁换热器的膜式水冷壁（573）竖向投影不重叠；或所述干燥单元包括圆筒形的多膛炉干燥器、高温风产生装置和均温器，多膛炉干燥器顶部开设多膛炉进料口和多膛炉烟气出口，其底部开设多膛炉出灰口，其轴心设多膛炉中轴，多膛炉耙臂耙齿以自支撑方式连接于多膛炉中轴，多膛炉耙臂耙齿设置为3-6层，在多膛炉干燥器圆筒侧壁开设有加热烟气接口，所述加热烟气接口依次与均温器、高温风产生装置相连接，高温风产生装置为烟道燃烧器，均温器内部装有蜂窝式陶瓷蓄热体。

8.根据权利要求7所述的焚烧处置油渣气化滤饼的装置，其特征在于：所述水冷壁换热器（57）包括自下而上依次相连的下集箱（572）、膜式水冷壁（573）、上集箱（574）；上、下水冷壁换热器的膜式水冷壁（573）竖向存在10°-40°的夹角；或膜式水冷壁包括长段膜式水冷壁和短段膜式水冷壁，长段膜式水冷壁布置的水冷壁管数量大于短段膜式水冷壁，短段膜式水冷壁均布在相邻的两扇长段膜式水冷壁之间，各水冷壁管以冷灰器中心分布。

9.焚烧处置油渣气化滤饼的方法，其特征在于：油渣气化滤饼经干燥处理为150℃-350℃的干化滤饼，同时产生150℃-350℃的烟气，干化滤饼在所述烟气的输送下并进行重力分选为富碳渣和贫碳渣；富碳渣经所述烟气的输送下由旋风焚烧炉焚烧室的顶部进入，富碳渣和输送烟气螺旋向下并与通入的空气混合燃烧，燃烧生成的液态渣从焚烧室底部排出，通过直接接触式冷却变为含水湿渣，焚烧室产生的烟气经过捕渣后进入冷却室，在冷却室先后与通入的空气和所述含水湿渣换热，烟气换热后落下的高温灰渣从冷却室底部排出，进行换热冷却后变为低温干渣产品G2；贫碳渣同样经所述烟气的输送下进入流化床无焰燃烧炉，贫碳渣和高温低氧风在流化床无焰燃烧炉焚烧，焚烧烟气依次进入两级旋风分离器，在第一级旋风分离器作用下分离出大粒径产品T1，后经换热降温后回送流化床无焰燃烧炉的下部并与贫碳渣混合。

10.根据权利要求9所述的焚烧处置油渣气化滤饼的方法，其特征在于：所述富碳渣的燃烧温度控制为850-1300℃，经过捕渣的烟气进入冷却室的折焰角转向，后依次被通入的空气、含水湿渣冷却，烟气换热后落下的高温灰渣温度为500-650℃，后进入冷灰器换热冷却为50-80℃的低温干渣产品。