[发明专利]一种聚焦太阳能高温回收危险固体废弃物的系统在审
申请号: | 201811103657.5 | 申请日: | 2018-09-21 |
公开(公告)号: | CN109486532A | 公开(公告)日: | 2019-03-19 |
发明(设计)人: | 曾阔;丁智;陈汉平;杨海平;何肖;杨心怡;宋杨;刘年;刘晴川 | 申请(专利权)人: | 华中科技大学 |
主分类号: | C10J3/48 | 分类号: | C10J3/48;C10J3/72;C22B7/00 |
代理公司: | 华中科技大学专利中心 42201 | 代理人: | 梁鹏;曹葆青 |
地址: | 430074 湖北*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 聚焦太阳能 危险固体废弃物 危险废弃物 高温回收 还原单元 冷凝单元 飞溅 化石燃料燃烧 碳热还原反应 金属 高温太阳能 回收 玻璃化剂 传统燃料 二次聚焦 高效利用 回收利用 洁净转化 聚焦单元 冷却单元 冷却装置 气态产物 温室气体 洗涤净化 预热单元 凝聚态 预热器 预热 掺入 焦炭 太阳能 冷却 能耗 污染物 燃气 返回 吸收 | ||
1.一种聚焦太阳能高温回收危险固体废弃物的系统,该系统包括预热单元、太阳能聚焦单元、固废还原单元、飞溅冷凝单元和冷却单元,其特征在于:
所述预热单元(4)用于导入待回收的危险固体废弃物,这些危险固体废弃物在此处与焦炭按照一定比例混合并掺入玻璃化剂,接着进行预热处理至500K~700K的第一温度范围,然后继续输送至所述固废还原单元(3);
所述固废还原单元(3)设置在所述太阳能聚焦单元的附近侧,用于将该太阳能聚焦单元所二次汇集的太阳能予以吸收,然后在1400K~1600K的第二温度范围内使得危险固体废弃物及其混合物发生碳热还原反应,由此生成其中包含有金属Zn的气态产物、以及其中包含其他金属和非金属成分的凝聚态产物;
所述飞溅冷凝单元(5)与所述固废还原单元(3)的第一出口端可控相连通,其用于接收所述气态产物,并经过冷凝处理回收其中的金属Zn,其余气体则返回至所述预热单元(4),并经洗涤净化处理以收集燃气;
所述冷却单元(7)与所述固废还原单元(3)的第二出口端可控相连通,其用于接收所述凝聚态产物,并经过冷却处理回收其中的被还原成单质的其他金属和非金属成分。
2.如权利要求1所述的一种聚焦太阳能高温回收危险固体废弃物的系统,其特征在于,所述危险固体废弃物优选包括下列物质中的一种或组合:电弧炉粉尘、汽车粉碎残渣、废旧锌锰电池和镀锌废料等。
3.如权利要求1或2所述的一种聚焦太阳能高温回收危险固体废弃物的系统,其特征在于,所述险固体废弃物与焦炭优选按照5:1~20:1的质量比进行混合。
4.如权利要求1-3任意一项所述的一种聚焦太阳能高温回收危险固体废弃物的系统,其特征在于,所述太阳能聚焦单元优选包括定日镜场,并配套有双曲面反射镜,保证反应器内部温度恒定保持在1500K左右。
5.如权利要求4所述的一种聚焦太阳能高温回收危险固体废弃物的系统,其特征在于,所述固废还原单元优选包括吸收腔,该吸收腔的内部设置有热交换材料且用于吸收来自所述定日镜场的太阳能。
6.如权利要求5所述的一种聚焦太阳能高温回收危险固体废弃物的系统,其特征在于,所述吸收腔优选呈现外腔包裹着内腔的结构形式,并且采用石墨材质来制成。
7.如权利要求1-6任意一项所述的一种聚焦太阳能高温回收危险固体废弃物的系统,其特征在于,所述固废还原单元中产生的高温气态产物的温度为1300-1400K,其首先进入所述飞溅冷凝单元以分离其中的金属,获得高纯度的Zn;剩余气体温度为1100-1200K,进入所述预热单元加热原料;最后进入所述净化单元,获得纯净的燃气。而且净化单元的气体出口优选布置引风机,保证整套系统中气体环境处于负压状态,以免有毒气体扩散。
8.如权利要求1-7任意一项所述的一种聚焦太阳能高温回收危险固体废弃物的系统,其特征在于,所述冷却单元被设置位于所述固废还原单元的正下方,反应的凝聚态产物直接落入其中。
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