一种船舶表面油漆废渣的处理系统及方法

技术领域

本发明涉及油漆废渣处理领域，具体是一种船舶表面油漆废渣的处理系统及方法。

背景技术

修船表面油漆处理前，需要去除船体涂装表面附着的锈蚀、旧漆膜、灰尘、油污等各种异物，表面达到一定的清洁度，才能增加其与新油漆涂膜的附着力。船体表面工程除锈和除漆会产生铁锈、漆渣。对于含有油漆残渣的混合型粉尘，除了小粒径颗粒易被吸入体内诱发各种疾病外，其随意排放更会对环境造成巨大损害。因此，船舶表面修理除锈施工产生的油漆废渣，涂装施工产生的废油漆、除锈废渣，被《国家危险废物名录》定义为危险废物。

目前，对修船业产生的除锈漆渣等危废、固废的处理方法主要是运输到危废处置中心，采用填埋或焚烧法。但填埋法是对除锈漆渣进行简单的处理或固化后，再采取一定的隔离措施埋入地下，此方法容易造成对地下水的污染；另一种方法为焚烧法，需要首先对除锈漆渣进行脱水干化处理，以利于引燃和焚烧，如果除锈漆渣的含漆量低于燃烧值，还需添加辅助燃料。焚烧需要对烟气进行净化处理，设备复杂，运行与处理费用较高。

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种新型修船表面油漆废渣处理系统，提出对油漆废渣先进行固液流分离、脱水干燥、然后将固体残渣热解气化的处理工艺。通过将干燥预处理、干馏热解工艺相结合方式，达到油漆废渣危废变固废，实现油漆废渣无害化、减量化，且能就地处置的目的。

本发明利用油漆较高热值的特点，通过干燥脱水、干馏热解、高温氧化，高效实现油漆废渣危废变固废，达到危险废物减量化、无害化处理，使其中有机物的减量化达到95％以上，而未被完全分解的固体物质通过焚烧为无毒无害的灰渣，该热解后产生的灰渣，可直接回填土或加工成建筑用材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种船舶表面油漆废渣的处理系统及方法，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种船舶表面油漆废渣的处理系统，包括电控箱，干馏热解炉系统、循环水系统、热风系统和排风系统，

所述电控箱与系统电连接，

所述干馏热解炉系统包括热解炉本体、双螺旋输送辊，

首次加热热源为3～7bar饱和蒸汽或电加热，后续系统运行后，利用热空气，可降低系统加热所需的热源或电量消耗；

所述热解炉本体一端设置有进料斗，

所述热解炉本体另一端设置有出渣口，

所述循环水系统包括吸气口和循环水箱，

所述热解炉本体通过管路连接至吸气口，

所述吸气口经水泵连接至循环水箱的另一端，

所述吸气口一侧连接有活性炭过滤箱，

所述热风系统包括引风机和热风炉，

所述活性炭过滤箱通过引风机连接至热风炉，

所述排风系统包括热管换热器、烟气风机和烟囱，

所述热风炉通过管路连接至热管换热器，所述热管换热器通过烟气风机连接至烟囱，所述烟囱连接至热解炉本体，热交换过程中，烟气中的热能被传递给空气，使得空气升温，而烟气被冷却，这样，能降低烟气对大气环境的直接热污染，减少排烟能量损失。

作为上述技术方案的进一步改进，所述进料斗与热解炉本体间设置有进料气锁，

所述出渣口与热解炉本体间设置有出料气锁。

所述热解炉本体一侧设置有炉体前段温度热电偶、炉体中段温度热电偶和炉体尾段温度热电偶，

另一侧设置有炉体夹套热电偶。

作为上述技术方案的进一步改进，所述吸气口为文丘里管，所述文丘里管经电磁流量计和风冷机连接至水泵，所述风冷机两端设置有温度传感器，

所述电磁流量计通过截止止回阀连接至循环水箱。

作为上述技术方案的进一步改进，所述热风炉连接至燃烧器，所述燃烧器连接至柴油箱，所述热风炉上设有温度热电偶。

作为上述技术方案的更进一步改进，所述烟气风机和烟囱间设置有温度热电偶，经热管换热器后出来的废气，通过烟气风机抽吸，达标排放。

一种船舶表面油漆废渣的处理方法，包括以下步骤：

S1：废渣加热：油漆废渣通过～bar饱和蒸汽或电加热，加热至干燥炉内温度达到～℃，后续系统运行后，利用热空气，可降低系统加热所需的蒸汽热源或电量消耗；

S2：废渣输送：经干燥炉出来的废渣，通过密封上料提升系统，输送至干馏热解炉系统；

S3：加热排气：油漆废渣通过进料斗、进料气锁滑入热解炉本体内，启动双螺旋输送装置，设定双螺旋输送装置主驱动电机运行频率调节为10～50Hz，电机运行频率越高，则物料在热解炉内的停留时间越短，主驱动电机运行频率设定为10Hz，加热时间设定为80min，热解过程中产生的废气主要通过热解炉顶部中间位置的排气管口排出，排气管排出的热解废气经热解气体压力传感器、气体温度传感器，与文丘里管吸气口相连；

S4：废气处理：所述热解废气排出口与文丘里管吸气口相连，文丘里管的工作介质为循环冷却水，由水泵输送至文丘里管工作介质进口，通过其内部喷嘴喷出，产生负压，吸入热解气体，

热解气体经水洗冷凝后仍残余少量不凝气，从循环水箱顶部排出，进入活性炭过滤箱；

S5：废气再处理：通过活性炭过滤箱，利用引风机，将不凝气体输送至热风炉，通过燃烧器点火燃烧废气，使得进一步分解处理废气中有害物质，进一步分解处理废气中有害物质，热风炉内燃烧温度设置在450～550℃；

S6：废气利用：经高温焚烧生成的烟气，经余热回收换热装置，被烟气风机抽送至烟囱。被加热的空气，输送至干燥炉，用于加热油漆废渣，除去水分；

该热解后产生的灰渣，通过出料气锁后排出；

系统停止运行时，停止进料气锁，再停止双螺旋输送辊，最后停止出料气锁，炉壳温度＞100℃时，引风机、烟气风机保持运行状态。

作为上述技术方案的进一步改进，温度传感器用于检测循环水泵出口水的温度，当温度传感器读数≥℃时，自动启动风冷机，温度传感器用于检测风冷机出口循环水温度。

作为上述技术方案的进一步改进，循环水系统管路上设置了分支，并安装截止止回阀，用于日常循环水流量调节和维修；所述电磁流量计，用于检测循环水工作介质的流量；

所述温度、流量、压力传感器输出信号均反馈至电控箱，根据检测到的热解气体，压力传感器、气体温度传感器、炉体前段温度热电偶、炉体中段温度热电偶、炉体尾段温度热电偶、炉体夹套热电偶、再由电控箱内PLC程序控制风冷机、循环水泵、引风机、燃烧器启停；

作为上述技术方案的进一步改进，热解气体抽吸过程中，热解气体与水混合在一起，热解气体中的热量被水吸收，在文丘里管内冷却水射流与热解气混合，将水蒸气及VOCs挥发气体冷凝并与冷却水混合回流到水箱，从而达到降温的效果；

所述文丘里管工作介质循环水来自于循环水箱，通过循环水泵，将循环水输送至文丘里管工作介质进口。

作为上述技术方案的更进一步改进，所述炉体前段温度热电偶、炉体中段温度热电偶、炉体尾段温度热电偶，用于检测热解炉内的温度，设定温度在℃450～550℃。炉体夹套热电偶用于检测炉壳温度，控制引风机、烟气风机的启停。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明利用油漆较高热值的特点，通过干燥脱水、干馏热解，高效实现油漆废渣危废变固废，达到危险废物减量化、无害化处理，使其中有机物的减量化达到95％以上，而未被完全分解的固体物质通过焚烧为无毒无害的灰渣，该热解后产生的灰渣，可直接回填土或加工成建筑用材料。另外，本发明整套系统，可在修改船厂安装，实现油漆废渣无害化、减量化，且能就地处置的目的。

附图说明

图1是本发明干馏热解处理系统图；

图2是本发明除锈漆渣无害化处理工艺流程；

图3是本发明文丘里管喷射器结构示意图。

图中：1、进料斗，2、进料气锁，3、热解炉本体，4、双螺旋输送辊，5、炉体前段温度热电偶，6、炉体中段温度热电偶，7、气体压力传感器，8、气体温度传感器，9、炉体尾段温度热电偶，10、电控箱，11、文丘里管，12、电磁流量计,13、截止止回阀,14、风冷前温度传感器,15、风冷机,16、风冷后温度传感器,17、循环水泵,18、循环水箱,19、活性炭过滤箱,20、出料气锁,21、引风机,22、热风炉,23、燃烧器,24、热风炉温度热电偶,25、柴油箱,26、炉体夹套热电偶,27、热管换热器,28、烟气风机,29、余热回收后温度热电偶,30、烟囱。

具体实施方式

下为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例：如图1所示，

一种船舶表面油漆废渣的处理系统，包括电控箱、干燥炉、干馏热解炉系统、循环水系统、热风系统和排风系统，

电控箱与处理系统电连接，

干馏热解炉系统包括热解炉本体3、双螺旋输送辊4，

通过提升机构将修船表面超高压水除锈漆渣产生的含一定水分的铁锈漆皮、海洋微生物等危险、固体废物输送至加热设备，加热设备主要为干燥炉，其结构为卧式圆柱体，首次加热热源为3～7bar饱和蒸汽或电加热，除锈废渣被输送至热解炉本体3内，被安置在炉体内的升降件带动，从底部到顶部翻转，废渣中的水分被蒸发而实现脱水。沿着炉体轴心方向，废渣被不断干燥，干燥炉内的温度控制在100～120℃，废渣中的水分蒸发；

热解炉本体3一端设置有进料斗1，

进料斗与进料气锁相连，干燥后的除锈废渣待处理物料首先装入进料斗、由进料气锁匀速等量的送入热解反应腔入口；进入热解反应器后，热解反应器内设有双螺旋推进机构，为双螺旋输送辊4，在双螺旋推进机构作用下，除锈废渣由进口向尾部出口方向推送。处理物料在反应器腔体内移动的过程中，反应器外壁受到炉膛内高温热烟气加热升温，加热温度受电控箱自动控制，在设定的目标温度值上下小范围内波动。物料中的水分、VOCs成分受热达到挥发点后从物料中挥发出来；

热解炉本体3另一端设置有出渣口，

循环水系统包括吸气口和循环水箱18，

热解炉本体3通过管路连接至吸气口，

吸气口经水泵17连接至循环水箱18的另一端，

吸气口一侧连接有活性炭过滤箱19，

热解气体经水洗冷凝后仍残余少量不凝气体，该部分不凝气体由水箱顶部排气口，进入活性炭吸附装置净化吸附后，被引风机抽送至热风炉进行高温焚烧处理为无害成分烟气；

热风系统包括引风机21和热风炉22，

活性炭过滤箱19通过引风机21连接至热风炉22，

排风系统包括热管换热器27、烟气风机28和烟囱30，

热风炉22通过管路连接至热管换热器27，热管换热器27通过烟气风机28连接至烟囱30，烟囱30连接至热解炉本体3，

无害成分烟气，进入余热回收换热装置；所述余热回收换热装置为热管换热器27，换热元件为热管，热交换介质为空气，高温烟气。在热交换过程中，烟气中的热能被传递给空气，使得空气升温，而烟气被冷却，这样，能降低烟气对大气环境的直接热污染，减少排烟能量损失；

被加热的空气，输送至干燥炉，用于加热干燥油漆废渣。废渣通过干燥炉内的升降件带动，从底部到顶部翻转，充分与热空气接触，废渣中的水分被蒸发而实现脱水。

进料斗1与热解炉本体3间设置有进料气锁2，

出渣口与热解炉本体3间设置有出料气锁20。

热解炉本体3一侧设置有炉体前段温度热电偶4、炉体中段温度热电偶6和炉体尾段温度热电偶9，

另一侧设置有炉体夹套热电偶26。

如图3所示，吸气口为文丘里管11，文丘里管11经电磁流量计12和风冷机15连接至水泵17，风冷机两端设置有温度传感器，

挥发出来的热解气体，通过热解炉顶部中间的排气管口排出。排气管上设置了压力传感器和温度传感器。所述热解气体排气管与水箱顶部的文丘里管吸入室相连，所述文丘里管的工作水，由循环水箱通过循环泵输送冷却水，并通过文丘里管吸入室内部喷嘴喷出，产生一定的负压，由此产生的负压将热解尾气抽入文丘里管。在文丘里管内循环冷却水射流与热解气混合，将水蒸气及VOCs挥发气体冷凝并与冷却水混合回流至水箱，其中气体中夹带的颗粒物沉淀至箱底；

电磁流量计12通过截止止回阀13连接至循环水箱18。

热风炉22连接至燃烧器23，

燃烧器23连接至柴油箱25，

热风炉22上设有热风炉温度热电偶24。

烟气风机28和烟囱30间设置有余热回收后温度热电偶29。

如图2所示，一种船舶表面油漆废渣的处理方法，包括以下步骤：

S1：废渣加热：油漆废渣通过3～7bar饱和蒸汽或电加热，加热至干燥炉内温度达到100～120℃，后续系统运行后，利用热空气，可降低系统加热所需的蒸汽热源或电量消耗；

S2：废渣输送：经干燥炉出来的废渣，通过密封上料提升系统，输送至干馏热解炉系统；

S3：加热排气：油漆废渣通过进料斗1、进料气锁2滑入热解炉本体3内，启动双螺旋输送装置4，设定双螺旋输送装置主驱动电机运行频率调节为10～50Hz，主驱动电机运行频率设定为10Hz，加热时间设定为80min，热解过程中产生的废气主要通过热解炉顶部中间位置的排气管口排出，排气管排出的热解废气经热解气体压力传感器7、气体温度传感器8，与文丘里管11吸气口相连；

S4：废气处理：热解废气排出口与文丘里管11吸气口相连，文丘里管的工作介质为循环冷却水，由水泵输送至文丘里管工作介质进口，通过其内部喷嘴喷出，产生负压，吸入热解气体，

热解气体经水洗冷凝后仍残余少量不凝气，从循环水箱顶部排出，进入活性炭过滤箱19；

S5：废气再处理：通过活性炭过滤箱19，利用引风机21，将不凝气体输送至热风炉22，通过燃烧器23点火燃烧废气，进一步分解处理废气中有害物质，热风炉内燃烧温度设置在900～1100℃；

S6：废气利用：经高温焚烧生成的烟气，经余热回收换热装置27，被烟气风机28抽送至烟囱30。被加热的空气，输送至干燥炉，用于加热油漆废渣，除去水分；

该热解后产生的灰渣，通过出料气锁20后排出；

系统停止运行时，停止进料气锁2，再停止双螺旋输送辊4，最后停止出料气锁20，炉壳温度＞100℃时，引风机21、烟气风机28保持运行状态。

风冷后温度传感器16用于检测循环水泵出口水的温度，当风冷后温度传感器16读数≥35℃时，自动启动风冷机15，

风冷前温度传感器14用于检测风冷机出口循环水温度。

循环水系统管路上设置了分支，并安装截止止回阀13，用于日常循环水流量调节和维修；电磁流量计12，用于检测循环水工作介质的流量；

温度、流量、压力传感器输出信号均反馈至电控箱10，根据检测到的热解气体，压力传感器7、气体温度传感器8、炉体前段温度热电偶5、炉体中段温度热电偶6、炉体尾段温度热电偶9、炉体夹套热电偶26、再由电控箱内PLC程序控制风冷机15、循环水泵17、引风机21、燃烧器23启停；

热解气体抽吸过程中，热解气体与水混合在一起，热解气体中的热量被水吸收，在文丘里管内冷却水射流与热解气混合，将水蒸气及VOCs挥发气体冷凝并与冷却水混合回流到水箱，从而达到降温的效果；

文丘里管11工作介质循环水来自于循环水箱18，通过循环水泵17，将循环水输送至文丘里管11工作介质进口。

炉体前段温度热电偶4、炉体中段温度热电偶6、炉体尾段温度热电偶9，用于检测热解炉内的温度，设定温度在450℃～550℃。炉体夹套热电偶26用于检测炉壳温度，控制引风机21、烟气风机28的启停。

本发明实现了能源循环利用，变危废为固废，进行无害化、减量化处理，且能达到就地处置的要求。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。