多相耦合有机/含重固废协同处置工艺、系统及控制方法与流程

1.本发明涉及一种固废处理，具体涉及一种协同处理有机固废和含重固废的工艺、系统及控制方法，属于多源固废协同、环境保护的技术领域。


背景技术：

2.目前，含重金属固废主要是指钢厂含锌粉尘，一般含锌量通常在2~10%，铁元素含量在20~40%，不论是其中的锌资源还是铁资源都具有很高的回收价值。含锌粉尘直接混入烧结会导致锌元素进入炼铁流程富集，最终导致高炉结瘤，影响高炉顺行。常规处置方法是采用还原法进行提铁减锌，即提高粉尘中的铁含量，而降低锌含量。回转窑是目前广泛应用的一种提铁减锌还原设备。但在现有技术的提铁减锌工艺生产的铁渣中，铁元素的金属化率较低（所谓金属化率是指铁元素中金属单质铁的质量占全部铁元素的质量比），同时生产的氧化锌的品位也有待提高，回转窑结圈较严重，无法满足高作业率要求。
3.另一方面，目前有机固废多采用回转窑焚烧的方式予以处理，物料在窑内高温环境下迅速被干燥、热解、着火，并且在回转窑的转动下，焚烧物料不断翻滚，并逐渐向窑尾移动，在翻滚与移动的过程中，物料完成燃烧，残渣和烟气从排料口排出窑体。在现有工艺中，焚烧的目标为“所有有机物焚烧殆尽”，灼减率一般要求在3%以下，这样做法固然将固废处理了，但并没有将有机固废的最大价值挖掘出来，价值利用率不高，只是达到了单纯固废处理的目的。
4.现有技术中，提铁减锌回转窑是一种逆流式回转窑，如图1所示；图1中回转窑实际布置时应当是左高右低。回转窑中间段是高温区，温度为1100~1300℃；左端为低温段，右端为冷却段，低温段和冷却段的温度均为500~600℃。含锌物料从回转窑左端进入，进窑后物料被高温烟气预热、干燥，在回转窑的高温区含锌物料中的铁、锌被还原，由于锌的挥发温度低（907℃），锌蒸汽从原料中挥发进入烟气，被烟气中的氧气又氧化成氧化锌，最后被烟气携带走。空气从窑的右端进入，刚进窑时，窑中含氧高、温度低，这样把窑中的高温底渣冷却，底渣中的还原铁（被还原成金属单质的铁）又重新被氧化成氧化铁，导致底渣中铁的金属化率降低。窑渣从回转窑中排出后，目前普遍采用水冷的方式进行冷却，即将回转窑排出的热渣直接进入冷渣水池。空气进窑被预热后，在回转窑的中部高温区与锌蒸汽以及物料中析出的部分有机物反应，随后携带着未燃尽的有机物、氧化锌从回转窑左端出口排出，回转窑烟气出口温度500~600℃。烟气随后被冷却、除尘、吸附净化，去除了氯化物和二噁英等污染物后外排。
5.上述现有提铁脱锌及有机固废焚烧工艺与装备技术，存在以下问题：1、还原时间长：由于被还原物料与还原剂（焦炭）是孤立零散地分布在窑内，彼此接触的比表面积不大，互相接触的紧密度不高，且二次风喷口只喷加空气，起到燃烧供热的作用；现有技术采用回转窑用于提铁脱锌只存在固-固还原，没有在物料堆中喷出还原气的设置，故物料中的锌与铁还原出来的反应效率不高，反应时间需求长，从而导致整条提铁脱锌还原窑的长度偏长，进而带来设备寿命短、窑壁易变形等一系列问题；且粉状物料因在回
转窑中受翻滚和气流的作用，从窑尾带出的粉尘中含灰量高、锌品位较低；2、易被二次氧化：由于物料是以孤立零散的散料状形态在窑内存在，故在窑头处，当已被还原成铁的物料进入下料区时，极易被漏入窑内的空气或是窑头为供热而鼓入窑内的空气二次氧化，从而导致最终产品的金属化率不高，为其后端冶炼工序增加了无谓的能源成本；3、易粘结窑壁产生结圈：由于物料和焦炭是散料进入窑内，且窑内供热为单点供热，即所有用于供热的空气都是从窑头喷枪喷入，所以极易在窑内产生局部高温点，从而导致散料产生熔融态，进而粘结窑壁产生结圈，使得系统作业率下降，影响生产；4、系统余热利用率不高：由于现有技术提铁脱锌窑卸出的物料是直接进冷渣水池，物料900℃以上的物理显热没有得到回收利用，导致系统整体余热利用率不高，工序能耗居高不下。
6.5、有机固废资源利用率不高：由于现有技术下有机固废是采取“焚烧殆尽”的方式予以处理，灼减率要求在3%以下，不论是气还是渣中，都基本没有可利用的有机物，故资源利用率较低。


技术实现要素：

7.本发明针对上述问题，提出了一种多相耦合有机/含重固废协同处置技术及其自主创新焙烧装备，可以在提高铁渣（窑渣）内铁的金属化率的同时有效减少窑结圈次数从而提高系统作业率，另一方面，还可以将现有冶金和城镇有机固废与提铁脱锌工艺有机耦合起来，充分利用有机固废热解或焚烧后渣相中的还原物料，对提升有机/含重固废的功能价值提供了新的思路。
8.根据本发明提供的第一种实施方案，提供一种多相耦合有机/含重固废协同处置工艺。
9.一种多相耦合有机/含重固废协同处置工艺，该工艺包括以下步骤：（1）原料预处理：将有机固废渣、含重固废、还原剂混匀，进行造球处理，获得球团状原料；（2）将球团状原料输送到还原装置，经过还原处理，获得含锌烟气和铁渣；（3）将含锌烟气进行分离，获得氧化锌；将含铁渣经过冷却，获得还原铁物料。
10.作为优选，步骤（1）具体为：有机固废渣做内核，含重固废和还原剂研磨成粉末，将有机固废渣、粉末状的含重固废和还原剂混匀、造球处理，粉末状的含重固废和还原剂粘附在有机固废渣上；获得以有机固废渣为内核、含重固废和还原剂裹附的球团状原料。
11.作为优选，有机固废渣的粒径为0.5~2.5mm，优选为1~2mm。
12.本发明中，有机固废渣也可以为粒径为0.5~2.5mm、优选为1~2mm的有机固废颗粒。将有机固废粉碎至粒径为0.5~2.5mm、优选为1~2mm的有机固废颗粒，直接用作球团状原料的核。
13.作为优选，粉末状的含重固废和还原剂的粒径≤500μm，优选为≤300μm。
14.在本发明中，球团状原料的粒径为3~10mm，优选为5~7mm。
15.作为优选，球团状原料中的水分含量为6~15%，优选为8~12%。
16.在本发明中，步骤（1）中所述含重固废为钢铁厂的含锌粉尘。
17.作为优选，含重固废中的锌含量为1-10%，优选为2-8%。
18.作为优选，含重固废中的铁含量为20-45%，优选为25-40%。
19.作为优选，所述还原剂为固体碳，优选为焦煤。
20.在本发明中，步骤（1）中所述有机固废渣为：将有机固废经过热解或焚烧后获得热解气和有机固废渣，将有机固废渣用作球团状原料的内核。
21.作为优选，有机固废渣内的碳含量为球团状原料总重量的1wt%-10 wt %，优选为2 wt %-6 wt %。有机固废渣作为还原剂以“固-固还原”的方式还原含重固废。
22.作为优选，步骤（2）中所述的还原装置为多孔回转窑。多孔回转窑上设有窑尾进料口、窑尾出气口、窑头进气口、窑头出料口、窑身进气口、烧嘴。窑尾进料口、窑尾出气口设置在多孔回转窑的窑尾。窑头进气口、窑头出料口和烧嘴设置在多孔回转窑的窑头。窑身进气口设置在多孔回转窑的中段。窑身进气口向回转窑内喷入还原性气体。
23.作为优选，所述还原性气体为有机固废经过热解或焚烧后获得的热解气。将有机固废经过热解或焚烧后获得热解气通过窑身进气口喷入多孔回转窑内，热解气作为还原性气体以“气-固还原”的方式还原多孔回转窑内的含重固废。
24.作为优选，窑身进气口为近切线逆向窑身供风装置。近切线逆向窑身供风装置包括风道和喷嘴。风道设置在多孔回转窑的外侧四周。喷嘴的出风口设置多孔回转窑内，并且喷嘴的进风口连通风道。喷嘴出风口的出气方向贴近多孔回转窑内壁的切线方向，并且与多孔回转窑的转动方向相反。
25.作为优选，多孔回转窑上设有多个所述近切线逆向窑身供风装置，多个所述近切线逆向窑身供风装置均匀布置在多孔回转窑的窑身中段。
26.在本发明中，当多孔回转窑顺时针转动时，喷嘴出风口的出气方向与水平线x轴方向的夹角为270
°
～360
°
，优选为280
°
～350
°
。
27.在本发明中，当多孔回转窑逆时针转动时，喷嘴出风口的出气方向与水平线x轴方向的夹角为180
°
～270
°
，优选为190
°
～260
°
。
28.在本发明中，步骤（3）中所述分离采用除尘装置进行分离，含锌烟气通过除尘处理，收集固体为氧化锌。
29.在本发明中，所述冷却为直接冷却或间接冷却。
30.作为优选，所述冷却采用冷却装置对含铁渣进行两级冷却；分别为一级还原气冷却、二级空气冷却。
31.所述冷却具体为：（301）将含铁渣采用有机固废经过热解或焚烧后获得的热解气进行一级冷却，热解气冷却含铁渣，并吸收含铁渣的热量后提升热解气的温度，然后再通过窑身进气口喷入多孔回转窑内，作为还原性气体以“气-固还原”的方式还原多孔回转窑内的含重固废；（302）经过热解气冷却后的含铁渣采用空气进行二级冷却，获得还原铁物料。
32.作为优选，步骤（301）中，热解气对含铁渣进行一级冷却为直接换热。
33.作为优选，热解气将含铁渣冷却至550-650℃，优选为580-620℃。
34.作为优选，步骤（302）中，空气对含铁渣进行二级冷却为直接换热或间接换热。优选为直接换热。
35.作为优选，所述冷却装置为螺旋-竖式气冷装置。螺旋-竖式气冷装置包括螺旋冷
却段和立式冷却段。螺旋冷却段的进料口与还原装置的出料口连接。螺旋冷却段的出料口与立式冷却段的进料口连接。立式冷却段的底部设有出料口。螺旋冷却段上设有第一进气口和第一出气口。立式冷却段上设有第二进气口的第二出气口（202）。
36.作为优选，螺旋冷却段的出料口与立式冷却段的进料口之间设有双层密闭下料阀。
37.作为优选，第一进气口设置在螺旋冷却段的下部或底部，第一出气口设置在螺旋冷却段的上部或顶部。有机固废经过热解或焚烧后获得的热解气通过第一进气口进入螺旋冷却段，热解气在螺旋冷却段内吸收含铁渣的热量后提升热解气的温度，然后通过第一出气口排出，并从窑身进气口喷入多孔回转窑内，作为还原性气体以“气-固还原”的方式还原多孔回转窑内的含重固废。
38.作为优选，第二进气口设置在立式冷却段的下部或底部，第二出气口设置在立式冷却段的上部或顶部。空气从第二进气口进入立式冷却段，对经过热解气冷却后的含铁渣进行二级冷却，然后从第二出气口排出。换热后的空气用作多孔回转窑上烧嘴的助燃气体或通过窑身进气口喷入多孔回转窑。
39.根据本发明提供的第二种实施方案，提供一种多相耦合有机/含重固废协同处置系统或者用于第一种实施方案中所述一种多相耦合有机/含重固废协同处置工艺的系统。
40.一种多相耦合有机/含重固废协同处置系统，该系统包括回转窑、冷却装置、混匀造球装置、热解装置、除尘装置。热解装置的出料口连接混匀造球装置的进料口。混匀造球装置的出料口连接回转窑的进料口。回转窑的物料出口连接冷却装置的进料口，回转窑的气体出口连接除尘装置。冷却装置上设有还原铁物料出口。除尘装置上设有氧化锌出口和烟气出口。
41.在本发明中，所述回转窑为多孔回转窑。多孔回转窑上设有窑尾进料口、窑尾出气口、窑头进气口、窑头出料口、窑身进气口、烧嘴。窑尾进料口、窑尾出气口设置在多孔回转窑的窑尾。窑头进气口、窑头出料口和烧嘴设置在多孔回转窑的窑头。窑身进气口设置在多孔回转窑的中段。
42.在本发明中，所述冷却装置为螺旋-竖式气冷装置。螺旋-竖式气冷装置包括螺旋冷却段和立式冷却段。螺旋冷却段的进料口与还原装置的出料口连接。螺旋冷却段的出料口与立式冷却段的进料口连接。立式冷却段的底部设有出料口。螺旋冷却段上设有第一进气口和第一出气口。立式冷却段上设有第二进气口的第二出气口。
43.在本发明中，热解装置的渣相出口与混匀造球装置的进料口连接。混匀造球装置的出料口与多孔回转窑的窑尾进料口连接。多孔回转窑的窑头出料口与螺旋-竖式气冷装置上螺旋冷却段的进料口连接。
44.在本发明中，热解装置的气体出口与螺旋-竖式气冷装置上螺旋冷却段的第一进气口连接。螺旋冷却段的第一出气口与多孔回转窑上的窑身进气口连接。窑尾出气口与除尘装置的进气口连接。立式冷却段上的第二出气口连通至多孔回转窑的烧嘴或窑身进气口。
45.作为优选，该系统还包括第二冷却装置。窑尾出气口与第二冷却装置的进气口连接。第二冷却装置的出气口与除尘装置的进气口连接。
46.作为优选，该系统还包括烟气净化装置。除尘装置的出气口连通至烟气净化装置。
47.根据本发明提供的第三种实施方案，提供一种多相耦合有机/含重固废协同处置控制方法。
48.一种多相耦合有机/含重固废协同处置控制方法，该控制方法包括以下步骤：（k1）收集工况参数：检测待处理的含重固废中的铁含量、锌含量、含水量，确定含重固废处理工艺的规模处理量、球团原料的粒度；（k2）计算需要碳留存量：根据步骤（k1）获取的物理参数，通过计算获得用于含重固废造球的有机固废渣内的碳留存量；（k3）确定配置比：检测有机固废中的碳含量，根据步骤（k2）得到的有机固废渣内的碳留存量，计算有机固废经过分解或焚烧，有机固废的碳进入热解气/有机固废渣的c元素配比值；（k4）计算灼减率：根据热解气/有机固废渣的c元素配比值，计算有机固废的焚烧灼减率或热解灼减率；（k5）工艺控制：根据灼减率，控制焚烧或热解的温度、时间；进而保证有机固废渣内的碳留存量；（k6）根据步骤（k5）中控制焚烧或热解的温度、时间对有机固废进行焚烧或热解，获得碳留存量符合协同处置工艺的有机固废渣，然后按照第一种实施方案中所述多相耦合有机含重固废协同处置工艺处理有机固废渣和含重固废。
49.在本发明中，有机固废渣是指城市市政产生的有机固废和冶金行业中产生的有机固废经过热解或焚烧处理后的渣相。含重固废是指含有重金属的固废，本发明的含重固废是指冶金行业、钢铁厂收集的粉尘；由于钢铁厂内除尘处理产生大量的粉尘，通过除尘设备收集，为含重固废。其中：“重”是指金属，在本发明中，含重固废是指钢铁厂收集的含有锌、铁的粉尘。一般的，含重固废中，含锌量通常在2~10%，铁元素含量在20~40%。
50.针对含重固废中的锌和铁：一、锌和铁具有很高的回收价值；二、如果将含重固废直接混入烧结或球团工艺，导致含重固废中的锌进入高炉或电炉等炼铁流程，在炼铁流程中富集，由于锌的熔点较低，锌极易在高炉或电炉中结瘤，严重影响高炉和电炉的运行，也将影响铁的品质。
51.针对市政有机固废：现有工艺均将有机固废直接焚烧处理，利用有机固废焚烧产生的热量用于发电，然后将有机固废渣进行填埋等方式处理；即将有机固废当做燃料。这种处理方式大大丧失了有机固废的价值。
52.针对现有工艺中，将有机固废直接焚烧处理、含重固废直接采用回转窑进行还原实现提铁脱锌工艺中存在的问题：一、还原时间长：含重固废在回转窑中的还原时间一般为8-12h；二、要求回转窑的长度偏长：为了保证含重固废中铁和锌的还原，含重固废在回转窑内的停留时间长，导致整条提铁脱锌还原窑的长度偏长，进而带来设备寿命短、窑壁易变形等一系列问题；三、现有工艺中回转窑内的物料在回转窑后端极易被空气再次氧化，此外，经过回转窑还原后的物料直接进入水冷，也容易被氧化，导致经过回转窑还原后的物料中铁的金属化率低，不利于后续的炼铁工序；四、经过回转窑还原后的物料具有900℃以上的高温，直接采用水冷，物料的热量没有得到回收利用，造成能量的浪费；五、物料在回转窑内成散料状态，回转窑内供热不均匀，散料在回转窑内成熔融状态，极易在回转窑内结圈，严重影响回转窑的正常运行和物料的顺利被还原，影响生产；六、有机固废直接焚烧，没有充
分利用有机固废中的还原物质，由于焚烧不可能100%完成，造成有机固废渣里的残留碳的浪费；七、有机固废直接焚烧，焚烧产生的烟气经过余热利用、净化处理后直接排放，烟气中含有还原性气体（例如co），没能得到利用，造成环境的污染和资源的浪费。
53.本发明针对现有技术中处理有机固废和含重固废存在的问题，提出一种多相耦合处理工艺。将有机固废经过焚烧或热解处理，得到有机固废渣；将含重固废和还原剂进行粉磨处理，得到粉末状的含重固废和还原剂；再以有机固废渣做核，通过混匀造球处理，粉末状的含重固废和还原剂粘附在有机固废渣上，形成以有机固废渣为内核、含重固废和还原剂裹附的球团状原料。该技术方案有以下作用：1、含重固废和还原剂不再以散料进入回转窑，而是以经过造球处理的球团状原料进入回转窑，使得含重固废与还原剂的结合紧密度加大，大大增加了含重固废与还原剂的接触面积，加速了还原剂对含重固废中铁和锌的还原，大大缩短了含重固废的还原时间；2、经过造球处理的球团状原料中，以有机固废渣为核，有机固废渣中的残留炭可以充当还原剂，在回转窑的高温条件下，残留炭与氧气的基础面积有限，大部分生成co，然后从球团内部向外扩散，扩散出的co直接还原球团外层的含重固废中的锌和铁，充分利用了球团结构的特点，也充分利用了有机固废渣里的残留碳；3、进入回转窑的物料为经过混匀、造球处理的球团，含重固废与还原剂混合均匀，保证了物料在回转窑内燃料的均匀性，进而保证了物料在回转窑内受热均匀，避免回转窑内产生局部高温点，从而减少了物料在回转窑内壁结圈的发生；4、采用本发明提供的工艺，对含重固废中铁和锌还原的效率高、还原时间段，可以缩短回转窑的尺寸，大大减少投资成本和后期维护成本。
54.在本发明中，有机固废渣的粒径不能过小或过大，不利于造粒成球团；有机固废渣的粒径优选为0.5~2.5mm，进一步优选为1~2mm。为了实现含重固废和还原剂在有机固废渣上的粘附，粉末状的含重固废和还原剂的粒径不能过大，其粒径优选≤500μm，进一步优选为≤300μm。为了保证球团状原料在回转窑内的透气性和被还原效果，球团状原料的粒径为3~10mm，优选为5~7mm为最佳。在以有机固废渣为核，粉末状含重固废和还原剂进行造球过程中，为了保证成球性能，控制球团状原料中的水分含量为6~15%，优选为8~12%。
55.在本发明中，有机固废渣的作用有：1、在造球过程中，以有机固废渣为成球核，有利于含重固废和还原剂的成球性能；2、作为球团状原料的核，对含重固废和还原剂起到支撑作用，相比于散料进入回转窑，增加了物料在回转窑的透气性，加速铁和锌的还原过程；3、充分利用有机固废中的残留碳，残留碳作为还原剂对含重固废进行“固-固还原”；同时，残留碳在回转窑内与氧气反应生成co，同时“气-固还原”的方式对含重固废进行还原。
56.在本发明中，为了充分发挥有机固废渣的还原性能，在有机固废进行热解或焚烧过程中，控制热解或焚烧过程的工艺条件，保证有机固废渣内的残留碳含量为20%～60%；从而保证有机固废渣内的碳含量为球团状原料总重量的1wt%-10 wt %，优选为2 wt %-6 wt %。进一步保证了有机固废渣对含重固废进行“固-固还原”和“气-固还原”。
57.在本发明中，为了进一步提升含重固废在回转窑内的还原效率，充分利用有机固废热解或焚烧后的烟气，本发明采用多孔回转窑对球团状原料进行还原。多孔回转窑上设有窑身进气口，而且将有机固废经过热解或焚烧后获得热解气通过窑身进气口喷入多孔回转窑内。该技术特征有以下作用：1、利用有机固废经过热解或焚烧产生的热解气中的还原性气体，对含重固废进行还原；2、通过窑身进气口进入多孔回转窑内，实现多孔回转窑的多
处进风，提升多孔回转窑内的还原气氛，通过热解气在多孔回转窑内的气体流动，也进一步保证了多孔回转窑内温度的均匀性，进一步避免了多孔回转窑局部高温的出现；3、相较于采用空气喷入回转窑，本发明将热解气喷入多孔回转窑内，由于热解气本身具有温度，进一步提升了多孔回转窑内的温度，可以减少还原剂的使用量，达到节约能源的目的。
58.现有技术中，多孔回转窑的中部进风如图2所示，为了避免物料堵塞回转窑中部进风管，中部进风管直接伸入回转窑内，并且中部进风管的出风口位于物料的上方。从回转窑中段进入回转窑内的风直接吹入回转窑内，没有进入物料中。
59.在本发明的优选方案中，采用近切线逆向窑身供风装置，近切线逆向窑身供风装置的喷嘴贴近多孔回转窑的内壁，喷嘴的出风口也贴近多孔回转窑的内壁。为了保证物料堵塞喷嘴，本发明采用的近切线逆向窑身供风装置中，喷嘴出风口的出气方向贴近多孔回转窑内壁的切线方向，并且与多孔回转窑的转动方向相反，如图6和图7所示。在图6中，多孔回转窑顺时针转动，物料在回转窑内由于惯性的作用位于图中左下方的位置，喷嘴在该位置的出风口方向向下或斜向下，避免了物料进入喷嘴；即使物料可能进入位于最下方位置的喷嘴，由于多孔回转窑持续转动，该位置的喷嘴也跟随顺指针转动，喷嘴继续转动到左侧时，该喷嘴的出风口方向此时朝下，进入喷嘴内的物料由于重力的重用直接掉出；此外，由于该位置的喷嘴喷出还原性气体，喷嘴内的物料也会由于气体的作用掉出。
60.为了保证通过喷嘴喷出的还原性气体直接进入物料中，在本发明的优选技术方案中，选择喷嘴在特定的位置喷出还原性气体，在其他位置通过阀门（例如电磁阀）关闭。
61.如图6所示，当多孔回转窑顺时针转动时，建立x-y平面图，位于第三象限的喷嘴喷出还原性气体，其他位置的喷嘴不喷气体。由于回转窑的转动，物料处于第三象限内，物料直接覆盖第三象限内的喷嘴，喷嘴喷出的还原性气体直接进入物料，还原性气体直接还原含重固废中的锌和铁。此外，随着回转窑的转动，喷嘴也跟随转动，由于回转窑转动的惯性，物料有跟随回转窑向上运动的趋势；此时，喷嘴喷出的气体直接向下，喷嘴喷出的还原性气体与物料直接冲击接触，进一步加大了物料与还原性气体的接触面积。喷嘴处于第三象限时，喷嘴出风口的出气方向与水平线x轴方向的夹角为270
°
～360
°
；该夹角以x轴（向左）的方向为准，根据数理方向计算（从x轴方向出发，依次经过第一象限、第二象限、第三象限、第四象限）。当多孔回转窑顺时针转动时，喷嘴喷出还原气体的角度是从360
°
到270
°
。也就是说，随着回转窑的转动，只有位于第三象限的喷嘴喷出还原性气体，其他位置的喷嘴关闭（通过电磁阀等控制）；当第三象限的喷嘴转动离开该象限区域时，该喷嘴自动关闭；其他喷嘴跟随回转窑又进入到第三象限，继续上述喷气过程。
62.如图7所示，当多孔回转窑逆时针转动时，建立x-y平面图，位于第四象限的喷嘴喷出还原性气体，其他位置的喷嘴不喷气体。由于回转窑的转动，物料处于第四象限内，物料直接覆盖第四象限内的喷嘴，喷嘴喷出的还原性气体直接进入物料，还原性气体直接还原含重固废中的锌和铁。此外，随着回转窑的转动，喷嘴也跟随转动，由于回转窑转动的惯性，物料有跟随回转窑向上运动的趋势；此时，喷嘴喷出的气体直接向下，喷嘴喷出的还原性气体与物料直接冲击接触，进一步加大了物料与还原性气体的接触面积。喷嘴处于第四象限时，喷嘴出风口的出气方向与水平线x轴方向的夹角为180
°
～270
°
；该夹角以x轴（向左）的方向为准，根据数理方向计算（从x轴方向出发，依次经过第一象限、第二象限、第三象限、第四象限）。当多孔回转窑逆时针转动时，喷嘴喷出还原气体的角度是从180
°
到270
°
。也就是
说，随着回转窑的转动，只有位于第四象限的喷嘴喷出还原性气体，其他位置的喷嘴关闭（通过电磁阀等控制）；当第四象限的喷嘴转动离开该象限区域时，该喷嘴自动关闭；其他喷嘴跟随回转窑又进入到第四象限，继续上述喷气过程。
63.本发明通过对近切线逆向窑身供风装置进行特殊，1、保证了物料不会堵塞喷嘴；2、保证了喷嘴喷入的还原性气体与物料直接接触，提高了还原性气体对物料的还原效率。
64.在本发明中，多孔回转窑上可以设有多个所述近切线逆向窑身供风装置。多个所述近切线逆向窑身供风装置可以分为1圈或多圈设置在多孔回转窑上。多孔回转窑的同一圈位置，也可以设置1个或多个近切线逆向窑身供风装置；即多孔回转窑内设有多个喷嘴。作为优选，多孔回转窑上可以设有1-10圈近切线逆向窑身供风装置，优选为2-5圈近切线逆向窑身供风装置。每一圈近切线逆向窑身供风装置上可以设有1-20个喷嘴，优选为3-8个喷嘴。
65.在本发明中，球团状原料经过多孔回转窑进行还原后，由于锌的挥发温度较低，直接进入到烟气中，与烟气中的氧气迅速反应，变为氧化锌，跟随烟气一起从多孔回转窑排出。将多孔回转窑排出的烟气通过除尘装置直接进行除尘处理，即可得到氧化锌粉尘。
66.针对现有技术中，经过回转窑还原处理的渣相直接采用水冷进行处理，第一、水冷装置不能直接靠近回转窑的排料口，渣相从回转窑排出进入到水冷装置不可避免与空气接触，同时由于渣相温度较高，渣相中被还原成单质的铁极易与空气中的氧气发生反应，单质铁又被空气二次氧化，造成渣相中铁的金属化率较低；第二、从回转窑排出的渣相具有900℃以上的高温，直接采用水冷，造成热量的浪费。
67.本发明采用两级气冷对回转窑排除的渣相进行冷却，分别为一级还原气冷却、二级空气冷却。本发明采用的冷却工艺为：（301）将含铁渣采用有机固废经过热解或焚烧后获得的热解气进行一级冷却，热解气冷却含铁渣，并吸收含铁渣的热量后提升热解气的温度，然后再通过窑身进气口喷入多孔回转窑内，作为还原性气体以“气-固还原”的方式还原多孔回转窑内的含重固废；（302）经过热解气冷却后的含铁渣采用空气进行二级冷却，获得还原铁物料。采用本技术的冷却工艺具有以后效果：1、采用气冷方式，冷却装置可以直接设置在多孔回转窑窑头的卸料处，减少了从多孔回转窑排出物料与空气接触的机会，从而最大程度上避免了被还原物料再次被空气氧化的可能；2、采用热解气对多孔回转窑排出的物料进行一级冷却，热解气中含有大量的还原性气体，热解气中的还原性气体对高温物料起到保护作用（防止氧化），由于高温物料具有高温条件，还原性气体甚至能进一步还原铁渣；3、热解气保护和还原铁渣，同时从多孔回转窑排出物料中吸收热量，通过多孔回转窑排出物料提升热解气的温度，然后将提升温度后的热解气再输送至多孔回转窑内，进一步提升了回转窑内的温度，充分利用多孔回转窑排出物料的热量，可以进一步减少通过多孔回转窑烧嘴燃烧的燃料量，达到节约能源的作用；4、采用空气对经过热解气冷却后的含铁渣采用空气进行二级冷却，由于含铁渣已经在热解气的保护性作用下经过了以及冷却（冷却至600℃左右），然后再采用空气进行二级冷却，在该温度下，空气中的氧气不会快速氧化含铁渣中的单质铁（该条件下的氧化速度与铁处于常温空气中相当）；5、由于含铁渣需要进入后续的工序（例如高炉或电炉的炼铁工序），相较于水冷，采用空气对含铁渣进行二级冷却更容易掌控含铁渣的冷却温度，进而更适应后续工序要求；6、空气从含铁渣中吸收热量，提升空气的温度，由于多孔回转窑上设有烧嘴，烧嘴的燃烧需要助燃空气，本发明将通过冷却装置
提升温度后的空气左右烧嘴的助燃气体，提高了烧嘴的燃烧效率，也减少了原本需要通过燃料燃烧产生热量提升助燃空气温度的燃料消耗，进一步减少了烧嘴的燃料消耗量。根据工艺条件，被提升温度后的空气也可以通过窑身进气口进入到多孔回转窑内。
68.本发明针对两级气冷工艺开发了一种螺旋-竖式气冷装置，螺旋-竖式气冷装置包括螺旋冷却段和立式冷却段。螺旋段用于热解气冷却含铁渣，通过螺旋设计可以使得整个冷却装置更接近多孔回转窑，减少从多孔回转窑排出的物料与空气接触的机会，从而保证含铁渣中铁的金属化率。螺旋冷却段与立式冷却段之间设有双层密闭下料阀，双层密闭下料阀的设置避免了立式冷却段内的空气进入螺旋冷却段，进一步保证螺旋冷却段内由热解气营造的还原气氛，避免含铁渣被二次氧化。有机固废经过热解或焚烧后获得的热解气通过第一进气口进入螺旋冷却段，热解气在螺旋冷却段内吸收含铁渣的热量后提升热解气的温度，然后通过第一出气口排出；热解气在螺旋冷却段冷却、保护并进一步还原含铁渣，含铁渣提升热解气的温度；提升温度后的热解气从窑身进气口喷入多孔回转窑内，作为还原性气体以“气-固还原”的方式还原多孔回转窑内的含重固废中的铁和锌。
69.本发明还提供一种多相耦合有机/含重固废协同处置控制方法。通过收集处理工艺中含铁固废和有机固废的物理工况参数，通过计算，获得用于含重固废造球的有机固废渣内的碳留存量；也就是说根据处理含重固废需要的作为核的还原剂的用量，该用量的还原剂即为有机固废渣内的残留碳；然后根据有机固废本身中的碳含量，计算有机固废经过热解或焚烧处理过程中，进入到热解气中的碳与留存在有机固废渣中的碳的比值，即有机固废的碳进入热解气/有机固废渣的c元素配比值；然后根据c元素配比值计算有机固废的焚烧灼减率或热解灼减率；根据灼减率，控制焚烧或热解的温度、时间；进而保证有机固废渣内的碳留存量，从而保证了球团状原料中作为核的还原剂的量。
70.本发明在现有技术基础上，提出了新的技术方案，具体如下：1、前端——将有机固废焚烧/热解残渣与含重固废协同造球：本发明提供的技术方案打破传统思路，颠覆性提出“将有机固废控温热解后的残渣与提铁脱锌物料混匀后协同造球再进入窑内冶炼”的新思路。将前端有机固废控温热解/焚烧的渣用于作为造球内核，将含重金属的尘泥类固废用于作为粘附粉，协同造球，实现冶炼前端的原料预处理制备。
71.其中有机固废热解/焚烧的控温温度范围控制在300℃～900℃，优选为400～600℃；用于当内核的渣粒度范围控制在0.5mm～2.5mm，优选为1 mm～2mm；用于当粘附粉的含重金属尘泥类固废粒度控制在≤500um，优选为≤300um；造球水分控制在6%～15%，优选为10%～12%；有机固废与含重固废协同造成的小球粒度控制在3mm～10mm，优选为5mm～7mm；以此，将有机固废控温焚烧/热解后剩余的低碳残渣与提铁脱锌物料混匀造球，实现类似内配煤的效果，达到“固-固内还原”的目的和还原效果，工艺流程见图3所示。
72.2、冶炼过程端——将固废热解气用于窑身还原气供给：本发明提供的技术方案打破传统思路，颠覆性地提出“多喷孔窑一部分喷嘴在料堆上部喷出空气，充当氧料以提供热量，另一部分喷嘴在料堆内部喷出还原气，充当还原剂以加快还原速度”的新思路。将有机固废在控温焚烧/热解过程中析出的热解气，通过管路系统引回至提锌多孔窑处，并通过特殊喷口装备从窑身喷孔处喷入窑内与物料接触，达到“气-固外还原”的目的和还原效果。工艺流程见图4和5所示。
73.3、末端——采用两级冷却，并将热解气用于窑渣的一级冷却：本发明提供的技术方案改变了传统窑渣出窑后直接入水快冷的方案，创新性提出了“一级还原气冷却+二级空气冷却”的两级冷却方法，将还原气用于多孔窑出窑物料1000℃到600℃的一级冷却，然后再对物料实施空气竖冷法的二级冷却，从而实现窑渣的整体余热资源高效利用，不但避免了物料的二次氧化反应，而且达到了工序节能增效、预热充分利用的目的，工艺流程见图4所示。
74.4、开发了近切线逆向窑身供风装置：本发明提供的技术方案开发了一种近切线逆向窑身供风装置，其装置结构见图6、图7所示：采用接近切线角度的供风喷口，供风喷口出风方向与窑身转动方向逆向安装，实现在料堆内喷吹还原气体介质、同时物料不会掉入喷气口内的技术效果。喷风角度与窑转动角度相关，假使窑为顺时针转动，则喷口喷入还原气的角度控制在270
°
～360
°
之间，优选为290
°
～340
°
之间；假使窑为逆时针转动，则喷口喷入还原气的角度控制在180
°
～270
°
之间，优选为200
°
～240
°
之间。
75.5、开发了窑渣螺旋&竖罐式两级气冷装置：本发明提供的技术方案开发了一种螺旋&竖罐式气冷装置，其装置结构见图8所示：在窑头下料口下部安装螺旋状气冷管道，螺旋管道上部与下料口相连，下部与双层密闭下料阀相连，有机固废热解出来的还原气从螺旋管道中下部位置进入，从中上部位置排出，起到一级冷却的作用，通过直接换热将物料从1000℃冷却至600℃左右，同时被加热的还原气通过窑身还原气喷口被送入窑内；随后物料进入双层密闭下料阀内，在确保没有空气进入螺旋管道的前提下，物料被卸入空气冷却竖罐中，在竖罐内堆积成一定高度的料层，空气从竖罐下部位置进入，从竖罐上部位置排出，起到二级冷却的作用，通过直接换热将物料从600℃继续冷却至80℃左右，同时被加热的空气通过窑身二次风喷口被送入窑内。通过该技术，可提高提铁脱锌物料余热利用率95%以上。
76.6、开发了实时工况的热解气/渣c元素配比寻优模型：本专利开发了一套可根据实时工况条件，自动找寻最优的有机固废控温焚烧/热解的热解气与热解渣内的c元素配比，从而实时调节有机固废在焚烧/热解窑内的反应温度与反应时间、改变有机固废的灼减率的气/渣c元素配比寻优模型，模型的运作流程图如图10所示：首先根据当前工况条件下的含重固废铁含量、含重固废锌含量、含重固废含水量、规模处理量、造球粒度等多参数确定热解气/渣的c元素配比值，然后根据配比值推算有机固废焚烧/热解的灼减率，进而推算出焚烧/热解的温度、时间控制值。
77.在本发明中，也可以将有机固废直接粉碎为0.5~2.5mm（优选为1~2mm）粒径，然后直接用作球团状原料的核。
78.在本发明中，处理系统还可以包括第二冷却装置，第二冷却装置用于冷却从多孔回转窑中排出的烟气，保证除尘装置的安全运行。
79.在本发明中，经过除尘处理后的气体可以通过烟气净化装置处理后直接排放。
80.与现有技术相比较，本发明提供的技术方案具有以下有益技术效果：（1）将有机固废控温焚烧/热解，固相渣当做与含重固废协同造球的内核，气相还原气当做含重固废提铁脱锌的窑身协同还原介质，从而有效提高了有机固废与含重固废的
协同处置利用率；（2）通过内配有机质/残碳/碳来造球，使得物料与还原剂紧密结合，在窑内温度升高时可在球内发生密闭区域内的气-固还原反应，且从窑头卸出时，环境空气不易进入球内与被还原的铁进行二次氧化反应，相比现有技术下的物料与还原剂零散分布、还原气无法高效与物料结合、空气易对已还原物料进行二次氧化的状况，物料成品的金属化率得到了大幅提高，同时，由于造球入窑，窑内扬尘度大幅降低，烟气粉尘内的非锌粉尘大幅降低，粉尘锌品位得到了有效提高；（3）通过窑身还原气供入，使得还原气能从窑内物料堆中喷出，物料在与内部配碳、外部配碳开展固-固还原反应的同时，还与还原气开展气-固还原反应，本发明对提铁脱锌的物料同时通过“固-固还原”和“气-固还原”两种还原途径，对含重固废中的铁和锌进行同时还原，从而含重固废的还原速度得到显著提升。采用本发明提供的技术方案，回转窑的窑长（长度）可缩短，物料在回转窑中的停留时间缩短，从而避免现有技术因窑身太长导致的设备寿命短、窑壁易变形等问题；（4）通过两级气体冷却，将窑内外排物料的显热充分回收利用，相较现有技术的余热零利用率，系统能效得到整体提高。
81.（5）通过窑身空气多段多点供入，将原本窑头一股强风分散为窑头+窑身多股弱风，这使得在窑头位置即将排出的物料再与空气发生二次氧化反应的可能性有效降低，成品金属化率显著提高。
附图说明
82.图1为现有技术提铁脱锌工艺路线图；图2为现有技术回转窑窑身供风装置；图3为本发明一种多相耦合有机含重固废协同处置工艺路线图；图4为本发明一种多相耦合有机含重固废协同处置工艺包括余热利用的路线路；图5为本发明提供的回转窑示意图；图6为本发明提供的回转窑顺时针旋转时、m-m位置截面图（窑身进气口结构示意图）；图7为本发明提供的回转窑逆时针旋转时、m-m位置截面图（窑身进气口结构示意图）；图8为本发明提供的螺旋-竖式气冷装置的结构示意图；图9为本发明提供的一种多相耦合有机/含重固废协同处置系统的结构示意图；图10为本发明提供的一种多相耦合有机/含重固废协同处置控制方法流程图。
83.附图标记：a：多孔回转窑；a1：窑尾进料口；a2：窑尾出气口；a3：窑头进气口；a4：窑头出料口；a5：窑身进气口；a6：近切线逆向窑身供风装置；a601：风道；a602：喷嘴；b：螺旋-竖式气冷装置；b1：螺旋冷却段；b2：立式冷却段；b101：第一进气口；b102：第一出气口；b201：第二进气口；b202：第二出气口；c：混匀造球装置；d：热解装置；e：除尘装置；f：第二冷却装置；g：烟气净化装置。
具体实施方式
84.下面对本发明的技术方案进行举例说明，本发明请求保护的范围包括但不限于以下实施例。
85.一种多相耦合有机/含重固废协同处置系统，该系统包括回转窑、冷却装置、混匀造球装置c、热解装置d、除尘装置e。热解装置d的出料口连接混匀造球装置c的进料口。混匀造球装置c的出料口连接回转窑的进料口。回转窑的物料出口连接冷却装置的进料口，回转窑的气体出口连接除尘装置e。冷却装置上设有还原铁物料出口。除尘装置e上设有氧化锌出口和烟气出口。
86.在本发明中，所述回转窑为多孔回转窑a。多孔回转窑a上设有窑尾进料口a1、窑尾出气口a2、窑头进气口a3、窑头出料口a4、窑身进气口a5、烧嘴。窑尾进料口a1、窑尾出气口a2设置在多孔回转窑a的窑尾。窑头进气口a3、窑头出料口a4和烧嘴设置在多孔回转窑a的窑头。窑身进气口a5设置在多孔回转窑a的中段。
87.在本发明中，所述冷却装置为螺旋-竖式气冷装置b。螺旋-竖式气冷装置b包括螺旋冷却段b1和立式冷却段b2。螺旋冷却段b1的进料口与还原装置的出料口连接。螺旋冷却段b1的出料口与立式冷却段b2的进料口连接。立式冷却段b2的底部设有出料口。螺旋冷却段b1上设有第一进气口b101和第一出气口b102。立式冷却段b2上设有第二进气口b201的第二出气口202。
88.在本发明中，热解装置d的渣相出口与混匀造球装置c的进料口连接。混匀造球装置c的出料口与多孔回转窑a的窑尾进料口a1连接。多孔回转窑a的窑头出料口a4与螺旋-竖式气冷装置b上螺旋冷却段b1的进料口连接。
89.在本发明中，热解装置d的气体出口与螺旋-竖式气冷装置b上螺旋冷却段b1的第一进气口b101连接。螺旋冷却段b1的第一出气口b102与多孔回转窑a上的窑身进气口a5连接。窑尾出气口a2与除尘装置e的进气口连接。立式冷却段b2上的第二出气口202连通至多孔回转窑a的烧嘴或窑身进气口a5。
90.作为优选，该系统还包括第二冷却装置f。窑尾出气口a2与第二冷却装置f的进气口连接。第二冷却装置f的出气口与除尘装置e的进气口连接。
91.作为优选，该系统还包括烟气净化装置g。除尘装置e的出气口连通至烟气净化装置g。
92.实施例1如图1所示，一种多相耦合有机/含重固废协同处置工艺，该工艺包括以下步骤：（1）原料预处理：将有机固废渣、含重固废、还原剂混匀，进行造球处理，获得球团状原料；（2）将球团状原料输送到还原装置，经过还原处理，获得含锌烟气和铁渣；（3）将含锌烟气进行分离，获得氧化锌；将含铁渣经过冷却，获得还原铁物料。
93.实施例2如图2所示，一种多相耦合有机/含重固废协同处置工艺，该工艺包括以下步骤：（1）有机固废渣做内核，含重固废和还原剂研磨成粉末，将有机固废渣、粉末状的含重固废和还原剂混匀、造球处理，粉末状的含重固废和还原剂粘附在有机固废渣上；获得以有机固废渣为内核、含重固废和还原剂裹附的球团状原料；
其中：有机固废渣的粒径为1mm，粉末状的含重固废和还原剂的粒径≤300μm，球团状原料的粒径为6mm，球团状原料中的水分含量为10%，所述含重固废为钢铁厂的含锌粉尘，含重固废中的锌含量为5%，含重固废中的铁含量为36%，所述还原剂为焦煤。所述有机固废渣为：将有机固废经过热解或焚烧后获得热解气和有机固废渣，将有机固废渣用作球团状原料的内核。
94.（2）将球团状原料输送到还原装置，经过还原处理，获得含锌烟气和铁渣；（3）将含锌烟气进行分离，获得氧化锌；将含铁渣经过冷却，获得还原铁物料。
95.实施例3重复实施例2，只是步骤（2）中所述的还原装置为多孔回转窑a；通过窑身进气口a5向回转窑内喷入还原性气体。所述还原性气体为有机固废经过热解或焚烧后获得的热解气。将有机固废经过热解或焚烧后获得热解气通过窑身进气口a5喷入多孔回转窑a内，热解气作为还原性气体以“气-固还原”的方式还原多孔回转窑a内的含重固废。
96.实施例4重复实施例3，只是窑身进气口a5为近切线逆向窑身供风装置a6。近切线逆向窑身供风装置a6包括风道a601和喷嘴a602。风道a601设置在多孔回转窑a的外侧四周。喷嘴a602的出风口设置多孔回转窑a内，并且喷嘴a602的进风口连通风道a601。喷嘴a602出风口的出气方向贴近多孔回转窑a内壁的切线方向，并且与多孔回转窑a的转动方向相反。
97.实施例5如图6所示，重复实施例4，只是多孔回转窑a上设有9个所述近切线逆向窑身供风装置a6，9个所述近切线逆向窑身供风装置a6分3圈布置在多孔回转窑a的窑身中段，每一圈上设有3个近切线逆向窑身供风装置a6；3个近切线逆向窑身供风装置a6之间的夹角均为120
°
。
98.多孔回转窑a顺时针转动，当喷嘴a602出风口的出气方向与水平线x轴方向的夹角为270
°
～360
°
时，喷出还原性气体；当喷嘴a602出风口的出气方向与水平线x轴方向的夹角不在270
°
～360
°
范围时，停止喷出气体。
99.实施例6如图7所示，重复实施例4，只是多孔回转窑a上设有9个所述近切线逆向窑身供风装置a6，9个所述近切线逆向窑身供风装置a6分3圈布置在多孔回转窑a的窑身中段，每一圈上设有3个近切线逆向窑身供风装置a6；3个近切线逆向窑身供风装置a6之间的夹角均为120
°
。
100.多孔回转窑a逆时针转动，当喷嘴a602出风口的出气方向与水平线x轴方向的夹角为180
°
～270
°
时，喷出还原性气体；当喷嘴a602出风口的出气方向与水平线x轴方向的夹角不在180
°
～270
°
范围时，停止喷出气体。
101.实施例7如图6所示，重复实施例5，只是当喷嘴a602出风口的出气方向与水平线x轴方向的夹角为280
°
～350
°
时，喷出还原性气体；当喷嘴a602出风口的出气方向与水平线x轴方向的夹角不在280
°
～350
°
范围时，停止喷出气体。
102.实施例8如图7所示，重复实施例6，只是当喷嘴a602出风口的出气方向与水平线x轴方向的
夹角为190
°
～260
°
时，喷出还原性气体；当喷嘴a602出风口的出气方向与水平线x轴方向的夹角不在190
°
～260
°
范围时，停止喷出气体。
103.实施例9重复实施例4，只是步骤（3）中所述分离采用除尘装置进行分离，含锌烟气通过除尘处理，收集固体为氧化锌。
104.所述冷却采用冷却装置对含铁渣进行两级冷却；分别为一级还原气冷却、二级空气冷却。所述冷却具体为：（301）将含铁渣采用有机固废经过热解或焚烧后获得的热解气进行一级冷却，热解气冷却含铁渣，并吸收含铁渣的热量后提升热解气的温度，然后再通过窑身进气口a5喷入多孔回转窑a内，作为还原性气体以“气-固还原”的方式还原多孔回转窑a内的含重固废；（302）经过热解气冷却后的含铁渣采用空气进行二级冷却，获得还原铁物料。
105.实施例10重复实施例9，只是步骤（301）中，热解气对含铁渣进行一级冷却为直接换热。热解气将含铁渣冷却至600℃。步骤（302）中，空气对含铁渣进行二级冷却为直接换热。空气将含铁渣冷却至80℃。
106.实施例11重复实施例10，只是所述冷却装置为螺旋-竖式气冷装置b。螺旋-竖式气冷装置b包括螺旋冷却段b1和立式冷却段b2。螺旋冷却段b1的出料口与立式冷却段b2的进料口之间设有双层密闭下料阀。
107.有机固废经过热解或焚烧后获得的热解气通过第一进气口b101进入螺旋冷却段b1，热解气在螺旋冷却段b1内吸收含铁渣的热量后提升热解气的温度，然后通过第一出气口b102排出，并从窑身进气口a5喷入多孔回转窑a内，作为还原性气体以“气-固还原”的方式还原多孔回转窑a内的含重固废。
108.空气从第二进气口b201进入立式冷却段b2，对经过热解气冷却后的含铁渣进行二级冷却，然后从第二出气口b202排出。换热后的空气用作多孔回转窑a上烧嘴的助燃气体或通过窑身进气口a5喷入多孔回转窑a。
109.实施例12如图9所示，一种多相耦合有机/含重固废协同处置系统，该系统包括回转窑、冷却装置、混匀造球装置c、热解装置d、除尘装置e。热解装置d的出料口连接混匀造球装置c的进料口。混匀造球装置c的出料口连接回转窑的进料口。回转窑的物料出口连接冷却装置的进料口，回转窑的气体出口连接除尘装置e。冷却装置上设有还原铁物料出口。除尘装置e上设有氧化锌出口和烟气出口。
110.实施例13如图5-7所示，重复实施例12，只是所述回转窑为多孔回转窑a。多孔回转窑a上设有窑尾进料口a1、窑尾出气口a2、窑头进气口a3、窑头出料口a4、窑身进气口a5、烧嘴。窑尾进料口a1、窑尾出气口a2设置在多孔回转窑a的窑尾。窑头进气口a3、窑头出料口a4和烧嘴设置在多孔回转窑a的窑头。窑身进气口a5设置在多孔回转窑a的中段。
111.实施例14如图8所示，重复实施例13，只是所述冷却装置为螺旋-竖式气冷装置b。螺旋-竖式
气冷装置b包括螺旋冷却段b1和立式冷却段b2。螺旋冷却段b1的进料口与还原装置的出料口连接。螺旋冷却段b1的出料口与立式冷却段b2的进料口连接。立式冷却段b2的底部设有出料口。螺旋冷却段b1上设有第一进气口b101和第一出气口b102。立式冷却段b2上设有第二进气口b201的第二出气口b202。
112.热解装置d的渣相出口与混匀造球装置c的进料口连接。混匀造球装置c的出料口与多孔回转窑a的窑尾进料口a1连接。多孔回转窑a的窑头出料口a4与螺旋-竖式气冷装置b上螺旋冷却段b1的进料口连接。
113.热解装置d的气体出口与螺旋-竖式气冷装置b上螺旋冷却段b1的第一进气口b101连接。螺旋冷却段b1的第一出气口b102与多孔回转窑a上的窑身进气口a5连接。窑尾出气口a2与除尘装置e的进气口连接。立式冷却段b2上的第二出气口b202连通至多孔回转窑a的烧嘴或窑身进气口a5。
114.实施例15如图9所示，重复实施例14，只是该系统还包括第二冷却装置f。窑尾出气口a2与第二冷却装置f的进气口连接。第二冷却装置f的出气口与除尘装置e的进气口连接。该系统还包括烟气净化装置g。除尘装置e的出气口连通至烟气净化装置g。
115.实施例16如图10所示，一种多相耦合有机/含重固废协同处置控制方法，该控制方法包括以下步骤：（k1）收集工况参数：检测待处理的含重固废中的铁含量、锌含量、含水量，确定含重固废处理工艺的规模处理量、球团原料的粒度；（k2）计算需要碳留存量：根据步骤（k1）获取的物理参数，通过计算获得用于含重固废造球的有机固废渣内的碳留存量；（k3）确定配置比：检测有机固废中的碳含量，根据步骤（k2）得到的有机固废渣内的碳留存量，计算有机固废经过分解或焚烧，有机固废的碳进入热解气/有机固废渣的c元素配比值；（k4）计算灼减率：根据热解气/有机固废渣的c元素配比值，计算有机固废的焚烧灼减率或热解灼减率；（k5）工艺控制：根据灼减率，控制焚烧或热解的温度、时间；进而保证有机固废渣内的碳留存量；（k6）根据步骤（k5）中控制焚烧或热解的温度、时间对有机固废进行焚烧或热解，获得碳留存量符合协同处置工艺的有机固废渣，然后按照实施例1-11中任意实施例所述多相耦合有机含重固废协同处置工艺处理有机固废渣和含重固废。
116.对比文件1采用如图1所示的工艺方法，将含重固废、有机固废渣直接混合后输送至回转窑（窑身不进风）进行还原处理。
117.对比文件2采用如图1、图2所示的工艺方法，将含重固废、有机固废渣直接混合后输送至回转窑（窑身进风）进行还原处理。
118.应用实施例
采用实施例2、5、11所述的工艺，与对比例1和2所述工艺进行比较；处理同一源头、同一批次的有机固废和含重固废。实验结果如下：还原铁物料的金属化率是指：整个还原物料中，单质铁占整个铁元素成分总和的重量百分比。
119.收集粉尘内的氧化锌品位是指：在所有收集到的粉尘内，氧化锌占粉尘的重量百分比。
120.通过实验验证比较可以看出，本发明将含重固废、有机固废渣经过造球处理后，获得球团状原料输送至回转窑进行处理，相较于以散料形式直接输送至回转窑进行处理，还原铁物料的金属化率提高了7%左右，收集粉尘内的氧化锌品位提高了4%左右，工艺系统余热综合利用率提高了5%左右，工序综合能耗指标下降了30kgce/t；本发明采用将含重固废、有机固废渣经过造球处理后，获得球团状原料输送至回转窑进行处理，实施例5将有机固废热解或焚烧后产生的热解气输送至本发明提供的多孔回转窑，作为还原性气体，对球团状原料进行“气-固还原”，相较于现有技术普通窑身进风回转窑，物料在窑内停留时间缩短了20min，还原铁物料的金属化率提高了10%左右，收集粉尘内的氧化锌品位提高了6%左右，工艺系统的余热综合利用率提高了4%左右，工序综合能耗指标降低30kgce/t；本发明采用将含重固废、有机固废渣经过造球处理后，获得球团状原料输送至回转窑进行处理，实施例11将有机固废热解或焚烧后产生的热解气，在螺旋-竖式气冷装置中经过体温后，再输送至多孔回转窑，作为还原性气体，对球团状原料进行“气-固还原”，相较于现有技术普通窑身进风回转窑，物料在窑内停留时间缩短了30min左右，还原铁物料的金属化率提高了13%左右，收集粉尘内的氧化锌品位提高了7%左右，工艺系统的余热综合利用率提高了20%左右，工序综合能耗指标降低90kgce/t。