專利名稱：垃圾焚燒飛灰煅燒處理的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種垃圾焚燒飛灰煅燒處理的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
垃圾焚燒已成為我國垃圾處理的重要方式。盡管垃圾焚燒具有減量化、資源化和徹底消滅病毒微生物等優(yōu)點(diǎn)，但焚燒過程中也會(huì)產(chǎn)生許多痕量和超痕量有機(jī)微污染物，如二惡英類(PCDD/Fs)多環(huán)芳烴(PAHs)、多氯聯(lián)苯(PCBs)和多氯萘(PCNs)等。這些污染物中PCDD/Fs毒性大、污染嚴(yán)重、具有致癌、致畸、致突變等毒副作用，因而引起了人們廣泛的關(guān)注。
垃圾焚燒產(chǎn)生的PCDD/Fs只有少部分隨煙氣排放進(jìn)入大氣，而90-98％的PCDD/Fs吸附在焚燒過程所產(chǎn)生的飛灰上。一個(gè)日焚燒垃圾1000噸的發(fā)電廠每天可產(chǎn)生飛灰25-30噸。如何無害化處理這些飛灰防止二次污染已成為現(xiàn)代垃圾焚燒技術(shù)的重要攻關(guān)目標(biāo)。
煅燒是去除垃圾焚燒飛灰中有機(jī)微污染物的最有效方式，但煅燒過程也需要嚴(yán)格的技術(shù)控制，否則會(huì)使飛灰中大量的PCDD/Fs產(chǎn)生熱脫附，并可能發(fā)生PCDD/Fs的再合成，如果煅燒過程煙氣不經(jīng)嚴(yán)格處理而直接排放到大氣，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的PCDD/Fs二次污染，從而失去飛灰煅燒無害化處理的意義。
飛灰煅燒處理過程中，在溫度超過200℃條件下PCDD/Fs就會(huì)大量脫附，并且在200-600℃溫度范圍內(nèi)，將會(huì)有新的PCDD/Fs生成。生成的機(jī)理主要有兩種，一種是全合成，即飛灰中不完全燃燒的顆粒狀有機(jī)碳通過不同催化劑的氧化、氯化等作用而生成PCDD/Fs；另一種途徑是經(jīng)過前軀體化合物而合成出來，即飛灰中的芳香烴化合物經(jīng)過進(jìn)一步的氯化、耦合作用而生成PCDD/Fs。
資源化利用是垃圾焚燒飛灰處理的主要方向，包括制水泥、制玻璃和做建筑材料填料。但飛灰屬于危險(xiǎn)固體廢棄物，按規(guī)定資源化利用前必須進(jìn)行無害化處理，以防止裝卸、運(yùn)輸、堆放和再利用過程中的二次污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能徹底去除垃圾焚燒飛灰中PCDD/Fs等有機(jī)微污染物，防止其資源化利用過程中的二次污染，符合環(huán)保要求的垃圾焚燒飛灰煅燒處理的方法及其裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為處理方法首先飛灰在轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)中噴水造粒，然后經(jīng)傳送裝置進(jìn)入回轉(zhuǎn)式煅燒爐，經(jīng)預(yù)熱區(qū)后在高溫區(qū)內(nèi)煅燒，徹底分解有機(jī)微污染物，所產(chǎn)生的煙氣經(jīng)余熱回收系統(tǒng)后進(jìn)入煙氣凈化系統(tǒng)處理，凈化除塵后的煙氣經(jīng)煙囪排入大氣。
其中，飛灰在轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)中的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)停留時(shí)間為3-5分鐘，造粒后含水量為35-50％；燃燒器內(nèi)噴射一次風(fēng)和煤粉；煅燒爐內(nèi)可分為預(yù)熱區(qū)和高溫區(qū)，預(yù)熱區(qū)溫度為200-800℃，高溫區(qū)溫度為800-1400℃，飛灰在高溫區(qū)停留時(shí)間為10-15分鐘；空氣預(yù)熱器出口煙溫為200-250℃；捕集灰為由省煤器空氣預(yù)熱器灰、中和噴淋塔沉降物、旋風(fēng)除塵器灰和布袋除塵器灰組成。
所述裝置包括轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)、傳送帶、回轉(zhuǎn)式煅燒爐、余熱回收系統(tǒng)和煙氣凈化系統(tǒng)；其中回轉(zhuǎn)式煅燒爐位于轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)后，兩者之間設(shè)有傳送帶，余熱回收系統(tǒng)的一端與回轉(zhuǎn)式煅燒爐相連接，另一端連接煙氣凈化系統(tǒng)。
所述轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)包括進(jìn)灰斗、轉(zhuǎn)鼓、噴水管，進(jìn)灰斗和噴水管安置在轉(zhuǎn)鼓前端，在轉(zhuǎn)鼓后端的下方設(shè)有傳送帶。
所述回轉(zhuǎn)式煅燒爐包括進(jìn)料裝置、燃燒器、二次風(fēng)進(jìn)口、回轉(zhuǎn)式煅燒窯體、出料口和排煙口，回轉(zhuǎn)式煅燒窯體前端設(shè)有進(jìn)料裝置，進(jìn)料裝置上方為傳送帶，燃燒器和二次風(fēng)進(jìn)口位于回轉(zhuǎn)式煅燒窯體前端，出料口與排煙口位于回轉(zhuǎn)式煅燒窯體后端。
所述余熱回收系統(tǒng)為倒U型，包括過熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器，過熱器位于U型管的左側(cè)管道內(nèi)，過熱器下方的管道上設(shè)有煅燒后飛灰出料口，省煤器位于U型管的右側(cè)管道內(nèi)，省煤器下方的管道設(shè)有空氣預(yù)熱器，過熱器和省煤器與汽輪發(fā)電機(jī)設(shè)備相通；空氣預(yù)熱器所產(chǎn)生的預(yù)熱空氣作為回轉(zhuǎn)式煅燒爐一次風(fēng)和二次風(fēng)氣源。
所述煙氣凈化系統(tǒng)包括中和噴淋塔、旋風(fēng)除塵器、布袋除塵器、霧化噴頭、泵、石灰漿混合器、引風(fēng)機(jī)和煙囪，中和噴淋塔、旋風(fēng)除塵器、布袋除塵器依次相連，并在各個(gè)裝置的下方設(shè)有排灰口，中和噴淋塔在塔口處設(shè)有霧化噴頭，石灰漿混合器中的石灰漿經(jīng)泵和霧化噴頭噴入中和噴淋塔，布袋除塵器與引風(fēng)機(jī)一端相連，引風(fēng)機(jī)的另一端與煙囪相連。
本發(fā)明的有益效果在于1.環(huán)保。采用本發(fā)明可徹底分解飛灰熱處理過程中脫附進(jìn)入煙氣的PCDD/Fs等有機(jī)微污染物，并可有效防止PCDD/Fs再合成。
2.節(jié)約能源。本發(fā)明產(chǎn)生的余熱可回收利用發(fā)電。
3.經(jīng)濟(jì)效益好。本發(fā)明處理后的飛灰可直接用作水泥熟料。


圖1是本發(fā)明垃圾焚燒飛灰煅燒處理裝置的基本結(jié)構(gòu)配置示意圖。
標(biāo)號(hào)1.進(jìn)灰斗，2.轉(zhuǎn)鼓，3.噴水管，4.傳送帶，5.進(jìn)料裝置，6.回轉(zhuǎn)式煅燒窯體，7.燃燒器，8.過熱器，9.省煤器，10.空氣預(yù)熱器，11.中和噴淋塔，12.霧化噴頭，13.石灰漿混合器，14.泵，15.旋風(fēng)除塵器，16.布袋除塵器，17.引風(fēng)機(jī)，18.煙囪。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1垃圾焚燒飛灰煅燒處理裝置如圖1所示，所述裝置包括轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)、傳送帶、回轉(zhuǎn)式煅燒爐、余熱回收系統(tǒng)和煙氣凈化系統(tǒng)。其中回轉(zhuǎn)式煅燒爐位于轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)后，兩者之間設(shè)有傳送帶4，余熱回收系統(tǒng)的一端與回轉(zhuǎn)式煅燒爐相連接，另一端連接煙氣凈化系統(tǒng)。
所述轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)包括進(jìn)灰斗1、轉(zhuǎn)鼓2、噴水管3，進(jìn)灰斗1和噴水管3安置在轉(zhuǎn)鼓2前端，，在轉(zhuǎn)鼓2后端的下方設(shè)有傳送帶4。
其中在轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)中的進(jìn)料口處設(shè)有密封擋板，出料口處設(shè)有半封閉擋板，以防止飛灰飄散。
所述回轉(zhuǎn)式煅燒爐包括進(jìn)料裝置5、燃燒器7、二次風(fēng)進(jìn)口、回轉(zhuǎn)式煅燒窯體6、出料口和排煙口，回轉(zhuǎn)式煅燒窯體6前端設(shè)有進(jìn)料裝置5，進(jìn)料裝置5上方為傳送帶4，燃燒器7和二次風(fēng)進(jìn)口位于回轉(zhuǎn)式煅燒窯體6前端，出料口與排煙口位于回轉(zhuǎn)式煅燒窯體6后端。
所述余熱回收系統(tǒng)為倒U型，包括過熱器8、省煤器9和空氣預(yù)熱器10，過熱器8位于U型管的左側(cè)管道內(nèi)，過熱器8下方的管道上設(shè)有煅燒后飛灰出料口，省煤器9位于U型管的右側(cè)管道內(nèi)，省煤器9下方的管道設(shè)有空氣預(yù)熱器10，過熱器8和省煤器9與汽輪發(fā)電機(jī)設(shè)備相通；空氣預(yù)熱器10所產(chǎn)生的預(yù)熱空氣作為回轉(zhuǎn)式煅燒爐一次風(fēng)和二次風(fēng)氣源。
所述煙氣凈化系統(tǒng)包括中和噴淋塔11、旋風(fēng)除塵器15、布袋除塵器16、霧化噴頭12、泵14、石灰漿混合器13、引風(fēng)機(jī)17和煙囪18，中和噴淋塔11、旋風(fēng)除塵器15、布袋除塵器16依次相連，并在各個(gè)裝置的下方設(shè)有排灰口，中和噴淋塔11在塔口處設(shè)有霧化噴頭12，石灰漿混合器13中的石灰漿經(jīng)泵14和霧化噴頭12噴入中和噴淋塔11，布袋除塵器16與引風(fēng)機(jī)17一端相連，引風(fēng)機(jī)17的另一端與煙囪18相連。
采用所述裝置具體處理方法如下1.造粒階段首先飛灰在轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)內(nèi)停留3.5±0.5分鐘噴水造粒，造粒后含水量為40±5％，然后經(jīng)傳送帶進(jìn)入回轉(zhuǎn)式煅燒爐。飛灰造粒的目的是防止小顆粒飛灰在回轉(zhuǎn)式煅燒爐被二次風(fēng)帶走，同時(shí)可顯著減少PCDD/Fs等有機(jī)微污染物在飛灰熱處理過程中的熱脫附。
2.煅燒階段造粒后飛灰首先進(jìn)入回轉(zhuǎn)式煅燒窯體預(yù)熱區(qū)溫度為200-800℃，預(yù)熱6±1分鐘，然后進(jìn)入800-1400℃(在1200-1300℃條件下煅燒5分鐘，飛灰中的PCDD/Fs等有機(jī)微污染物可徹底分解)高溫區(qū)停留11±1分鐘；煅燒后飛灰進(jìn)入貯料倉，定期排放，煙氣由爐尾排煙口進(jìn)入余熱回收系統(tǒng)。此過程可將在預(yù)熱區(qū)脫附的PCDD/Fs等有機(jī)微污染物在高溫區(qū)完全分解，同時(shí)飛灰顆粒殘留的有機(jī)微污染物在高溫區(qū)內(nèi)也可完全分解。
3.后續(xù)處理階段將余熱回收系統(tǒng)內(nèi)的空氣預(yù)熱器出口煙溫控制在210±10℃，以防止PCDD/Fs繼續(xù)顯著生成。煙氣在余熱回收系統(tǒng)內(nèi)由霧化噴頭12噴射石灰漿，(石灰的噴射速率為0.9±0.1克/標(biāo)準(zhǔn)立方米煙氣)中和煙氣中的酸性氣體，并吸附煙氣中的有機(jī)微污染物，然后由旋風(fēng)除塵器15除去大顆?；覊m，后再由布袋除塵器16捕集各種殘灰，在此99％以上固相顆粒被濾布捕集，所述捕集灰包括省煤器空氣預(yù)熱器灰、中和噴淋塔沉降物、旋風(fēng)除塵器灰和布袋除塵器灰。尾氣經(jīng)煙囪排入大氣。所產(chǎn)生的捕集灰可添入垃圾焚燒飛灰中再煅燒。
實(shí)施例2與實(shí)施例1不同之處在于1.造粒階段飛灰在轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)內(nèi)停留4±0.5分鐘，造粒后含水量為42+3％。
2.煅燒階段預(yù)熱區(qū)溫度為200-800℃預(yù)熱7±1分鐘，預(yù)熱后在800-1300℃(在1100-1200℃條件下煅燒6分鐘，飛灰中的PCDD/Fs等有機(jī)微污染物可徹底分解)高溫煅燒區(qū)停留12±1分鐘。
3.后續(xù)處理階段空氣預(yù)熱器出口煙溫控制在225±5℃，石灰的噴射速率為1.0±0.1克/標(biāo)準(zhǔn)立方米。
實(shí)施例3與實(shí)施例1不同之處在于1.造粒階段飛灰在轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)內(nèi)停留4.5±0.5分鐘，造粒后含水量為45±5％。
2.煅燒階段預(yù)熱溫度為200-800℃預(yù)熱8±1分鐘，預(yù)熱后在溫度為800-1200℃(在1000-1100℃條件下煅燒8分鐘，飛灰中的PCDD/Fs等有機(jī)微污染物可徹底分解)的高溫區(qū)停留13±1分鐘。
3.后續(xù)處理階段空氣預(yù)熱器出口煙溫控制在235±5℃，石灰的噴射速率為1.1±1克/標(biāo)準(zhǔn)立方米。
實(shí)施例4與實(shí)施例1不同之處在于1.造粒階段飛灰在轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)內(nèi)停留4±1分鐘，造粒后含水量為40±3％。
2.煅燒階段預(yù)熱溫度為200-800℃預(yù)熱下9±1分鐘，預(yù)熱后在溫度為800-1100℃(在900-1000℃條件下煅燒12分鐘，飛灰中的PCDD/Fs等有機(jī)微污染物可徹底分解)的高溫區(qū)停留14±1分鐘。
3.后續(xù)處理階段空氣預(yù)熱器出口煙溫控制在245±5℃石灰的噴射速率為1.3±0.2克/標(biāo)準(zhǔn)立方米。
權(quán)利要求
1.一種垃圾焚燒飛灰煅燒處理的方法，其特征在于飛灰首先在轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)中噴水造粒，然后經(jīng)傳送帶進(jìn)入回轉(zhuǎn)式煅燒爐，經(jīng)預(yù)熱區(qū)后在高溫區(qū)下煅燒，分解有機(jī)微污染物，所產(chǎn)生的煙氣經(jīng)余熱回收系統(tǒng)后進(jìn)入煙氣凈化系統(tǒng)處理，凈化除塵后的煙氣經(jīng)煙囪排入大氣。
2.按權(quán)利要求1所述垃圾焚燒飛灰煅燒處理的方法，其特征在于飛灰在轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)中的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)停留時(shí)間為3～5分鐘，造粒后含水量為35～50％。
3.按權(quán)利要求1所述垃圾焚燒飛灰煅燒處理的方法，其特征在于造粒進(jìn)入回轉(zhuǎn)式煅燒爐內(nèi)后由燃燒器噴射一次風(fēng)和煤粉；煅燒爐內(nèi)可分為預(yù)熱區(qū)和高溫區(qū)，預(yù)熱區(qū)溫度為200-800℃，高溫區(qū)溫度為800～1400℃，飛灰在高溫區(qū)停留時(shí)間為10～15分鐘。
4.按權(quán)利要求1所述垃圾焚燒飛灰煅燒處理的方法，其特征在于空氣預(yù)熱器出口煙溫為200～250℃。
5.一種按權(quán)利要求1所述垃圾焚燒飛灰煅燒處理的裝置，包括轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)、傳送帶、回轉(zhuǎn)式煅燒爐、余熱回收系統(tǒng)和煙氣凈化系統(tǒng)，其特征在于所述回轉(zhuǎn)式煅燒爐位于轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)后，兩者之間設(shè)有傳送帶(4)，余熱回收系統(tǒng)的一端與回轉(zhuǎn)式煅燒爐相連接，另一端連接煙氣凈化系統(tǒng)。
6.按權(quán)利要求5所述垃圾焚燒飛灰煅燒處理的裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)包括進(jìn)灰斗(1)、轉(zhuǎn)鼓(2)、噴水管(3)，進(jìn)灰斗(1)和噴水管安置在轉(zhuǎn)鼓(2)前端，在轉(zhuǎn)鼓(2)后端出口的下方設(shè)有傳送帶(4)。
7.按權(quán)利要求5所述垃圾焚燒飛灰煅燒處理的裝置，其特征在于所述回轉(zhuǎn)式煅燒爐包括進(jìn)料裝置(5)、燃燒器(7)、二次風(fēng)進(jìn)口、回轉(zhuǎn)式煅燒窯體(6)、出料口和排煙口，回轉(zhuǎn)式煅燒窯體(6)前端設(shè)有進(jìn)料裝置(5)，進(jìn)料裝置(5)上方為傳送帶(4)，燃燒器(7)和二次風(fēng)進(jìn)口位于回轉(zhuǎn)式煅燒窯體(6)前端，出料口與排煙口位于回轉(zhuǎn)式煅燒窯體(6)后端。
8.按權(quán)利要求5所述垃圾焚燒飛灰煅燒處理的裝置，其特征在于所述余熱回收系統(tǒng)為倒U型，包括過熱器(8)、省煤器(9)和空氣預(yù)熱器(10)，過熱器(8)位于U型管的左側(cè)管道內(nèi)，過熱器(8)下方的管道上設(shè)有煅燒后飛灰出料口，省煤器(9)位于U型管的右側(cè)管道內(nèi)，省煤器(9)下方的管道設(shè)有空氣預(yù)熱器(10)，過熱器(8)和省煤器(9)與汽輪發(fā)電機(jī)設(shè)備相通；空氣預(yù)熱器(10)所產(chǎn)生的預(yù)熱空氣作為回轉(zhuǎn)式煅燒爐一次風(fēng)和二次風(fēng)氣源。
9.按權(quán)利要求5所述垃圾焚燒飛灰煅燒處理的裝置，其特征在于所述煙氣凈化系統(tǒng)包括中和噴淋塔(11)、旋風(fēng)除塵器(15)、布袋除塵器(16)、霧化噴頭(12)、泵(14)、石灰漿混合器(13)、引風(fēng)機(jī)(17)和煙囪(18)，中和噴淋塔(11)、旋風(fēng)除塵器(15)、布袋除塵器(16)依次相連，并在各個(gè)裝置的下方設(shè)有排灰口，中和噴淋塔(11)在塔口處設(shè)有霧化噴頭(12)，石灰漿混合器(13)中的石灰漿經(jīng)泵(14)和霧化噴頭(12)噴入中和噴淋塔(11)，布袋除塵器(16)與引風(fēng)機(jī)(17)一端相連，引風(fēng)機(jī)(17)的另一端與煙囪(18)相連。
全文摘要
本發(fā)明屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種垃圾焚燒飛灰煅燒處理的方法及其裝置。所述方法飛灰首先在轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)中噴水造粒，然后經(jīng)傳送帶進(jìn)入回轉(zhuǎn)式煅燒爐，經(jīng)預(yù)熱區(qū)后在高溫區(qū)下煅燒，所產(chǎn)生的煙氣經(jīng)余熱回收系統(tǒng)后進(jìn)入煙氣凈化系統(tǒng)，凈化除塵后的煙氣經(jīng)煙囪排入大氣。所述裝置包括轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)、傳送帶、回轉(zhuǎn)式煅燒爐、余熱回收系統(tǒng)和煙氣凈化系統(tǒng)。采用本發(fā)明可徹底分解飛灰中的PCDD/Fs等有機(jī)微污染物，并可有效防止PCDD/Fs再合成，同時(shí)余熱可回收利用發(fā)電，處理后的飛灰可直接用作水泥熟料，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)F23G5/02GK1987202SQ200510130808
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2005年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月21日
發(fā)明者張海軍, 倪余文, 陳吉平, 項(xiàng)光明, 朱善銀, 陳革 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所, 偉明集團(tuán)有限公司