一种用于废催化剂无害化处理回收利用的余热蒸汽锅炉的制作方法

本发明涉及废催化剂无害化处理，尤其涉及一种用于废催化剂无害化处理回收利用的余热蒸汽锅炉。

背景技术：

1、废催化剂种类很多，本发明处理的废催化剂主要来源于石化冶炼中失效的流化催化裂化（fcc）催化剂、催化加氢催化剂（包括加氢精制催化剂和加氢裂化催化剂）、催化重整催化剂等。随着我国炼油催化剂销量的逐年递增，废炼油催化剂的产生量也逐年增加。如果不对废炼油催化剂加以科学管理，其中的有毒有害成分会污染环境并危害人体健康，并且其中的一些贵重金属资源也会流失。因此，对废炼油催化剂进行有效的处理和利用已成为一个十分重要的课题。

2、对石化冶炼中失效的废催化剂无害化处理工艺流程为：焙烧－湿法球磨－、压滤（固液分离）－离子交换－除杂－结晶－烘干后得到仲钨酸铵产品，焙烧是无害化处理的第一关键工序。现有焙烧工序是采用回转窑烧煤对废催化剂进行焙烧，存在原料燃烧不充分的现象，且需要消耗大量的煤和电，且焙烧产生的热量不能回收利用，生产成本高。

3、流化床锅炉采用循环流化床燃烧技术，利用高速气流与所携带的稠密悬浮煤颗粒充分接触，使原料燃烧充分。流化床锅炉的燃烧原料一般为煤或煤与其他碳载体的混合物料。目前还没有专用于直接采用废催化剂为燃烧原料的流化床锅炉。由于废催化剂与烧碱的混合物料燃烧后的物料有粘性，用现有流化床锅炉容易堵塞集料筒、返料器和省煤器，严重影响循环流化燃烧效果。

技术实现思路

1、为解决上述现有焙烧工序是采用回转窑烧煤对废催化剂进行焙烧，存在原料燃烧不充分的现象，且需要消耗大量的煤和电，且焙烧产生的热量不能回收利用，生产成本高，用现有流化床锅炉容易堵塞集料筒、返料器和省煤器的问题，本发明提供了一种用于废催化剂无害化处理回收利用的余热蒸汽锅炉，直接以废催化剂与烧碱的混合物料为燃烧原料，原料在锅炉中，被锅炉底部的二次鼓风机吹起，在悬浮流化炉膛内强烈扰动，形成悬浮流化焙烧，使焙烧更加充分，废催化剂与烧碱的混合物料在焙烧时会反应生成钨酸钠，钼酸钠，钒酸钠等有价金属化合物，从而进行回收利用；且锅炉可以吸收焙烧产生的热量，产生水蒸汽，供其他生产工序使用，节能减排。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种用于废催化剂无害化处理回收利用的余热蒸汽锅炉，包括炉体，其特征在于：所述炉体包括从左往右依次连接的焙烧炉、气固分离返料器、余热蒸发室和省煤器；

4、所述焙烧炉包括从下往上依次连接的风室、燃烧室、悬浮流化炉膛，所述风室下侧壁上设有一次进风口，所述一次进风口与一次鼓风机相联，所述风室与燃烧室之间设有风帽式布风板，所述风帽式布风板中间设有第一出料管，所述燃烧室左外侧壁上设有两个平行设置的进料口，所述进料口端连接绞龙螺旋输送机，用于将原料输入燃烧室内，所述燃烧室中部外侧壁上设有倾斜向上的二次进风口，所述二次进风口与二次鼓风机相联，用于将燃烧室内的原料向上吹入悬浮流化炉膛内，使原料在悬浮流化炉膛内强烈扰动，形成悬浮流化焙烧，从而达到完全培烧，所述燃烧室中上部四周外侧壁上均设有下联箱，所述下联箱与省煤器连通，所述悬浮流化炉膛上方四周均设有上联箱，所述悬浮流化炉膛的四周内侧壁上均布设有若干冷水壁管，所述冷水壁管一端与对应侧下联箱连通，另一端与对应侧上联箱连通，所述上联箱均与余热蒸发室的上锅筒连通，所述冷水壁管内通入由省煤器预热过的热水，热水吸收悬浮流化炉膛内的高温辐射热，形成饱和水蒸汽进入上锅筒内，冷水壁管隔开悬浮流化炉膛的内腔与炉膛侧壁，从而保护炉膛侧壁；

5、所述悬浮流化炉膛右侧与气固分离返料器连接的侧壁上端设有第一烟气出口，使悬浮流化炉膛内的高温烟气进入气固分离返料器，所述气固分离返料器包括从上往下依次连接的气固分离器、集料筒和返料管，所述气固分离器上端设有第二烟气出口，进入气固分离返料器中的高温烟气经气固分离后掉落的绝大部分高温的固体颗粒被集料筒捕集，分离后的烟气从第二烟气出口上升进入余热蒸发室，所述集料筒靠燃烧室的一侧设有返料管与燃烧室连通，掉落至集料筒的原料固体颗粒从返料管返回到燃烧室重新参与燃烧，所述集料筒下端设有第二出料管，用于收集掉入集料筒底部的原料，收集的原料可返回燃烧室重新参与燃烧；

6、所述集料筒和返料管的外径比传统气固分离返料器的集料筒和返料管的外径均增大30～40%，所述集料筒外侧壁上设有第一吹气管，该第一吹气管设于返料管的相对侧，所述返料管外侧壁上设有第二吹气管，所述第一吹气管和第二吹气管均与罗次风机连接，用于吹动返料管入口及内部的原料，防止集料筒和返料管堵塞；

7、从气固分离返料器上端出来的高温烟气经过与余热蒸发室热交换后，从余热蒸发室右侧上端进入省煤器上方，再下行与省煤器进行热交换后，从省煤器下端炉体右侧壁排出，先后经过旋风除尘器除尘，多管除尘器除尘，最后进入脱硫塔脱硫处理，达至排放标准后向外排放；

8、余热蒸发室吸收高温烟气的热量，产生水蒸汽，进入余热蒸发室的上锅筒内，所述上锅筒外侧壁右上侧设有蒸汽出口，所述蒸汽出口与外部蒸汽管道连通，所述外部蒸汽管道与生产车间连通，产生的水蒸汽可用于生产。

9、作为本技术的进一步改进，所述余热蒸发室还包括下锅筒，所述上锅筒和下锅筒分别设于余热蒸发室上侧和下侧，所述上锅筒、下锅筒平行且上下位置对应设置，上锅筒、下锅筒之间设有若干对流管束。

10、作为本技术的进一步改进，所述余热蒸发室内设有隔板和导流板，隔板将余热蒸发室分隔成辐射区和对流区，从气固分离返料器上端出来的烟气首先进入辐射区上端，再从辐射区下端进入对流区，所述导流板设有两件，一件设于隔板下端，一件设于余热蒸发室右侧壁上端，且顺着烟气流动方向倾斜设置，烟气从对流区下端顺着导流板向上呈“s”形向上流动，最后从右侧壁上端进入省煤器上方。

11、作为本技术的进一步改进，所述炉体外侧壁上与辐射区和对流区对应位置设有多个检修门，用于检修余热蒸发室和清理粘附于侧壁和管壁上的焙烧原料；所述辐射区下端设有第三出料管，所述对流区下端设有第四出料管，第三出料管和第四出料管均用于收集由焙烧烟气中夹带的焙烧原料，收集的焙烧原料可返回燃烧室重新参与燃烧。

12、作为本技术的进一步改进，所述省煤器包括若干蛇形管，用于吸收烟气中最后的余热，所述省煤器进水口与自来水管连通，省煤器出水口与下联箱连通，使进入余热蒸汽锅炉的水先得到预热；所述省煤器设有两件，且省煤器的蛇形管数量比传统省煤器蛇形管数量减小50%，扩大蛇形管间的间隙，用于增加烟气在省煤器内部的通道面积，防止通道堵塞。

13、作为本技术的进一步改进，所述炉体外侧壁上与省煤器中部对应位置设有检修门，用于检修省煤器；所述省煤器下端设有第五出料管，用于收集由焙烧烟气中夹带的焙烧原料。

14、作为本技术的进一步改进，所述风帽式布风板上端面设为圆锥面，方便收集燃烧完全的培烧料进入第一出料管出料。

15、作为本技术的进一步改进，所述上锅筒、下锅筒外侧壁上均设有多根排污水管与下联箱连通，所述下联箱下侧壁上设有多根排污分水管与外部排污管道连通。

16、作为本技术的进一步改进，所述燃烧室下端外侧壁上设有炉门，用于点火和检修。

17、作为本技术的进一步改进，所述集料筒外侧壁上还设有清理口，用于手动清理堵塞的原料，防止集料筒和返料管堵塞。

18、相对于现有技术，本发明的有益效果为：

19、1、本发明直接以废催化剂与烧碱的混合物料为燃烧原料，原料在燃烧室中，被燃烧室中部连接的二次鼓风机吹起，在悬浮流化炉膛内强烈扰动，形成悬浮流化焙烧，使焙烧更加充分，废催化剂与烧碱的混合物料在焙烧时会反应生成钨酸钠，钼酸钠，钒酸钠等有价金属化合物，从而进行回收利用；

20、2、本发明水冷壁管从底部下连箱通入由省煤器预热过的热水，热水吸收悬浮流化炉膛内火焰的高温辐射热量，向上运动后变为饱和水蒸汽进入上锅筒，对流管束从底部下锅筒通入由省煤器预热过的热水，热水吸收高温烟气的余热产生向上运动变为饱和水蒸汽进入上锅筒，并通过外部蒸发管道供给各生产车间使用，达到节能减排的目的；

21、3、本发明设有气固分离返料器，可以捕集从悬浮流化炉膛上方出来的烟气经气固分离后掉落的绝大部分高温的固体颗粒，返回燃烧室重新参与燃烧，使原料经历了由悬浮流化炉膛、气固分离返料器、燃烧室所组成的外循环，和悬浮流化炉膛内的内循环，反复循环地组织焙烧，使整个悬浮流化炉膛内高度的温度分布均匀，延长了原料在悬浮流化炉膛内的焙烧时间，使焙烧更充分；

22、4、本发明通过扩大集料筒、返料管内径，设置第一、二吹气管向集料筒和返料管吹气，可有效防止集料筒和返料管堵塞；

23、5、本发明余热蒸发室设有隔板和导流板，将余热蒸发室分隔成辐射区和对流区，并使高温烟气从辐射区上方进入，再从下方进入对流区，然后顺着导流板形成“s”形上升路径向上运动，从而延长了高温烟气与余热蒸发室内的对流管束的热交换时间，提高了蒸发效率，充分吸收高温烟气的余热，节约热能，同时使高温烟气所夹带的大颗粒原料与烟气分离，并通过第三出料管和第四出料管出料，返回燃烧室重新参与燃烧，提高废催化剂内有价金属回收率；

24、6、本发明设有省煤器，利用高温烟气的最后余热，将进入余热蒸汽锅炉的水先进行预热，提高蒸发效率，节省热能；本发明通过减少省煤器蛇形管数量，增加了蛇形管之间的间隙（即烟道），可有效防止省煤器烟道堵塞；

25、7、本发明设有排污水管和排污分水管将余热锅炉内水中产生的杂质和水垢排出，防止了上锅筒壁、下锅筒壁、各水管壁上沉积大量水垢，影响热交换效果，甚至引起锅炉爆炸的严重事故。